Минералогия - Бетехтин А.Г.
Скачать (прямая ссылка):
Особый научный интерес представляет аномально высокое содержание гелия в некоторых минералах, не содержащих урана и тория. К числу их принадлежат, в частности, берилл — Be3Al2SIeOi8 и некоторые галоидные соединения щелочных металлов, особенно сильвин — KCl. Образование гелия в берилле объясняют воздействием 7- лучей
Фиг. 139. Кривая изменения теплоемкости гелия с температурой
радиоактивных веществ на элемент бериллий, при котором возникает неустойчивый изотоп Be с атомным весом 8, разлагающийся дальше по уравнению: Be —2He24. Образующийся таким путем гелий остается в бериллийсодержащих минералах в окклюдированном состоянии. Повышенное содержание гелия в галоидных соединениях объясняют обогащением последних изотопом свинца (радием D) в процессе перекристаллизации солей при участии относительно богатых радием пластовых вод. Захваченный кристаллической решеткой изотоп свинца (радий D) при дальнейшем распаде должен выделять две а-частички, которые, теряя свой заряд, застревают в сильвине в форме окклюдированною гелия.
Практическое значение. Промышленное значение гелий приобрел со времени первой империалистической войны, когда обратили внимание на него, как на невоспламеняющийся легкий газ, пригодный для наполнения аэростатов и жестких воздушных кораблей. В США близ Амарильо был построен завод по добыче гелия с производительностью до 650 тыс. м3 гелия в год.
Большое значение применение гелия имеет также в научно-исследовательских лабораториях, в электровакуумной, пищевой промышленности (при консервировании продуктов), в строительной промышленности, при кессонных и водолазных работах, во время которых небольшая добавка гелия в воздух позволяет значительно увеличивать продолжительность работы смены, в металлургии при сварке магния, а также для охлажения металлических изделий, для которых окисление является очень вредным, в медицине при приступах астмы и т. д.
Из других благородных газов, имеющих практическое значение, следует отметить неон и аргон, которыми наполняют особые светящиеся лампы и трубки, употребляемые для рекламы, сигнализации во время тумана и прочих целей.
Эманация радия — радон, выделяющийся вместе с другими газами из радиоактивных источников, используется в бальнеологических целях в специальных эманаториях, т. е. в особых камерах, где больные вместе с воздухом вдыхают и радон.
Месторождения. На обширной территории СССР признаки гелио-носных газов, правда с невысоким содержанием гелия, установлены во многих местах среди мощных толщ осадочных, преимущественно палеозойских пород, спокойно лежащих на древнейших докембрий-ских кристаллических массивах.
Из числа иностранных месторождений отметим крупнейшие богатые гелием газовые месторождения США, группирующиеся в два пояса один от Тексаса через штаты Оклахома, Канзас, Арканзас, Миссури, Теннесси, Кентукки, Западную Вирджинию, Охайо до Нью-Йорка, другой — к востоку от Скалистых гор, охватывающий штаты Юта, Колорадо, Уайоминг, Монтана и уходящий в Канаду. Газы этих месторождений характеризуются высоким содержанием азота. Содержание в них гелия достигает 0.5—2.0%. Наиболее богатые гелием газы известны в штатах Колорадо и Юта, где в месторождениях Модель Дом (около г. Тсетгер) гелий содержался в количестве до 9%, а в штате Монтана даже до 16%. Запасы исчисляются многими сотнями миллиардов кубических метров.
ВОДОРОД — H2. В природных условиях встречается в смеси с другими газами. Содержание водорода в таких газах достигает 82, иногда 93%. Бесцветен. Не имеет запаха. Горит бледным пламенем. Самый легкий из всех известных газов. В 14 раз легче воздуха. Один кубический метр чистого сухого водорода при 0е и давлении 760 мм весит 0,0899 г. При обыкновенной температуре при наивысших возможных давлениях
не сжижается. Критическая температура водорода лежит около — 22O0C или 53е абс. при давлении 200 ат. Точка кипения при обыкновенном атмосферном давлении равна —253°. Жидкий водород представляет собой бесцветную жидкость, самую легкую из всех известных жидкостей (1 л весит 70 г). Она способна замерзать, образуя бесцветные кристаллы, плавящиеся при температуре около —257°С или 16° абс.
При высокой температуре в вольтовой дуге между вольфрамовыми электродами молекулы H2 распадаются на атомы, причем степень диссоциации возрастает с повышением температуры; при 5000° на свободные атомы распадается около 95% частиц водорода, причем на каждые 2 грамм-атома поглощается около 105 000 кал. При соединении атомов в молекулу такое же громадное количество теплоты выделяется. Паяльная горелка, работающая на атомарном водороде, дает температуру выше 4000°.
Водород обладает способностью сильно поглощаться свежепрокаленным углем (до двух объемов), губчатой платиной и особенно палладием, который, будучи накален и охлажден в атмосфере водорода, окклюдирует до 600 объемов этого газа, образуя с ним нестойкие соединения.
В природе водород устанавливается довольно часто и притом как в изверженных горных породах, так и в осадочных образованиях. Происхождение его в большинстве случаев не ясно.
