불활성 가스

불활성 가스는 다른 화학 물질과 화학 반응을 형성하지 않고 따라서 화학적 화합물을 형성하지 않는 가스이다.귀한 가스는 종종 많은^[1] 물질과 반응하지 않으며 역사적으로 불활성 가스라고 불렸다.불활성 가스는 일반적으로 시료를 분해하는 원치 않는 화학 반응을 방지하기 위해 사용됩니다.이러한 바람직하지 않은 화학 반응은 종종 공기 중의 산소와 수분과의 산화 및 가수 분해 반응입니다.불활성 가스라는 용어는 특정 조건에서 여러 개의 귀한 가스가 반응하도록 만들 수 있기 때문에 상황에 따라 달라집니다.

정제 아르곤과 질소 가스는 높은 자연량(78.3N₂, 공기 중 1%Ar)과 낮은 상대 비용 때문에 불활성 가스로 가장 많이 사용된다.

귀가스와는 달리 불활성가스는 반드시 원소일 필요는 없으며 종종 복합가스입니다.귀가스처럼 비반응성 경향은 모든 불활성 기체에서 가장 ^[2]바깥쪽에 있는 전자껍질인 원자가에 의한 것입니다.이것은 귀한 가스나 다른 "불활성" 가스가 화합물을 형성하기 위해 반응할 수 있기 때문에 규칙이 아니라 경향입니다.

생산.

불활성 가스는 이 ^[3]원소가 풍부한 몇 가지 천연 가스 공급원으로부터 분리된 헬륨을 제외하고 공기의 분별 증류를 통해 극저온 증류 또는 막 ^[4]분리를 통해 얻어집니다.특수 적용의 경우 정제 불활성 가스는 현장의 특수 발전기가 생산해야 한다.화학 유조선 및 제품 운반선(소형 선박)에서 자주 사용됩니다.연구실 전용 벤치탑 발전기도 이용할 수 있다.

적용들

불활성 가스의 비반응성 특성 때문에 바람직하지 않은 화학반응을 방지하는 데 유용한 경우가 많습니다.음식은 산소가스를 제거하기 위해 불활성 가스로 포장된다.이것은 박테리아가 ^[5]자라는 것을 막는다.그것은 또한 정상적인 공기에서 산소에 의한 화학적 산화를 방지한다.예를 들어 식용유의 산화(산화에 의한)가 있다.식품 포장에서는 벤조산나트륨(항균제)이나 BHT(항산화제)와 같은 활성 방부제와 달리 불활성 가스가 수동 방부제로 사용된다.

이력 문서는 열화를 방지하기 위해 불활성 가스 아래에 저장될 수도 있다.예를 들어, 미국 헌법의 원본 문서는 가습 아르곤 아래에 보관되어 있다.헬륨은 이전에 사용되었지만 아르곤보다 ^[6]더 빨리 케이스 밖으로 확산되기 때문에 적합하지 않았습니다.

불활성 가스는 화학 산업에서 종종 사용된다.화학 제조 공장에서는 불활성 가스 하에서 반응을 실시하여 화재 위험이나 불필요한 반응을 최소화할 수 있습니다.이러한 공장 및 정유소에서는 화재 및 폭발 방지 대책으로서 불활성 가스로 이송관 및 선박을 퍼지할 수 있다.벤치 스케일에서는 화학자가 불활성 가스 하에서 공기 민감성 화합물을 처리하기 위해 개발된 무공기 기술을 사용하여 실험을 수행합니다.헬륨, 질소, 네온, 아르곤, 크립톤, 크세논, 라돈은 불활성 기체이다.

선박의 불활성 가스 시스템

불활성 가스는 전용 불활성 가스 발생기에서 등유를 연소하여 (8,000톤 이상) (2016년 1월 1일부터) 기내에서 생산된다.불활성 가스 시스템은 화물 탱크나 벙커의 대기가 폭발 ^[7]범위로 들어오는 것을 방지하기 위해 사용됩니다.불활성 가스는 탱크 대기의 산소 농도를 5% 미만으로 유지하므로(조립 운반선에서는 제품 운반선 및 가스 탱커에서는 더 적음), 탱크 내의 공기/탄화수소 가스 혼합물이 너무 풍부하게(산소 대비 연료비가 너무 높음) 점화되지 않습니다.불활성 가스는 탱크 대기에 더 많은 탄화수소 증기가 존재할 가능성이 높은 밸러스트 항해를 하는 동안 가장 중요하다.또한 비활성 가스를 사용하여 휘발성 대기를 제거하여 가스 방출을 대비할 수 있습니다(대기를 호흡 가능한 공기로 대체). 또는 그 반대도 가능합니다.

연도 가스 시스템은 보일러 배기가스를 발생원으로 사용하므로 고품질의 불활성 가스가 생성되도록 보일러 버너의 연료/공기비를 적절히 조절하는 것이 중요합니다.공기가 너무 많으면 산소 함량이 5%를 넘고 연료 오일이 너무 많으면 위험한 탄화수소 가스가 이월됩니다.연도 가스는 스크러버 타워에 의해 세척 및 냉각됩니다.다양한 안전 장치는 과압, 탄화수소 가스의 엔진룸 복귀 또는 산소 함량이 너무 높은 IG 공급을 방지합니다.

가스 탱커와 제품 운송업체는 연도 가스 시스템에 의존할 수 없으며(O 함량이 1% 이하인₂ IG가 필요하기 때문에), 대신 불활성 가스 발생기를 사용합니다.불활성 가스 발생기는 팬에 의해 공급되는 연소실 및 스크러버 유닛과 가스를 냉각하는 냉동 유닛으로 구성됩니다.시스템과 직렬로 연결된 건조기는 가스가 데크로 공급되기 전에 가스의 습기를 제거합니다.가스 운반선의 화물 탱크는 불활성화되지 않지만 주변 공간은 불활성화된다.

항공기의 불활성 가스 시스템

연료 탱크를 수동화하기 위해 상업용 및 군용 항공기 내에서 불활성 가스가 생산된다.더운 날에는 연료 탱크의 연료 증기가 가연성 또는 폭발성 혼합물을 형성하여 산화되면 치명적인 결과를 초래할 수 있습니다.기존에는 공기 분리 모듈(ASM)을 사용하여 비활성 가스를 생성해 왔습니다.ASM에는 선택적으로 투과할 수 있는 막이 포함되어 있습니다.압축 공기는 가스터빈 엔진의 압축 단계에서 추출됩니다.이 압력은 ASM을 통한 산소의 투과성이 질소에 비해 증가하기 때문에 공기 중 산소의 분리를 촉진합니다.연료 탱크 수동의 경우 모든 산소를 제거할 필요는 없지만 희박 가연성 한계와 희박 폭발 한계 이하로 유지하기에 충분합니다.10%에서 12%의 산소 농도는 비행 중에 흔히 볼 수 있습니다.

용접

가스 텅스텐 아크 용접(GTAW)에서 불활성 가스는 텅스텐을 오염으로부터 보호하기 위해 사용됩니다.또한 고화된 용접 웅덩이에 다공성을 일으킬 수 있는 공기 중의 반응 가스로부터 유체 금속(아크로부터 생성됨)을 보호합니다.불활성 가스는 비철 금속 ^[8]용접을 위한 가스 금속 아크 용접(GMAW)에도 사용됩니다.일반적으로 불활성인 것으로 간주되지 않지만 어떤 용도로 사용될 가능성이 있는 모든 상황에서 불활성 가스처럼 작용하는 일부 가스는 종종 불활성 가스의 대체물로 사용될 수 있다.이는 저렴하고 일반적인 적절한 의사 인터트 가스를 찾을 수 있을 때 유용합니다.예를 들어, 아아크 용접에 의해 생성된 용융지에 반응하지 않기 때문에 GMAW의 가스 혼합물에 이산화탄소가 사용되기도 합니다.하지만 아크에 반응합니다.아르곤과 같은 불활성 가스에 더 많은 이산화탄소가 첨가될수록, 당신의 투과율을 높일 것이다.이산화탄소의 양은 종종 GMAW에서 어떤 종류의 전달을 사용할지에 따라 결정됩니다.가장 일반적인 것은 스프레이 아크 전달이며, 스프레이 아크 전달에 가장 일반적으로 사용되는 가스 혼합물은 아르곤 90%, 이산화탄소 10%입니다.

다이빙

수중 다이빙에서 불활성 가스는 호흡 혼합물의 구성 요소로, 대사 활성 상태가 아니며 가스 혼합물을 희석하는 역할을 합니다.불활성 가스는 다이버에게 영향을 미칠 수 있지만, 이것들은 대부분 감압병에서 기포로 인한 조직 손상과 같은 물리적 영향인 것으로 생각된다.상업적인 다이빙을 위해 호흡 가스에 사용되는 가장 일반적인 불활성 가스는 질소와 헬륨입니다.

「 」를 참조해 주세요.

• 호흡 가스 – 사람의 호흡에 사용되는 가스
• 산업용 가스 – 산업용으로 생산되는 가스
• 항공기용 불활성화 시스템
• 탱크 블랭킷
• 폐쇄 시스템을 불활성 가스로 플러싱함으로써 이루어지는 가연성 대기 형성을 방지하기 위한 화재 및 폭발 방지 절차인 퍼지(가스)
• 불활성화(가스) – 폐쇄형 시스템에 불활성가스 도입, 화재 및 폭발 방지 절차로 불활성가스를 주입하여 가연성 분위기를 안전하게 만든다.

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