НЕОН ВЫСОКОЙ ЧИСТОТЫ
Поскольку гелий и неон — газы чрезвычайно летучие, то из жидкого воздуха они уходят в пар с первыми порциями азота. Конечно, в смеси с азотом их доля мала; вспомним, что на 1000 л воздуха приходится только 18 см3 неона и 5 см3 гелия. В процессе ректификации они концентрируются под крышкой конденсатора ; в этом месте газовая смесь состоит в основном из азота] около 5% неона и гелия и небольшого количества водорода. Через вентиль ее периодически отводят в дополнительный конденсатор (дефлегматор), где вымораживается часть азота. Одновременно теряется и немного неона, так как он растворим в жидком азоте.
В сыром неоне содержится 40—60% Ne + He в отношении 3:1; в нем может содержаться также до 1—2% водорода. В таком виде он поступает потребителю, например, для изготовления сигнальных и рекламных газосветных ламп. Сырой неон носит название неоно-гелиевой смеси. В нашей стране ее транспортируют и хранят в стальных баллонах емкостью 40 л под давлением до 150 ат. Баллоны окрашены в светло-коричневый цвет, надпись белая.
Для получения чистого неона сырой газ вначале освобождают от азота и водорода, затем разделяют на неон и гелий. Таким образом, попутно получается довольно чистый гелий. Азот повторно вымораживают в ванне с жидким воздухом под давлением 10—15 ат, а водород удаляется с помощью окиси меди при нагревании до 700° С. Оставшуюся смесь неона и гелия разделяют одним из двух способов — адсорбционным или конденсационным.
При первом способе смесь газов пропускают в металлический сосуд (адсорбер), наполненный активным углем и охлаждаемый жидким воздухом. После того как произойдет насыщение адсорбента, газ откачивают из адсорбера до остаточного давления в несколько миллиметров ртутного столба. По мере разрежения пространства вначале откачивается чистый гелий, затем он увлекает с собой до 25% неона. Оставшийся в угле неон десорбируют при постепенном нагревании и одновременно откачивают.
Метод адсорбции прост, но для получения продуктов высокой чистоты требуется многократное повторение операции.
Конденсационный метод технически более сложен, зато он обеспечивает почти идеальное разделение смеси. Ее замораживают в ванне из жидкого водорода, кипящего под вакуумом. Здесь температура смеси падает до 13—14° К, неон отвердевает и упругость его паров снижается до ничтожно малой величины. Гелий, оставшийся газообразным, откачивают почти без примеси неона, после чего твердый неон вновь переводят в газ и перекачивают в стальные или стеклянные баллоны.
За последнее десятилетие сильно возросла потребность в неоне высокой чистоты. Особо чистый неон, который должен отвечать следующим требованиям: содержание Ne не менее 99,888 об.%, Нене более 0,1 об.%, О2 — 0,001 об.%, N2 — 0,01 об.%, Н2 — 0,001 об.%, влаги — 0,02 г/м³. Он поставляется в стальных баллонах под давлением до 150 ат, окрашенных в черный цвет с надписью белыми буквами «Неон особой чистоты».
Статья на тему Неон высокой чистоты