Det krypton Det er en ædelgas, der er repræsenteret af symbolet Kr og er placeret i gruppe 18 i det periodiske system. Det er gassen, der følger argon, og dens overflod er så lav, at den blev betragtet som skjult; det er her navnet kommer fra. Det findes ikke næsten i mineralsten, men i masser af naturlige gasser og næsten ikke opløst i havene og havene.
Hans navn alene fremkalder billedet af Superman, hans planet Krypton og den berømte kryptonit, en sten, der svækker superhelt og fratager ham sine superkræfter. Du kan også tænke på kryptokurver eller krypto, når du hører om det, såvel som andre udtryk, der er langt fra denne gas i deres essens..
Denne ædelgas er dog mindre ekstravagant og "skjult" i forhold til de ovennævnte tal; skønt dens manglende reaktivitet ikke fjerner al den potentielle interesse, der kan vække forskning, der fokuserer på forskellige områder, især det fysiske.
I modsætning til de andre ædle gasser er kryptonets lys, når det ophidses i et elektrisk felt, hvidt (øverste billede). På grund af dette bruges det til forskellige anvendelser i belysningsindustrien. Det kan erstatte næsten ethvert neonlys og udsende dets eget, hvilket er kendetegnet ved at være gulgrønt..
Det forekommer i naturen som en blanding af seks stabile isotoper, for ikke at nævne nogle radioisotoper beregnet til nuklearmedicin. For at opnå denne gas skal den luft, vi indånder, være flydende, og dens resulterende væske udsættes for en fraktioneret destillation, hvor kryptonet derefter renses og adskilles i dets sammensatte isotoper..
Takket være krypton har det været muligt at komme videre i nuklear fusionsundersøgelser såvel som i applikationer af lasere til kirurgiske formål.
I 1785 opdagede den engelske kemiker og fysiker Henry Cavendish, at luft indeholdt en lille del af et stof, der var endnu mindre aktivt end kvælstof..
Et århundrede senere isolerede den engelske fysiker Lord Rayleigh en luft, som han troede var ren kvælstof fra luften; men fandt ud af, at det var tungere.
I 1894 samarbejdede den skotske kemiker, Sir William Ramsey, for at isolere denne gas, hvilket viste sig at være et nyt element: argon. Et år senere isolerede han heliumgassen ved at opvarme mineral cleveite.
Sir William Ramsey selv opdagede sammen med sin assistent, den engelske kemiker Morris Travers, krypton den 30. maj 1898 i London..
Ramsey og Travers mente, at der var et rum i det periodiske system mellem elementerne argon og helium, og et nyt element måtte udfylde dette rum. Ramsey, en måned efter opdagelsen af krypton, juni 1898, opdagede neon; element, der fyldte rummet mellem helium og argon.
Ramsey mistænkte eksistensen af et nyt element skjult i sin tidligere opdagelse, argon. Ramsey og Travers besluttede at hente en stor mængde argon fra luften for at teste deres idé. Til dette var de nødt til at producere luftens fortætning.
Derefter destillerede de den flydende luft for at adskille den i fraktioner og undersøge i de lettere fraktioner for tilstedeværelsen af det ønskede gasformige element. Men de begik en fejl, tilsyneladende overophedede de den flydende luft og fordampede meget af prøven..
I sidste ende havde de kun 100 ml af prøven, og Ramsey var overbevist om, at tilstedeværelsen af elementet lettere end argon i dette volumen var usandsynligt; men besluttede at undersøge muligheden for eksistensen af et element, der er tungere end argon i det resterende prøvevolumen.
Efter sin tanke fjernede han ilt og kvælstof fra gassen ved hjælp af rødglødende kobber og magnesium. Han placerede derefter en prøve af den resterende gas i et vakuumrør og påførte en høj spænding på den for at opnå gasspektret..
Som forventet var argon til stede, men de bemærkede udseendet i spektret af to nye lyse linjer; den ene gule og den anden grønne, som aldrig var blevet observeret.
Ramsey og Travers beregnede forholdet mellem den specifikke gasvarme ved konstant tryk og dens specifikke varme ved konstant volumen og fandt en værdi på 1,66 for det forhold. Denne værdi svarede til en gas dannet af individuelle atomer, hvilket viser, at den ikke var en forbindelse.
Derfor var de i nærværelse af en ny gas, og krypton var blevet opdaget. Ramsey besluttede at kalde det Krypton, et ord afledt af det græske ord "krypto", hvilket betyder "skjult". William Ramsey modtog Nobelprisen i kemi i 1904 for opdagelsen af disse ædle gasser.
Det er en farveløs gas, der udviser en glødende hvid farve i et elektrisk felt..
83.798 u
36
-157,37 ºC
153.415 ºC
Under standardbetingelser: 3.949 g / l
Flydende tilstand (kogepunkt): 2,413 g / cm3
2.9 i forhold til luft med værdi = 1. Det vil sige krypton er tre gange tættere end luft.
59,4 cm3/ 1.000 g ved 20 ° C
115,775 K og 73,53 kPa
209,48 K og 5,525 MPa
1,64 kJ / mol
9,08 kJ / mol
20,95 J / (mol K)
Ved en temperatur på 84 K har den et tryk på 1 kPa.
3.0 på Pauling-skalaen
Først: 1.350,8 kJ / mol.
Andet: 2.350,4 kJ / mol.
Tredje: 3.565 kJ / mol.
Gas (23 ºC): 220 m / s
Væske: 1.120 m / s
9.43 10-3 W / (mK)
Diamagnetisk
Krypton, som er en ædelgas, er ikke særlig reaktiv og mister ikke eller vinder elektroner. Hvis det lykkes at danne et fast stof med defineret sammensætning, som det sker med clathrat Kr8(HtoELLER)46 eller dens hydrid Kr (Hto)4, Det siges derefter, at det deltager med et tal eller oxidationstilstand på 0 (Kr0); det vil sige, at dets neutrale atomer interagerer med en matrix af molekyler.
Imidlertid kan krypton formelt miste elektroner, hvis det danner bindinger med det mest elektronegative element af alle: fluor. I KrFto dets oxidationsnummer er +2, så eksistensen af den divalente kation Kr antagesto+ (Krto+Fto-).
I 1962 syntesen af kryptondifluorid (KrFto). Denne forbindelse er et meget flygtigt, farveløst, krystallinsk fast stof, der langsomt nedbrydes ved stuetemperatur. men den er stabil ved -30 ºC. Krypton Fluoride er et stærkt oxidations- og fluoreringsmiddel.
Krypton reagerer med fluor, når det kombineres i et elektrisk afladningsrør ved -183 ° C og danner KrFto. Reaktionen opstår også, når krypton og fluor bestråles med ultraviolet lys ved -196 ° C..
KrF+ og KrtoF3+ er forbindelser dannet ved omsætning af KrFto med stærke fluoracceptorer. Krypton er en del af en ustabil forbindelse: K (OTeF5)to, som udgør en binding mellem krypton og et ilt (Kr-O).
En krypton-nitrogenbinding findes i HC2N-Kr-F-kationen. Krypton hydrides, KrHto, kan dyrkes ved tryk over 5 GPa.
I begyndelsen af det 20. århundrede blev alle disse forbindelser betragtet som umulige i betragtning af den nul reaktivitet, der blev opfattet af denne ædelgas..
Kryptonen, der er en ædelgas, har sin komplette oktet af valens; det vil sige, at dens s- og p-orbitaler er fyldt fuldstændigt med elektroner, som kan verificeres i deres elektroniske konfiguration:
[Ar] 3d10 4sto 4p6
Det er en monatomisk gas uanset (til dato) de tryk- eller temperaturforhold, der fungerer på den. Derfor er dets tre tilstande defineret af de interatomiske interaktioner mellem dets Kr-atomer, som kan forestilles som kugler..
Disse Kr-atomer er, ligesom deres kongenere (He, Ne, Ar osv.), Ikke lette at polarisere, da de er relativt små og også har en høj elektrondensitet; overfladen af disse kugler er ikke mærkbart deformeret til at generere en øjeblikkelig dipol, der inducerer en anden i en nærliggende marmor.
Det er af denne grund, at den eneste kraft, der holder Kr-atomerne sammen, er Londons spredningsstyrke; men de er meget svage i tilfælde af krypton, så lave temperaturer er nødvendige for dets atomer for at definere en væske eller krystal.
Imidlertid er disse temperaturer (henholdsvis koge- og smeltepunkter) højere sammenlignet med argon, neon og helium. Dette skyldes den højere atommasse af krypton, svarende til en større atomradius og derfor mere polariserbar..
For eksempel er kryptons kogepunkt omkring -153 ° C, mens de for de ædle gasser argon (-186 ° C), neon (-246 ° C) og helium (-269 ° C) er lavere; det vil sige, at dens gasser har brug for koldere temperaturer (tættere på -273,15 ºC eller 0 K) for at kunne kondensere til væskefasen.
Her ser vi, hvordan størrelsen på deres atomare radier er direkte relateret til deres interaktioner. Det samme sker med deres respektive smeltepunkter, hvor temperatur krypton endelig krystalliserer ved -157 ºC..
Når temperaturen falder til -157 ° C, nærmer Kr-atomerne sig langsomt nok til at samle sig yderligere og definere en hvid ansigtscentreret kubisk (fcc) krystal. Der er således nu en strukturel orden styret af dens spredningsstyrker.
Selvom der ikke er meget information om det, kan krypton fcc-krystallen gennemgå krystallinske overgange til tættere faser, hvis den udsættes for enorme tryk; som den kompakte sekskantede (hcp), hvor Kr-atomer vil blive fundet mere grupperet.
Uden at lade dette punkt være til side, kan Kr-atomer også fanges i isbure kaldet klatrater. Hvis temperaturen er lav nok, kan der måske være blandede krypton-vandkrystaller med Kr-atomer arrangeret og omgivet af vandmolekyler..
Krypton er diffunderet i hele atmosfæren, ude af stand til at undslippe jordens tyngdefelt i modsætning til helium. I den luft, vi trækker vejret, er koncentrationen omkring 1 ppm, selvom dette kan variere afhængigt af de gasformige udstråling; det være sig vulkanudbrud, gejsere, varme kilder eller måske naturgasaflejringer.
Fordi det er dårligt opløseligt i vand, vil dets koncentration i hydrosfæren sandsynligvis være ubetydelig. Det samme sker med mineraler; få kryptonatomer kan fanges inde i dem. Derfor er den eneste kilde til denne ædelgas luft..
For at opnå det skal luften gennemgå en fortætningsproces, så alle dens komponentgasser kondenserer og danner en væske. Derefter opvarmes denne væske ved at anvende fraktioneret destillation ved lave temperaturer..
Når ilt, argon og nitrogen er destilleret, forbliver krypton og xenon i den resterende væske, som adsorberes på aktivt kul eller silicagel. Denne væske opvarmes til -153 ºC for at destillere kryptonen.
Endelig renses det opsamlede krypton ved at passere gennem varmt metallisk titanium, som fjerner luftformige urenheder..
Hvis det ønskes adskillelse af dens isotoper, bringes gassen til at stige gennem en glaskolonne, hvor den gennemgår termisk diffusion; de lettere isotoper vil stige til toppen, mens de tungere vil være i bunden. Således er isotopen 84Kr og 86Kr, for eksempel, er samlet separat i baggrunden.
Krypton kan opbevares i Pyrex-glaspærer ved omgivende tryk eller i lufttætte ståltanke. Før emballering underkastes den en kvalitetskontrol ved spektroskopi for at certificere, at dens spektrum er unikt og ikke indeholder linjer med andre elementer..
En anden metode til opnåelse af krypton ligger i den nukleare spaltning af uran og plutonium, hvorfra der også produceres en blanding af deres radioaktive isotoper..
Krypton forekommer i naturen som seks stabile isotoper. Disse med deres tilsvarende overflod på Jorden er: 78Kr (0,36%), 80Kr (2,29%), 82Kr (11,59%), 83Kr (11,50%), 84Kr (56,99%) og 86Kr (17,28%). Det 78Kr er en radioaktiv isotop; men halveringstident1/2) er så stor (9.210enogtyve år), hvilket praktisk talt betragtes som stabilt.
Derfor er dens standard atommasse (atomvægt) 83,798 u, tættere på isotopens 84 u. 84Kr.
I spormængder findes radioisotopen også 81Kr (t1/2= 2,3 105), som opstår, når 80Kr modtager kosmiske stråler. Ud over de allerede nævnte isotoper er der to syntetiske radioisotoper: 79Kr (t1/2= 35 timer) og 85Kr (t1/2= 11 år); sidstnævnte er det, der produceres som et produkt af nuklear fission af uran og plutonium.
Krypton er et ikke-toksisk element, da det ikke reagerer under normale forhold og heller ikke udgør en brandfare, når det blandes med stærke oxidationsmidler. En lækage af denne gas udgør ingen fare; medmindre de åndes direkte, for at fortrænge ilt og forårsage kvælning.
Kr-atomer kommer ind og udvises fra kroppen uden at deltage i nogen metabolisk reaktion. De kan dog fortrænge iltet, der skal nå lungerne og transporteres gennem blodet, så personen kan lide af narkose eller hypoxi såvel som andre tilstande..
Ellers trækker vi konstant krypton i hvert luftånd. Nu med hensyn til dets forbindelser er historien anderledes. For eksempel KrFto det er et stærkt fluoreringsmiddel; og derfor "vil give" anioner F- til ethvert molekyle af den biologiske matrix, som den findes med, potentielt farlig.
Muligvis er et krypton-clathrat (fanget i et isbur) ikke betydeligt farligt, medmindre der er visse urenheder, der tilføjer toksicitet.
Krypton findes i forskellige applikationer omkring artefakter eller enheder designet til belysning. For eksempel er det en del af "neonlysene" i gulgrønne farver. De “lovlige” lys i krypton er hvide, da deres emissionsspektrum dækker alle farverne i det synlige spektrum.
Det hvide lys fra krypton er faktisk blevet brugt til fotografier, da de er meget intense og hurtige og er perfekte til højhastigheds-kamerablitz eller til øjeblikkelige blink på lufthavnens landingsbaner..
Ligeledes kan de elektriske udladningsrør, der udsendes af dette hvide lys, dækkes med farverige papirer, hvilket giver effekten af at vise lys i mange farver uden behov for ophidselse ved hjælp af andre gasser..
Det føjes til wolframfilamentpærer for at øge deres levetid og til argonfluorescerende lamper til samme formål, hvilket også reducerer deres intensitet og øger deres omkostninger (da det er dyrere end argon)..
Når krypton udgør den gasformige fyldning af glødepærer, øger den lysstyrken og gør den mere blålig..
De røde lasere, der ses i lysshow, er baseret på kryptons spektrale linjer snarere end blandingen af helium-neon.
På den anden side kan der fremstilles kraftige ultraviolette strålingslasere med krypton: de af kryptonfluorid (KrF). Denne laser bruges til fotolitografi, medicinske operationer, forskning inden for nuklear fusion og mikrobearbejdning af faste materialer og forbindelser (ændring af deres overflade gennem laserens handling).
Mellem 1960 og 1983 blev bølgelængden af isotopens rødorange spektrale linje brugt. 86Kr (ganget med 1.650.763,73) for at definere den nøjagtige længde på en meter.
Fordi radioisotopen 85Kr er et af produkterne fra nuklear aktivitet, hvor det opdages, er en indikation af, at der var detonation af et atomvåben, eller at ulovlige eller hemmelige aktiviteter af den nævnte energi udføres.
Krypton er blevet brugt i medicin som et bedøvelsesmiddel, røntgenabsorber, detektor for hjerteafvigelser og til at skære nethinden i øjnene med dens lasere på en præcis og kontrolleret måde.
Dens radioisotoper har også anvendelser inden for nuklearmedicin til at studere og scanne strømmen af luft og blod i lungerne og til at opnå nukleare magnetiske resonansbilleder af patientens luftveje..
Endnu ingen kommentarer