Kripton -historie, egenskaper, struktur, innhenting, risiko, bruker

Han Kripton Det er en edel gass som er representert av KR -symbolet og ligger i gruppe 18 i det periodiske bordet. Det er gassen som følger argonen, og dens overflod er så lav at den ble ansett som skjult; Derfra kommer navnet ditt. Det er ikke nesten i mineralsteiner, men i masser av naturgasser og knapt oppløst i hav og hav.

Hans navn alene fremkaller bildet av Superman, planeten hans Kripton og den berømte Kriptonite, en stein som svekker superhelten og fratar ham superkreftene hans. Du kan også tenke på cryptocurrencies eller krypte når du hørte om det, så vel som i andre termer som er langt i essensen av denne gassen.

Hetteglass med Kripton begeistret av et elektrisk støt og skinner med hvitt lys. Kilde: Hi-res Images ofchemical Elements [CC av 3.0 (https: // creativecommons.Org/lisenser/av/3.0)]

Imidlertid er denne edle gassen mindre ekstravagant og "skjult" sammenlignet med de tallene som er nevnt ovenfor; Selv om hans mangel på reaktivitet ikke tar bort all potensiell interesse som han kan vekke i forskning med fokus på forskjellige felt, spesielt fysikeren.

I motsetning til de andre edle gassene, er lyset som sier farvel til Kripton når det er spent i et elektrisk felt hvitt (overlegen bilde). På grunn av dette brukes det til forskjellige bruksområder i belysningsindustrien. Du kan praktisk talt erstatte ethvert neonlys og avgi din egen, som skilles ved å være gulaktig grønn.

Det presenteres i naturen som en blanding av seks stabile isotoper, for ikke å snakke om noen radioisotoper som er bestemt til kjernemedisin. For å oppnå denne gassen, må luften vi puster blande og underkaste seg den resulterende væsken til en brøkdestillasjon, der Kripton senere blir renset og separert i dens bestanddeler isotoper.

Takket være Kripton har det vært mulig å avansere i kjernefusjonsstudier, så vel som i applikasjonene til laserne for kirurgiske formål.

Historie

- Oppdagelse av det skjulte elementet

I 1785 oppdaget den engelske kjemikeren og fysiske Henry Cavendish at luften inneholdt en liten andel av et enda mindre aktivt stoff enn nitrogen.

Et århundre senere ble den engelske fysikeren Lord Rayleight, fra luften en gass som mente det var rent nitrogen; Men så oppdaget han at han var tyngre.

I 1894 samarbeidet den skotske kjemikeren, Sir William Ramsey, for å isolere denne gassen, som viste seg å være et nytt element: Argon. Et år senere isolerte han heliumgassen ved oppvarming av Cleveíta -mineralet.

Sir William Ramsey selv, sammen med sin assistent, den engelske kjemikeren Morris Travers, oppdaget Kripton 30. mai 1898 i London.

Ramsey og travers mente at det var et rom i det periodiske bordet mellom argon- og heliumelementene, og et nytt element måtte fylle denne plassen. Ramsey, en måned etter oppdagelsen av Kripton, juni 1898, oppdaget neonen; element som fylte rommet mellom helium og argon.

Metodikk

Ramsey mistenkte eksistensen av et nytt element skjult i hans forrige oppdagelse, Argon. Ramsey og Travers, for å sjekke ideen deres, bestemte seg for å få et stort volum av Air Argon. For dette måtte de produsere luftvidelse.

Deretter destillerte de væskeluften for å skille den i brøk og utforske i de lettere fraksjonene tilstedeværelsen av det ønskede gassformede elementet. Men de gjorde en feil, tilsynelatende varmet de altfor flytende luft og fordampet mye av prøven.

Til slutt hadde de bare 100 ml av prøven, og Ramsey var overbevist om at tilstedeværelsen av det lettere elementet enn argonen i det bindet var usannsynlig; Men han bestemte seg for å utforske muligheten for eksistensen av et tyngre element enn argonen i det gjenværende prøvevolumet.

Etter tanken eliminerte han oksygen- og gassnitrogen ved bruk av rød -rødt kobber og magnesium. Plasserte en prøve av den gjenværende gassen i et vakuumrør, påførte en høy spenning for å oppnå gassspekteret.

Som forventet var Argon til stede, men de la merke til utseendet i spekteret av to nye lyse linjer; den ene gul og den andre grønne, som aldri hadde blitt observert.

- Fremvekst av navnet

Ramsey og Travers beregnet forholdet mellom den spesifikke gassvarmen ved konstant trykk, og dens spesifikke varme ved konstant volum, og fant en verdi på 1,66 for det forholdet. Denne verdien tilsvarte en gass dannet av individuelle atomer, og demonstrerte at den ikke var en forbindelse.

Kan tjene deg: Antracen: Hva er, struktur, egenskaper, bruk

Derfor var de i nærvær av en ny gass og Kripton hadde blitt oppdaget. Ramsey bestemte seg for å kalle ham Krypton, et ord avledet fra det greske ordet "Krypto" som betyr "skjult". William Ramsey mottok Nobelprisen i kjemi i 1904 for oppdagelsen av disse edle gassene.

Fysiske og kjemiske egenskaper

Utseende

Det er en fargeløs gass som viser en glødende hvit farge i et elektrisk felt.

Standard atomvekt

83.798 u

Atomnummer (z)

36

Smeltepunkt

-157,37 ºC

Kokepunkt

153.415 ºC

Tetthet

Under standardbetingelser: 3 949 g/l

Flytende tilstand (kokepunkt): 2.413 g/cm³

Relativ gasstetthet

2,9 med et verdiforhold til verdi = 1. Det vil si at Kripton er tre ganger tettere enn luften.

Vannløselighet

59,4 cm³/1.000 g ved 20 ºC

Trippelpunkt

115,775 K og 73,53 kPa

Kritisk punkt

209,48 K og 5.525 MPa

Fusjonsvarme

1,64 kJ/mol

Fordampningsvarme

9.08 kJ/mol

Molar kalorikapasitet

20,95 j/(mol · k)

Damptrykk

Ved en temperatur på 84 K har et trykk på 1 kPa.

Elektronegativitet

3.0 på Pauling -skalaen

Ioniseringsenergi

Først: 1.350,8 kJ/mol.

For det andre: 2.350,4 kJ/mol.

Tredje: 3.565 kJ/mol.

Lydhastighet

Gass (23 ºC): 220 m/s

Væske: 1.120 m/s

Termisk ledningsevne

9,43 · 10^-3 W/(m · k)

Rekkefølge Magnetisk

Diamagnetisk

Oksidasjonsnummer

Kripton fordi det er en edel gass ikke er veldig reaktiv og ikke mister eller får elektroner. Hvis du klarer å danne et fast stoff av definert komposisjon, som med KR Clatrato₈(H₂ENTEN)₄₆ eller hans hydrid kr (h₂)₄, Det sies da som deltar med et antall eller oksidasjonsstatus på 0 (KR⁰); det vil si at deres nøytrale atomer samhandler med en matrise av molekyler.

Imidlertid kan Kripton formelt miste elektroner hvis det danner koblinger til det mest elektronegative elementet av alle: Fluor. I KRF₂ Oksidasjonsnummeret er +2, så eksistensen av den divalente kation KR antas²⁺ (Kr²⁺F₂^-).

Reaktivitet

I 1962 syntese av Kripton Diffluoride (KRF₂). Denne forbindelsen er et krystallinsk fast, fargeløst, svært flyktig og sakte dekomponerer ved romtemperatur; Men det er stabilt ved -30 ºC. Krypton fluor er et kraftig oksidasjons- og fluoreringsmiddel.

Kripton reagerer med fluor når den kombineres i et elektrisk støtrør ved -183 ºC, og danner KRF₂. Reaksjonen produseres også når krypton og fluor med ultrafiolett lys ved -196 ºC er utstrålt.

Krf⁺ og Kr₂F₃⁺ De er forbindelser dannet av KRF -reaksjonen₂ Med sterke fluorakseptorer. Kripton er en del av en ustabil forbindelse: K (OTEF₅)₂, som presenterer en kobling mellom kryptonen og en oksygen (KR-O).

En krypton-nitrogenbinding finnes i HCξn-KR-F-kationen. Kripton hydrues, krh₂, Trykk større enn 5 GPa kan dyrkes.

På begynnelsen av det tjuende århundre ble alle disse forbindelsene ansett som umulige gitt nullreaktiviteten som ble tenkt til denne edle gassen.

Elektronisk struktur og konfigurasjon

Kripton Atom

Kripton som en edel gass har sin oktett av Valencia fullført; Det vil si at S og P -orbitaler er helt fulle av elektroner, som finnes i deres elektroniske konfigurasjon:

[AR] 3D¹⁰ 4s² 4p⁶

Det er en monoatomisk gass uansett (til dags dato) trykk- eller temperaturforholdene som fungerer på den. Derfor er de tre statene definert av de interatomiske interaksjonene mellom KR -atomer, som kan tenkes som om de var klinkekuler.

Disse KR -atomene, som sine jevnaldrende (han, ne, ar, etc.), er ikke lett å polarisere, siden de er relativt små og også har høy elektronisk tetthet; Det vil si at overflaten av disse klinkekuler ikke blir forsinket nevneverdig for å generere en øyeblikkelig dipol som induserer en annen i en nabolandelmarmor.

Interatomiske interaksjoner

Det er av denne grunn at den eneste kraften som KR -atomer opprettholder er sammenhengende er Londons spredning; Men de er veldig svake når det gjelder Kripton, så det krever lave temperaturer slik at atomene deres definerer en væske eller glass.

Imidlertid er disse temperaturene (henholdsvis koke- og fusjonspunktet) høyere sammenlignet med de fra Argon, Neon og Helium. Dette skyldes den største atommassen til Kripton, tilsvarer en større atomradius og derfor mer polariserbar.

Kan tjene deg: molar absorberende

For eksempel er Kiling Point of the Kripton rundt -153 ºC, mens de av edelgassene argon (-186 ºC), neon (-246 ºC) og helio (-269 ºC), er lavere; Det vil si at gassene deres trenger kaldere temperaturer (nærmere -273,15 ºC eller 0 k) for å kunne kondensere til væskefasen.

Her ser vi hvordan størrelsen på atomradioene er direkte relatert til dets interatomiske interaksjoner. Det samme gjelder deres respektive smeltepunkter, en temperatur som Kripton endelig krystalliserer ved -157 ºC.

Kripton Crystal

Når temperaturen går ned til -157 ºC, nærmer KR -atomer seg nok til å være sammenhengende enda mer og definere en hvit krystall av kubisk struktur sentrert på ansiktene (FCC). Dermed er det nå en strukturell orden styrt av spredningskreftene.

Selv om det ikke er mye informasjon om det, kan Kriptons FCC -krystall lide krystallinske overganger til tetterefaser hvis det blir utsatt for et stort trykk; Som den kompakte sekskantede (HCP), der KR -atomer vil være mer gruppert.

På samme måte, uten å legge dette punktet til side, kan KR -atomer fanges i isburene som heter Cloratos. Hvis temperaturen er lav nok, kan det være blandede Kripton-Agua-krystaller, med KR-atomer bestilt og omgitt av vannmolekyler.

Hvor er det og skaffer seg

Atmosfære

Kripton formidles gjennom atmosfæren, uten å kunne flykte fra jordens gravitasjonsfelt i motsetning til helium. I luften som vi puster, er konsentrasjonen rundt 1 ppm, selv om den kan variere avhengig av gassformede utslipp; Enten vulkanutbrudd, geiser, varme kilder eller kanskje naturgassavsetninger.

Fordi det er lite oppløselig i vann, vil konsentrasjonen i hydrosfæren sannsynligvis være foraktelig. Det samme gjelder mineraler; Det er få Kripton -atomer som kan bli fanget inni dem. Derfor er den eneste kilden til denne edle gassen luft.

Fraksjonell flytende og destillasjon

For å få den, må luften gå gjennom en flytende prosess, slik at alle komponentgassene kondenserer og danner en væske. Deretter blir denne væsken oppvarmet ved å påføre en brøkdestillasjon ved lave temperaturer.

Når oksygen, argon og nitrogen er blitt destillert, forblir Kripton og Xenon i den gjenværende væsken, som adsorberes på aktivert karbon- eller silikagel. Denne væsken blir oppvarmet til -153 ºC for å kunne destillere Kripton.

Til slutt blir den innsamlede Kripton renset ved å gjøre det på kryssing av hot metal -titan, noe som eliminerer brus.

Hvis separasjonen av isotoper er ønsket, blir gassen steget opp av en glasskolonne der termisk diffusjon lider; De lettere isotopene vil stige til toppen, mens de tyngste vil ha en tendens til å holde seg i bunnen. Dermed isotopen ⁸⁴Kr og ⁸⁶KR, for eksempel, samles separat i bakgrunnen.

Kripton kan lagres i omgivende Pyrex glasspærer, eller i hermetanker av stål. Før du pakker den, blir det utsatt for kvalitetskontroll gjennom spektroskopi, for å bekrefte at spekteret ditt er unikt og ikke inneholder linjer med andre elementer.

Nuclear Fision

En annen metode for å oppnå Kripton ligger i kjernefysisk fisjon av uran og plutonium, hvorav det også er en blanding av dens radioaktive isotoper.

Isotoper

Kripton presenteres i naturen som seks stabile isotoper. Disse, med deres tilsvarende forekomster på jorden, er: ⁷⁸KR (0,36%), ⁸⁰KR (2,29%), ⁸²KR (11,59%), ⁸³KR (11,50%), ⁸⁴KR (56,99%) og ⁸⁶KR (17,28%). Han ⁷⁸KR er en radioaktiv isotop; Men din halvliv (t_1/2) er så flott (9.2 · 10^tjueen år) som praktisk talt anses som stabile.

Det er grunnen til at den standard atommassen (atomvekt) er 83.798 u, nærmere 84 u av isotopen ⁸⁴Kr.

I spor er også mengder radioisotop ⁸¹Kr (t_1/2= 2,3 · 10⁵), som oppstår når ⁸⁰KR mottar kosmiske stråler. I tillegg til de nevnte isotoper, er det to syntetiske radioisotoper: den ⁷⁹Kr (t_1/2= 35 timer) og ⁸⁵Kr (t_1/2= 11 år); Det siste er den som oppstår som et produkt av uran og kjernefysisk fisjon av plutonium.

Kan tjene deg: Arsano

Risiko

Kripton er et ikke -toksisk element, da det ikke reagerer under normale forhold, og heller ikke representerer brannrisiko når det blandes med sterke oksidasjonsmidler. En lekkasje av denne gassen er ikke fare; Med mindre du puster direkte, til du beveger oksygen og forårsaker kvelning.

KR -atomer kommer inn og blir utvist fra kroppen uten å delta i noen reaksjon av metabolisme. Imidlertid kan de flytte oksygenet som skal nå lungene og transportere gjennom blodet, slik at individet kan lide av narkose eller hypoksi, i tillegg til andre forhold.

For resten puster vi hele tiden Kripton i hvert luftgap. Når det gjelder forbindelsene, er historien en annen. For eksempel KRF₂ Han er et kraftig fluorantmiddel; Og derfor "vil" gi "anioner f^- til ethvert molekyl av den biologiske matrisen som den blir funnet, er potensielt farlig.

Muligens er en Kripton -klatrat (fanget i et isbur) ikke betydelig farlig, med mindre det er visse urenheter som gir toksisitet gir.

applikasjoner

Høyhastighets -kamerablink skyldes delvis Kripton spenning. Kilde: Mhoistion [CC BY-SA 3.0 (https: // creativecommons.Org/lisenser/by-SA/3.0)]

Kripton er til stede i forskjellige applikasjoner rundt gjenstander eller enheter designet for belysning. For eksempel er det en del av "neonlysene" av gulaktige grønne farger. De "lovlige" lysene fra Kripton er hvite, ettersom emisjonsspekteret deres dekker alle fargene på det synlige spekteret.

Det hvite lyset fra Kripton har blitt brukt til fotografier, ettersom de er veldig intense og raske, og er perfekte for høyhastighetskameraer blinker, eller for øyeblikkelig blink på flyplassspor.

På samme måte kan det elektriske støtrørene som stammer fra dette hvite lyset belegges med fargerike papirer, noe som gir effekten av å vise lys i mange farger uten spennende bruk andre gasser.

Det legges til wolframfilamentpærene for å øke levetiden for levetiden, og til de lysstoffrør -argonlamper for samme formål, reduserer også intensiteten og øke kostnadene (fordi den er dyrere enn argonen).

Når Kripton komponerer gassforming av glødende pærer, øker den lysstyrken og gjør den til mest blåaktig.

Lasere

De røde laserne som er sett i lysforestillinger er basert på spektrallinjene i Kripton i stedet for helium-neon-blandingen.

På den annen side, med Kripton, kan kraftige lasere av ultrafiolett stråling produseres: de fra Kripton Fluorid (KRF). Denne laseren bruker for fotolitografi, medisinske operasjoner, forskning innen kjernefusjon og mikromaquinados av faste materialer og forbindelser (modifiserer dens overflate ved å handle laser)).

Metro definisjon

Mellom 1960- og 1983 ⁸⁶KR (multiplisert med 1.650.763.73), for å definere den nøyaktige lengden på en meter.

Nuclear Armament Detection

Fordi radioisotopen ⁸⁵KR er et av produktene fra kjernefysisk aktivitet, der det oppdages er et indikasjon på at det var detonasjonen av et atomvåpen, eller at ulovlig eller hemmelig aktivitet av nevnte energi blir utført.

Medisin

Kripton har blitt brukt i medisin som bedøvelse, x -ray absorberende, hjerteavvik, og for å kutte øyehinnen med en presis og kontrollert måte med laserne sine.

Deres radioisotoper har også anvendelser innen kjernemedisin, for å studere og skanne strømmen av luft og blod inne i lungene, og få bilder ved kjernemagnetisk resonans av pasientens luftveis kanal.

Referanser

1. Gary J. Schrobilgen. (28. september 2018). Krypton. Encyclopædia Britannica. Gjenopprettet fra: Britannica.com
2. Wikipedia. (2019). Krypton. Hentet fra: i.Wikipedia.org
3. Michael Pilgaard. (16. juli 2016). Krypton kjemiske reaksjoner. Gjenopprettet fra: Pilgaardelegs.com
4. Krystallografi365. (16. november 2014). Et superkult materiale - krypteringsstrukturen til Krypton. Hentet fra: Crystallography365.WordPress.com
5. Dr. Doug Stewart. (2019). Krypton Element Facts. Chemicool. Gjenopprettet fra: Chemicool.com
6. Marques Miguel. (s.F.). Krypton. Gjenopprettet fra: Nautilus.Fis.Uc.Pt
7. Advameg. (2019). Krypton. Hvordan produkter lages. Gjenopprettet fra: makehow.com
8. Roooptics. (25. april 2014). Krypton fluor Excimer Laser - Egenskaper og applikasjoner. Gjenopprettet fra: Azoopics.com