Kriptonska zgodovina, lastnosti, struktura, pridobivanje, tveganje, uporaba

On Kripton Gre za plemenit plin, ki ga predstavlja simbol KR in se nahaja v skupini 18 periodične tabele. Plin je tisti, ki sledi argonu, njegova številčnost pa je tako nizka, da se je štela za skrito; Od tam pride vaše ime. Ni skoraj v mineralnih kamnih, ampak v masi zemeljskih plinov in se komaj raztopi v morjih in oceanih.

Samo njegovo ime vzbuja podobo Supermana, njegovega planeta Kriptona in slavnega Kriptonita, kamna, ki oslabi superhero. Prav tako lahko razmišljate o kripto valutah ali kriptovalu, ko ste slišali zanjo, pa tudi v drugih izrazih, ki so daleč v njegovem bistvu tega plina.

Viala s Kriptonom, ki ga vzbuja električni udar in sije z belo svetlobo. Vir: Hi-res slike kemičnih elementov [cc do 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licence/by/3.0)]

Vendar je ta plemenit plin manj ekstravaganten in "skriti" v primerjavi s tistimi zgoraj omenjenimi številkami; Čeprav njegovo pomanjkanje reaktivnosti ne odvzame vsega potencialnega zanimanja, ki ga lahko vzbudi v raziskavah, osredotočenem na različna področja, zlasti fizik.

Za razliko od drugih plemenitih plinov je svetloba, ki se poslovi od Kriptona, ko je navdušena v električnem polju, bela (nadrejena slika). Zaradi tega se uporablja za različne uporabe v industriji razsvetljave. Praktično lahko zamenjate katero koli neonsko svetlobo in oddajate svojo, kar se odlikuje tako, da je rumenkasto zelena.

V naravi je predstavljena kot mešanica šestih stabilnih izotopov, da ne omenjam nekaterih radioizotopov, namenjenih nuklearni medicini. Za pridobitev tega plina se mora zrak, ki ga dihamo, zliti in podrediti svoji dobljeni tekočini na delno destilacijo, kjer je Kripton pozneje očiščen in ločen v svoje sestavne izotope.

Zahvaljujoč Kriptonu je bilo mogoče napredovati v študijah jedrske fuzije, pa tudi pri uporabi laserjev za kirurške namene.

Zgodovina

- Odkritje skritega elementa

Leta 1785 je angleški kemik in fizični Henry Cavendish odkril, da zrak vsebuje majhen delež še manj aktivne snovi kot dušik.

Stoletje pozneje je angleški fizik Lord Rayleight iz zraka hrepenel po plinu, ki je mislil, da je čisti dušik; Toda potem je odkril, da je težji.

Leta 1894 je škotski kemik, sir William Ramsey, sodeloval pri izolaciji tega plina, kar se je izkazalo za nov element: Argon. Leto kasneje je s segrevanjem minerala Cleveíta izoliral helijev plin.

Sir William Ramsey je skupaj s svojim pomočnikom angleškega kemika Morris Travers odkril Kripton 30. maja 1898 v Londonu.

Ramsey in Travers sta menila, da je v periodični tabeli med elementi argona in helija, nov element pa je moral zapolniti ta prostor. Ramsey je mesec dni po odkritju Kriptona, junija 1898, odkril neon; element, ki je napolnil prostor med helijem in argonom.

Metodologija

Ramsey je sumil na obstoj novega elementa, skrit v njegovem prejšnjem odkritju, argona. Ramsey in Travers, da bi preverili svojo idejo, sta se odločila, da bosta pridobila veliko količino zračnega argona. Za to so morali izdelati utekočinjenje zraka.

Nato so destilirali tekoči zrak, da so ga ločili na frakcije in v lažjih frakcijah raziskovali prisotnost želenega plinastega elementa. Vendar so se zmotili, očitno so ogreli pretirano utekočinjeni zrak in izhlapeli veliko vzorca.

Na koncu so imeli le 100 ml vzorca in Ramsey je bil prepričan, da je prisotnost lažkega elementa kot argon v tem zvezku malo verjetna; Vendar se je odločil raziskati možnost obstoja težjega elementa kot argon v preostalem obsegu vzorca.

Po njegovi misli je izločil kisik in plinski dušik z uporabo rdečega rdečega bakra in magnezija. Nato v vakuumsko cev postavite vzorec preostalega plina, pri čemer uporabimo visoko napetost, da dobimo spekter plina.

Kot je bilo pričakovano, je bil Argon prisoten, vendar so opazili videz v spektru dveh novih svetlih linij; ena rumena in druga zelena, ki je ni bila nikoli opažena.

- Pojav imena

Ramsey in Travers sta izračunala razmerje med specifično toploto plina s konstantnim tlakom in njegovo specifično toploto pri konstantni volumnu, pri čemer so ugotovili vrednost 1,66 za to razmerje. Ta vrednost je ustrezala plinu, ki ga tvorijo posamezni atomi, kar kaže, da ni spojina.

Vam lahko služi: antracen: kaj je, struktura, lastnosti, uporabe

Zato so bili v prisotnosti novega plina in Kripton so odkrili. Ramsey se je odločil, da ga bo poklical Krypton, besedo, ki izhaja iz grške besede "Krypto", kar pomeni "skrito". William Ramsey je leta 1904 prejel Nobelovo nagrado iz kemije za odkritje teh plemenitih plinov.

Fizikalne in kemijske lastnosti

Videz

To je brezbarven plin, ki ima v električnem polju žarilno belo barvo.

Standardna atomska teža

83.798 u

Atomsko število (z)

36

Tališče

-157,37 ° C

Vrelišče

153.415 ° C

Gostota

V standardnih pogojih: 3.949 g/l

Tekoče stanje (vrelišče): 2.413 g/cm³

Relativna gostota plina

2,9 z vrednostno povezavo z vrednostjo = 1. To pomeni, da je Kripton trikrat gostejši od zraka.

Topnost vode

59,4 cm³/1.000 g pri 20 ° C

Trojna točka

115.775 K in 73,53 kPa

Kritična točka

209,48 K in 5.525 MPA

Fuzijska toplota

1,64 kJ/mol

Toplota za uparjanje

9,08 kJ/mol

Molarna kalorična sposobnost

20,95 j/(mol · k)

Parni tlak

Pri temperaturi 84 K ima tlak 1 kPa.

Elektronegativnost

3.0 na lestvici Pauling

Ionizacijska energija

Prvi: 1.350,8 kJ/mol.

Drugi: 2.350,4 kJ/mol.

Tretjič: 3.565 kJ/mol.

Hitrost zvoka

Plin (23 ° C): 220 m/s

Tekočina: 1.120 m/s

Toplotna prevodnost

9,43 · 10^-3 W/(m · k)

Vrstni red Magnetno

Diamagnet

Številka oksidacije

Kripton, ker je plemenit plin, ni zelo reaktiven in ne izgubi ali ne pridobi elektronov. Če vam uspe ustvariti trdno definirano sestavo, kot pri KR Clatrato₈(H₂Da)₄₆ ali njegov hidrid kr (h₂)₄, Takrat se reče, da sodeluje s številom ali statusom oksidacije 0 (KR⁰); to pomeni, da njihovi nevtralni atomi delujejo z matrico molekul.

Vendar lahko Kripton formalno izgubi elektrone, če tvori povezave do najbolj elektronegativnega elementa vseh: fluori. V KRF₂ Njegova oksidacijska številka je +2, zato se domneva obstoj dvovalentnega kationa KR²⁺ (Kr²⁺F₂^-).

Reaktivnost

Leta 1962 je sinteza kriptonskega difluorida (KRF₂). Ta spojina je kristalna trdna, brezbarvna, zelo hlapna in počasi razpade pri sobni temperaturi; Vendar je stabilen pri -30 ° C. Krypton fluorid je močno oksidacijsko in fluorirajočo sredstvo.

Kripton reagira s fluoridom, če se kombinira v električni udarni cevi pri -183 ° C, ki tvori KRF₂. Reakcija nastane tudi, ko se izžareva kripton in fluorid z ultravijolično svetlobo pri -196 ° C.

KRF⁺ in Kr₂F₃⁺ So spojine, ki jih tvori reakcija KRF₂ Z močnimi sprejemniki fluorida. Kripton je del nestabilne spojine: K (otef₅)₂, ki predstavlja povezavo med kripto in kisikom (KR-O).

V kripto-nitrogeni vez je v katiciji HCξn-KR-F-F. Kripton Hydrues, KRH₂, Pritiskov, večji od 5 GPA, lahko gojimo.

Na začetku dvajsetega stoletja so bile vse te spojine glede na ničelno reaktivnost, ki je bila zasnovana na tem plemenitem plinu, štela za nemogoče.

Elektronska struktura in konfiguracija

Kriptonski atom

Kripton, ki je plemenit plin, ima svoj oktet Valencije dokončan; To pomeni, da so njihove s in p orbitale popolnoma polne elektrone, ki jih najdete v njihovi elektronski konfiguraciji:

[AR] 3D¹⁰ 4s² 4p⁶

To je monoatomski plin ne glede na (do danes) tlačne ali temperaturne pogoje, ki delujejo na njem. Zato so njegova tri stanja opredeljena z interatomskimi interakcijami njihovih atomov KR, ki si jih je mogoče zamisliti, kot da so marmorji.

Ti atomi KR, kot so njihovi vrstniki (He, NE, AR itd.), ki jih ni enostavno polarizirati, saj so razmeroma majhni in imajo tudi visoko elektronsko gostoto; to pomeni, da površina teh frnikolov ne zamuja občutno, da bi ustvarila takojšen dipol, ki spodbudi drugega v sosednjem marmorju.

Interatomske interakcije

Zaradi tega je edina sila, ki jo KR atomi trdi, kohezivna, je londonska disperzija; Toda v primeru Kriptona so zelo šibki, zato potrebujejo nizke temperature, tako da njihovi atomi definirajo tekočino ali steklo.

Vendar so te temperature (vrela in fuzijska točka) višje v primerjavi s temperaturami argona, neona in helija. To je posledica največje atomske mase Kriptona, kar je enakovredno večjemu atomskemu polmeru in zato bolj polarizabilno.

Vam lahko služi: molarno absorpcijo

Na primer, vrelišča Kriptona je približno -153 ° C, medtem ko so tista iz plemenitega plinov argon (-186 ° C), neon (-246 ° C) in Helio (-269 ° C) nižja; To pomeni, da njihovi plini potrebujejo hladnejše temperature (bližje -273,15 ° C ali 0 k).

Tu vidimo, kako je velikost njegovih atomskih radijskih sprejemnikov neposredno povezana z njegovimi interatomskimi interakcijami. Enako velja za njihove talilne točke, temperaturo, pri kateri se Kripton končno kristalizira pri -157 ° C.

Kripton kristal

Ko se temperatura spusti na -157 ° C, se KR atomi približajo dovolj bolj kohezivnemu in definirajo beli kristal kubične strukture, osredotočene na obraze (FCC). Tako zdaj obstaja strukturni red, ki ga urejajo njene disperzijske sile.

Čeprav o tem ni veliko informacij, lahko Kriptonov kristal FCC utrpi kristalne prehode na gostejše faze, če je podvržen ogromnim pritiskom; Kot kompaktni šesterokotni (HCP), v katerem bodo KR atomi bolj razvrščeni.

Prav tako se lahko atomi KR ujamejo v ledene kletke, imenovane Cloratos. Če je temperatura dovolj nizka, je lahko mešani kripton-agua kristali, z atomi KR pa so urejeni in obdani z molekulami vode.

Kje je in dobimo

Atmosfera

Kripton je razširjen po vsej atmosferi, ne da bi lahko pobegnil z gravitacijskega polja Zemlje, za razliko od helija. V zraku, da vdihnemo njeno koncentracijo, je približno 1 ppm, čeprav se lahko razlikuje glede na plinaste emanacije; bodisi vulkanske izbruhe, geiseres, vroče vzmeti ali morda nahajališča zemeljskega plina.

Ker je v vodi malo topen, bo njegova koncentracija v hidrosferi verjetno zaničljiva. Enako velja za minerale; V njih je malo kriptonskih atomov. Zato je edini vir tega plemenitega plina zrak.

Delno utekočinjanje in destilacija

Če ga želite pridobiti, mora zrak skozi postopek utekočinjanja, tako da se vsi njeni sestavni plini kondenzirajo in tvorijo tekočino. Nato se ta tekočina segreva z nanosom delne destilacije pri nizkih temperaturah.

Ko so kisik, argon in dušik destilirani, ostaneta Kripton in Xenon v preostali tekočini, ki se je adsorbirala na aktivnem ogljiku ali silikagelu. Ta tekočina se segreje na -153 ° C, da lahko destilira Kripton.

Končno je zbrani Kripton očiščen pri tem prečkanju titana vroče kovine, ki odpravlja brezalkoholne pijače.

Če je zaželena ločitev njegovih izotopov, se plin povzpne s steklenim stolpcem, kjer trpi toplotna difuzija; Lažji izotopi se bodo dvignili na vrh, najtežji pa bodo ostali na dnu. Tako izotop ⁸⁴Kr in ⁸⁶KR se na primer zbirajo ločeno v ozadju.

Kripton je mogoče shraniti v steklene žarnice Ambient Pyrex ali v jeklenih hermetičnih rezervoarjih. Preden ga spakirate, je podvržen nadzoru kakovosti s pomočjo spektroskopije, da potrdi, da je vaš spekter edinstven in ne vsebuje linij drugih elementov.

Jedrska fizija

Druga metoda za pridobitev Kriptona je v jedrski cepitvi urana in plutonija, od katerih obstaja tudi mešanica njegovih radioaktivnih izotopov.

Izotopi

Kripton je v naravi predstavljen kot šest stabilnih izotopov. Te so z ustreznimi številčnostmi na Zemlji: ⁷⁸KR (0,36%), ⁸⁰KR (2,29%), ⁸²KR (11,59%), ⁸³KR (11,50%), ⁸⁴KR (56,99%) in ⁸⁶KR (17,28%). On ⁷⁸KR je radioaktivni izotop; Toda vaše polovico (t_1/2) je tako super (9.2 · 10^enaindvajset leta), ki se praktično šteje za stabilno.

Zato je njegova standardna atomska masa (atomska teža) 83.798 U, bližje 84 U izotopa ⁸⁴Kr.

V sledovih so tudi radioizotop ⁸¹Kr (t_1/2= 2,3 · 10⁵), ki se pojavi, ko ⁸⁰KR prejme kozmične žarke. Poleg zgoraj omenjenih izotopov obstajata tudi dva sintetična radioizotopa: The ⁷⁹Kr (t_1/2= 35 ur) in ⁸⁵Kr (t_1/2= 11 let); Slednji je tisti, ki se pojavlja kot produkt jedrske cepitve urana in plutonija.

Vam lahko služi: Arsano

Tveganja

Kripton je netoksičen element, saj ne reagira v normalnih pogojih, niti ne predstavlja požarnega tveganja, če ga mešamo z močnimi oksidacijskimi sredstvi. Puščanje tega plina ni nevarnost; Razen če dihate neposredno, dokler ne premaknete kisika in ne povzročite zadušitve.

KR atomi vstopijo in so izgnani iz telesa, ne da bi sodelovali v reakciji metabolizma. Vendar lahko premaknejo kisik, ki bi moral doseči pljuča in transport skozi kri, tako da lahko posameznik poleg drugih stanj trpi zaradi narkoze ali hipoksije.

Za ostalo nenehno vdihnemo Kriptona v vsaki zračni vrzeli. Zdaj je glede svojih spojin zgodovina še ena. Na primer KRF₂ Je močan agent fluorante; In zato bo "dal" anione f^- do katere koli molekule biološke matrice, s katero se najde, je potencialno nevarna.

Mogoče kripton clatrat (ujeti v ledeni kletki) ni bistveno nevaren, razen če obstajajo določene nečistoče, ki zagotavljajo strupenost.

Prijave

Utripi z visokimi hitrostmi so deloma posledica Kriptonskega navdušenja. Vir: Mhoistion [cc by-sa 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licence/by-sa/3.0)]

Kripton je prisoten v različnih aplikacijah okoli artefaktov ali naprav, namenjenih osvetlitvi. Na primer, je del "neonskih luči" rumenkasto zelenih barv. "Pravne" luči Kriptona so bele, saj njihov emisijski spekter pokriva vse barve vidnega spektra.

Bela svetloba Kriptona je bila uporabljena za fotografije, saj so zelo intenzivne in hitre.

Prav tako lahko električne udarne cevi, ki izhajajo iz te bele svetlobe.

Čebulilnim žarnicam volframa se dodajo, da povečajo svojo življenjsko dobo, in fluorescentnim argonskim svetilkam za ta isti namen, prav tako zmanjšajo intenzivnost in povečajo svoje stroške (ker je dražja od argona).

Ko Kripton sestavi plinasto polnjenje žarnic, poveča svojo svetlost in ga naredi najbolj modrikasto.

Laserji

Rdeči laserji, ki jih vidimo v svetlobnih oddajah, temeljijo na spektralnih črtah Kriptona namesto na mešanici helija-neona.

Po drugi strani pa je s Kriptonom mogoče izdelati močne laserje ultravijoličnega sevanja: tisti iz kriptonskega fluorida (KRF). Ta laser uporablja za fotolitografijo, medicinske operacije, raziskave na področju jedrske fuzije in micromaquinados trdnih materialov in spojin (spreminjanje njegove površine z delovanjem laserja).

Definicija metroja

Med šestdesetimi in 1983 ⁸⁶KR (pomnoženo z 1.650.763.73), da bi določili natančno dolžino enega metra.

Zaznavanje jedrske oborožitve

Ker radioizotop ⁸⁵KR je eden od produktov jedrske dejavnosti, kjer je zaznana, kaže, da je prišlo do eksplozije jedrskega orožja ali da se izvajajo nezakonite ali tajne dejavnosti omenjene energije.

Zdravilo

Kripton je bil v medicini uporabljen kot anestetik, absorbent x -ray, detektor srčnih nepravilnosti in z natančno in nadzorovanim načinom reže očesno mrežnico s svojimi laserji.

Njihovi radioizotopi imajo tudi aplikacije v jedrski medicini, da preučijo in skenirajo pretok zraka in krvi v pljučih ter pridobijo slike z jedrsko magnetno resonanco bolnikovega respiratornega trakta.

Reference

1. Gary J. Schrobilgen. (28. septembra 2018). Krypton. Encyclopædia Britannica. Okrevano od: Britannica.com
2. Wikipedija. (2019). Krypton. Pridobljeno iz: v.Wikipedija.org
3. Michael Pilgaard. (16. julij 2016). Krypton Kemične reakcije. Okrevano od: Pilgaardelegs.com
4. Kristalografija365. (16. november 2014). Super hladen material - kristalna struktura kriptona. Pridobljeno iz: kristalografija365.WordPress.com
5. Doktor. Doug Stewart. (2019). Dejstva o elementih Krypton. Kemikool. Okrevano od: Chemicool.com
6. Marques Miguel. (s.F.). Krypton. Okreval od: Nautilus.Fis.UC.Pt
7. Advameg. (2019). Krypton. Kako se proizvajajo izdelki. Okreval od: Makehow.com
8. Roooptics. (25. april 2014). Krypton fluorid Exumer Laser - lastnosti in aplikacije. Okrevano od: azoopiki.com