Kripton geschiedenis, eigenschappen, structuur, verkrijgen, risico's, gebruik

Hij Kripton Het is een edelgas dat wordt weergegeven door het KR -symbool en zich bevindt in groep 18 van het periodiek systeem. Het is het gas dat de argon volgt, en de overvloed ervan is zo laag dat het als verborgen werd beschouwd; Van daar komt uw naam. Het is niet bijna in minerale stenen, maar in massa's aardgassen en nauwelijks opgelost in de zeeën en oceanen.

Alleen al zijn naam roept het beeld op van Superman, zijn planeet Kripton en de beroemde Kriptonite, een steen die de superheld verzwakt en hem van zijn superkrachten berooft. Je kunt ook nadenken over cryptocurrencies of crypte wanneer je erover hoorde, evenals in andere termen die ver in zijn essentie van dit gas zijn.

Flacon met Kripton opgewonden door een elektrische schok en schijnt met wit licht. Bron: Hi-Res Images ofChemical Elements [CC door 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licenties/door/3.0)]

Dit edelgas is echter minder extravagant en "verborgen" in vergelijking met die hierboven genoemde cijfers; Hoewel zijn gebrek aan reactiviteit niet alle potentiële interesse wegneemt die hij kan wekken in onderzoek gericht op verschillende gebieden, vooral de natuurkundige.

In tegenstelling tot de andere edelgassen, is het licht dat afscheid neemt van de Kripton als het opgewonden is in een elektrisch veld wit (superieur beeld). Daarom wordt het gebruikt voor verschillende toepassingen in de verlichtingsindustrie. U kunt praktisch een neonlicht vervangen en uw eigen uitzenden, wat wordt onderscheiden door geelachtig groen te zijn.

Het wordt in de natuur gepresenteerd als een mengsel van zes stabiele isotopen, om nog maar te zwijgen van sommige radio -isotopen die bestemd zijn voor nucleaire geneeskunde. Om dit gas te verkrijgen, moet de lucht die we ademen mengen en zich onderwerpen aan de resulterende vloeistof aan een fractionele destillatie, waarbij de Kripton later wordt gezuiverd en gescheiden in zijn samenstellende isotopen.

Dankzij de Kripton was het mogelijk om door te gaan in nucleaire fusiestudies, evenals in de toepassingen van de lasers voor chirurgische doeleinden.

Geschiedenis

- Ontdekking van het verborgen element

In 1785 ontdekten de Engelse chemicus en fysische Henry Cavendish dat de lucht een klein deel van een nog minder actieve stof bevatte dan stikstof.

Een eeuw later de Engelse natuurkundige Lord Rayleight, die uit de lucht een gas wasoleerde dat dacht dat het pure stikstof was; Maar toen ontdekte hij dat hij zwaarder was.

In 1894 werkte de Schotse chemicus, Sir William Ramsey, samen om dit gas te isoleren, wat een nieuw element bleek te zijn: Argon. Een jaar later isoleerde hij het heliumgas door het Mineraal van Cleveíta te verwarmen.

Sir William Ramsey zelf, samen met zijn assistent, de Engelse chemicus Morris Travers, ontdekte de Kripton op 30 mei 1898 in Londen.

Ramsey en Travers waren van mening dat er een ruimte was in het periodiek systeem tussen de argon- en heliumelementen, en een nieuw element moest deze ruimte vullen. Ramsey, een maand na de ontdekking van de Kripton, juni 1898, ontdekte de neon; element dat de ruimte tussen helium en argon vulde.

Methodologie

Ramsey vermoedde het bestaan ​​van een nieuw element verborgen in zijn vorige ontdekking, dat van Argon. Ramsey en Travers besloten om hun idee te controleren, om een ​​groot aantal luchtargon te verkrijgen. Hiervoor moesten ze luchtvloeibaar maken.

Vervolgens hebben ze de vloeibare lucht gedestilleerd om deze in breuken te scheiden en in de lichtere breuken de aanwezigheid van het gewenste gasvormige element te verkennen. Maar ze maakten een fout, blijkbaar verwarmden ze overdreven vloeibare lucht en verdampten ze veel van het monster.

Uiteindelijk hadden ze slechts 100 ml van het monster en Ramsey was ervan overtuigd dat de aanwezigheid van het lichtere element dan het argon in dat volume onwaarschijnlijk was; Maar hij besloot de mogelijkheid van het bestaan ​​van een zwaarder element te onderzoeken dan het argon in het resterende monstervolume.

Na zijn gedachte elimineerde hij zuurstof- en gasstikstof met behulp van rode koper en magnesium. Plaatste vervolgens een monster van het resterende gas in een vacuümbuis, waarbij een hoogspanning wordt toegepast om het gasspectrum te verkrijgen.

Zoals verwacht was Argon aanwezig, maar ze merkten het uiterlijk op in het spectrum van twee nieuwe heldere lijnen; een geel en de andere groen, die nooit was waargenomen.

- Opkomst van de naam

Ramsey en Travers berekenden de relatie tussen de specifieke gaswarmte bij constante druk en de specifieke warmte bij constant volume, waarbij een waarde van 1,66 voor die verhouding werd gevonden. Deze waarde kwam overeen met een gas gevormd door individuele atomen, wat aantoonde dat het geen verbinding was.

Kan u van dienst zijn: anthraceen: wat is, structuur, eigenschappen, gebruik

Daarom waren ze in aanwezigheid van een nieuw gas en Kripton was ontdekt. Ramsey besloot hem Krypton te noemen, een woord afgeleid van het Griekse woord "krypto" dat "verborgen" betekent. William Ramsey ontving de Nobelprijs voor de chemie in 1904 voor de ontdekking van deze edelgassen.

Fysische en chemische eigenschappen

Verschijning

Het is een kleurloos gas dat een gloeiende witte kleur vertoont in een elektrisch veld.

Standaard atoomgewicht

83.798 u

Atoomnummer (z)

36

Smeltpunt

-157.37 ºC

Kookpunt

153,415 ºC

Dikte

In standaardomstandigheden: 3.949 g/l

Vloeibare toestand (kookpunt): 2,413 g/cm³

Relatieve gasdichtheid

2,9 met een waarderelatie met waarde = 1. Dat wil zeggen, de Kripton is drie keer dichter dan de lucht.

Oplosbaarheid in water

59,4 cm³/1.000 g bij 20 ºC

Drievoudige punt

115.775 K en 73,53 kPa

Kritisch punt

209.48 K en 5.525 MPA

Fusiewarmte

1.64 kJ/mol

Verdampingswarmte

9.08 kJ/mol

Molaire caloriecapaciteit

20.95 J/(mol · k)

Dampdruk

Bij een temperatuur van 84 K heeft een druk van 1 kPa.

Elektronegativiteit

3.0 op de Pauling -schaal

Ionisatieenergie

Eerst: 1.350,8 kJ/mol.

Ten tweede: 2.350,4 kJ/mol.

Derde: 3.565 kJ/mol.

Snelheid van het geluid

Gas (23 ºC): 220 m/s

Vloeistof: 1.120 m/s

Warmtegeleiding

9,43 · 10^-3 W/(m · k)

Volgorde Magnetisch

Diamagnetisch

Oxidatienummer

De Kripton omdat het een edelgas is, is niet erg reactief en verliest of verkrijgt geen elektronen. Als u erin slaagt een vaste stof van gedefinieerde compositie te vormen, zoals bij de KR Clatrato₈(H₂OF)₄₆ of zijn hydride kr (h₂))₄, Er wordt dan gezegd dat deelneemt met een nummer of oxidatiestatus van 0 (KR⁰); dat wil zeggen, hun neutrale atomen interageren met een matrix van moleculen.

De Kripton kan echter formeel elektronen verliezen als het links vormt naar het meest elektronegatieve element van allemaal: fluor. In de KRF₂ Het oxidatienummer is +2, dus het bestaan ​​van het divalent kation KR wordt aangenomen²⁺ (KR²⁺F₂^-)).

Reactiviteit

In 1962 de synthese van Kripton diffluoride (KRF₂)). Deze verbinding is een kristallijne vaste, kleurloos, zeer vluchtig en ontleedt langzaam bij kamertemperatuur; Maar het is stabiel bij -30 ºC. Krypton -fluoride is een krachtig oxiderend en fluorinerend middel.

De Kripton reageert met fluoride wanneer gecombineerd in een elektrische schokbuis bij -183 ºC, waardoor de KRF wordt gevormd₂. De reactie wordt ook geproduceerd wanneer de krypton en fluoride met ultraviolet licht bij -196 ºC wordt uitgestraald.

De KRF⁺ en KR₂F₃⁺ Het zijn verbindingen gevormd door de KRF -reactie₂ Met sterke fluoride -acceptoren. De Kripton maakt deel uit van een onstabiele verbinding: K (OTEF₅))₂, die een verband presenteert tussen de crypton en een zuurstof (KR-O).

Een crypton-nitrogene binding wordt gevonden in het HCξN-KR-F-kation. Kripton -hydruues, KRH₂, De druk van meer dan 5 GPA kan worden geteeld.

Aan het begin van de twintigste eeuw werden al deze verbindingen als onmogelijk beschouwd, gezien de nulreactiviteit die aan dit edelgas werd bedacht.

Elektronische structuur en configuratie

Kripton -atoom

De Kripton is een edelgas dat zijn octet van Valencia compleet heeft; Dat wil zeggen, hun S- en P -orbitalen zijn volledig vol met elektronen, die te vinden zijn in hun elektronische configuratie:

[AR] 3D¹⁰ 4S² 4P⁶

Het is een monoatomisch gas ongeacht (tot op heden) de druk- of temperatuuromstandigheden die erop werken. Daarom worden de drie staten gedefinieerd door de interatomische interacties van hun KR -atomen, die kunnen worden voorgesteld alsof ze knikkers waren.

Deze KR -atomen, net als hun collega's (hij, ne, ar, etc.), zijn niet gemakkelijk te polariseren, omdat ze relatief klein zijn en ook een hoge elektronische dichtheid hebben; dat wil zeggen, het oppervlak van deze knikkers is niet aanzienlijk vertraagd om een ​​onmiddellijke dipool te genereren die een andere in een naburig marmer induceert.

Interatomische interacties

Het is om deze reden dat de enige kracht die KR -atomen behouden, samenhangend zijn, de dispersie van Londen zijn; Maar ze zijn erg zwak in het geval van de Kripton, dus het vereist lage temperaturen zodat hun atomen een vloeistof of glas definiëren.

Deze temperaturen (respectievelijk kook- en fusiepunt) zijn echter hoger in vergelijking met die van argon, neon en helium. Dit komt door de grootste atomaire massa van de Kripton, gelijk aan een grotere atoomstraal en daarom meer polariseerbaar.

Kan je van dienst zijn: molair absorberen

Het kookpunt van de Kripton is bijvoorbeeld ongeveer -153 ºC, terwijl die van de adellijke gassen argon (-186 ºC), neon (-246 ºC) en helio (-269 ºC) lager zijn; Dat wil zeggen, hun gassen hebben koudere temperaturen (dichter bij -273,15 ºC of 0 K) nodig om te kunnen condenseren naar de vloeibare fase.

Hier zien we hoe de grootte van zijn atoomradio's direct gerelateerd is aan zijn interatomische interacties. Hetzelfde geldt voor hun respectieve smeltpunten, een temperatuur waarbij de Kripton uiteindelijk kristalliseert bij -157 ºC.

Kripton Crystal

Wanneer de temperatuur daalt tot -157 ºC, naderen KR -atomen voldoende om nog meer samen te komen en een wit kristal van kubieke structuur te definiëren gecentreerd op de gezichten (FCC). Er is dus nu een structurele orde die wordt beheerst door zijn dispersiekrachten.

Hoewel er niet veel informatie over is, kan Kripton's FCC -kristal kristallijne overgangen naar dichtere fasen ondergaan als het wordt onderworpen aan enorme druk; Als de compacte zeshoekige (HCP), waarin KR -atomen meer gegroepeerd zullen zijn.

Evenzo, zonder dit punt opzij te laten, kunnen KR -atomen worden gevangen in ijskooien genaamd Cloratos. Als de temperatuur laag genoeg is, kunnen er gemengde Kripton-Agua-kristallen zijn, met de KR-atomen besteld en omgeven door watermoleculen.

Waar is het en verkrijgt

Atmosfeer

De Kripton is verspreid over de atmosfeer, zonder te kunnen ontsnappen uit het zwaartekrachtveld van de aarde in tegenstelling tot het helium. In de lucht die we inademen is de concentratie ongeveer 1 ppm, hoewel het kan variëren, afhankelijk van de gasvormige emanaties; Vulkaanuitbarstingen, geisers, warmwaterbronnen of misschien aardgasafzettingen.

Omdat het weinig oplosbaar is in water, is de concentratie in de hydrosfeer waarschijnlijk verachtelijk. Hetzelfde geldt voor mineralen; Er zijn maar weinig Kripton -atomen die erin kunnen worden gevangen. Daarom is de enige bron van dit edelgas lucht.

Fractionele vloeibaarheid en destillatie

Om het te verkrijgen, moet de lucht door een vloeibaarheidsproces gaan, zodat al zijn componentgassen condenseren en een vloeistof vormen. Vervolgens wordt deze vloeistof verwarmd door een fractionele destillatie toe te passen bij lage temperaturen.

Zodra zuurstof, argon en stikstof zijn gedestilleerd, blijven de Kripton en Xenon in de resterende vloeistof, die geadsorbeerd is op geactiveerde koolstof- of silicagel. Deze vloeistof wordt verwarmd tot -153 ºC om de Kripton te kunnen destilleren.

Ten slotte wordt de verzamelde Kripton gezuiverd door dit te doen dat het hot metal titanium kruist, dat frisdranken elimineert.

Als de scheiding van zijn isotopen gewenst is, wordt het gas opgestegen door een glazen kolom waar thermische diffusie lijdt; De lichtere isotopen zullen naar de top stijgen, terwijl de zwaarste de neiging zal zijn om onderaan te blijven. Dus de isotoop ⁸⁴Kr en ⁸⁶KR wordt bijvoorbeeld afzonderlijk op de achtergrond verzameld.

De Kripton kan worden opgeslagen in glazen bollen van de omgeving, of in stalen hermetische tanks. Voordat het inpakt, wordt het onderworpen aan kwaliteitscontrole via spectroscopie, om te certificeren dat uw spectrum uniek is en geen lijnen van andere elementen bevat.

Kernfisatie

Een andere methode om de Kripton te verkrijgen ligt in de nucleaire splijting van uranium en plutonium, waarvan er ook een mengsel is van zijn radioactieve isotopen.

Isotopen

Kripton wordt in de natuur gepresenteerd als zes stabiele isotopen. Deze, met hun overeenkomstige overvloed op aarde, zijn: ⁷⁸KR (0,36%), ⁸⁰KR (2,29%), ⁸²KR (11,59%), ⁸³KR (11,50%), ⁸⁴KR (56,99%) en ⁸⁶KR (17,28%). Hij ⁷⁸KR is een radioactieve isotoop; Maar je halfwaardetijd (T_1/2) is zo geweldig (9.2 · 10^eenentwintig jaren) die praktisch als stabiel wordt beschouwd.

Daarom is de standaard atomaire massa (atoomgewicht) 83.798 U, dichter bij 84 U van de isotoop ⁸⁴Kr.

In sporen zijn bedragen ook de radio -isotoop ⁸¹Kr (T_1/2= 2.3 · 10⁵), die gebeurt wanneer de ⁸⁰KR ontvangt kosmische stralen. Naast de bovengenoemde isotopen zijn er twee synthetische radio -isotopen: de ⁷⁹Kr (T_1/2= 35 uur) en ⁸⁵Kr (T_1/2= 11 jaar); De laatste is degene die zich voordoet als een product van uranium en plutonium nucleaire splijting.

Kan u van dienst zijn: arsano

Risico's

Kripton is een niet -toxisch element, omdat het niet reageert onder normale omstandigheden, noch het brandrisico vertegenwoordigt wanneer het wordt gemengd met sterke oxiderende middelen. Een lek van dit gas is geen gevaar; Tenzij je direct inademt, totdat je zuurstof verplaatst en verstikking veroorzaakt.

KR -atomen komen binnen en worden uit het lichaam verdreven zonder deel te nemen aan een reactie van het metabolisme. Ze kunnen echter de zuurstof verplaatsen die de longen moet bereiken en door het bloed moet transporteren, zodat het individu kan lijden aan narcose of hypoxie, naast andere aandoeningen.

Voor de rest ademen we constant Kripton in elke luchtspleet. Nu, met betrekking tot zijn verbindingen, is de geschiedenis een andere. Bijvoorbeeld de KRF₂ Hij is een krachtig fluorante -middel; En daarom "zal" anionen "geven f^- naar elk molecuul van de biologische matrix waarmee deze wordt gevonden, die potentieel gevaarlijk zijn.

Mogelijk is een Kripton Clatrat (gevangen in een ijskooi) niet aanzienlijk gevaarlijk, tenzij er bepaalde onzuiverheden zijn die toxiciteit bieden.

Toepassingen

Camera's met hoge snelheid zijn deels te wijten aan de opwinding van Kripton. Bron: MHOISTIE [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licenties/by-sa/3.0)]

De Kripton is aanwezig in verschillende toepassingen rond artefacten of apparaten die zijn ontworpen voor verlichting. Het maakt bijvoorbeeld deel uit van de "neonlichten" van geelachtige groene kleuren. De "legale" lichten van de Kripton zijn wit, omdat hun emissiespectrum alle kleuren van het zichtbare spectrum omvat.

Het witte licht van de Kripton is gebruikt voor foto's, omdat ze zeer intens en snel zijn, perfect zijn voor camera's met een hoge snelheid, of voor directe flitsen op luchthaventracks.

Evenzo kunnen de elektrische schokbuizen die voortkomen uit dit witte licht worden bekleed met kleurrijke papieren, waardoor het effect is van het weergeven van lichten van vele kleuren zonder opwindend gebruik andere gassen.

Het wordt toegevoegd aan de wolfraamfilamentbollen om zijn gebruikslevenstijd te vergroten, en aan de fluorescerende argonlampen voor hetzelfde doel, waardoor de intensiteit ook wordt verminderd en de kosten wordt verhoogd (omdat het duurder is dan het argon).

Wanneer de Kripton de gasvormige vulling van de gloeilampen samenstelt, verhoogt het zijn helderheid en maakt het het meest blauwachtig.

Lasers

De rode lasers die in lichte shows worden gezien, zijn gebaseerd op de spectrale lijnen van het Kripton in plaats van het helium-neonmengsel.

Aan de andere kant, met de Kripton, kunnen krachtige lasers van ultraviolette straling worden vervaardigd: die van de Kripton -fluoride (KRF). Deze laser gebruikt voor fotolithografie, medische operaties, onderzoek op het gebied van nucleaire fusie en micromquinado's van vaste materialen en verbindingen (het wijzigen van het oppervlak door de werking van de laser).

Metrodefinitie

Tussen de jaren zestig en 1983 ⁸⁶KR (vermenigvuldigd door 1.650.763.73), om de exacte lengte van één meter te definiëren.

Nucleaire bewapeningsdetectie

Omdat de radio -isotoop ⁸⁵KR is een van de producten van nucleaire activiteit, waar het wordt gedetecteerd, is een indicatie dat er de ontploffing was van een kernwapen, of dat illegale of clandestiene activiteiten van deze energie worden uitgevoerd.

Geneesmiddel

De Kripton is in de geneeskunde gebruikt als anesthetica, x -ray absorberende, hartafwijkingendetector en om het oogretina te snijden met een nauwkeurige en gecontroleerde manier met hun lasers.

Hun radio -isotopen hebben ook toepassingen in de nucleaire geneeskunde, om de stroom van lucht en bloed in de longen te bestuderen en te scannen en beelden te verkrijgen door nucleaire magnetische resonantie van het luchtwegen van de patiënt.

Referenties

1. Gary J. Schrobilgen. (28 september 2018). Krypton. Encyclopædia Britannica. Hersteld van: Britannica.com
2. Wikipedia. (2019). Krypton. Opgehaald uit: in.Wikipedia.borg
3. Michael Pilgaard. (16 juli 2016). Krypton chemische reacties. Hersteld van: PilgaAardelegs.com
4. Crystallography365. (16 november 2014). Een supercool materiaal - de kristalstructuur van Krypton. Opgehaald uit: Crystallography365.WordPress.com
5. Dr. Doug Stewart. (2019). Krypton -elementenfeiten. Chemicool. Hersteld van: chemicool.com
6. Marques Miguel. (S.F.)). Krypton. Hersteld van: Nautilus.Fis.UC.PT
7. Advameg. (2019). Krypton. Hoe producten worden gemaakt. Hersteld van: madeHow.com
8. Roeik. (25 april 2014). Krypton fluoride excimeer laser - eigenschappen en toepassingen. Hersteld van: azoopics.com