De krypton Het is een edelgas dat wordt weergegeven door het symbool Kr en bevindt zich in groep 18 van het periodiek systeem. Het is het gas dat op argon volgt en zijn overvloed is zo laag dat het als verborgen werd beschouwd; daar komt de naam vandaan. Het komt bijna niet voor in minerale stenen, maar in massa's natuurlijke gassen en lost nauwelijks op in de zeeën en oceanen.
Alleen al zijn naam roept het beeld op van Superman, zijn planeet Krypton en het beroemde kryptoniet, een steen die de superheld verzwakt en hem zijn superkrachten berooft. Je kunt ook denken aan cryptocurrencies of crypto als je erover hoort, evenals aan andere termen die in essentie verre van dit gas zijn..
Dit edelgas is echter minder extravagant en "verborgen" in vergelijking met de hierboven genoemde cijfers; hoewel het gebrek aan reactiviteit niet alle potentiële interesse wegneemt die kan wekken in onderzoek gericht op verschillende gebieden, vooral de fysieke.
In tegenstelling tot de andere edelgassen is het licht dat door krypton wordt uitgestraald wanneer het in een elektrisch veld wordt geëxciteerd, wit (bovenste afbeelding). Hierdoor wordt het voor verschillende toepassingen in de verlichtingsindustrie gebruikt. Het kan praktisch elk neonlicht vervangen en zijn eigen licht uitstralen, dat zich onderscheidt door geelachtig groen te zijn..
Het komt in de natuur voor als een mengsel van zes stabiele isotopen, om nog maar te zwijgen van enkele radio-isotopen die bedoeld zijn voor de nucleaire geneeskunde. Om dit gas te verkrijgen, moet de lucht die we inademen vloeibaar worden gemaakt en de resulterende vloeistof wordt onderworpen aan een gefractioneerde destillatie, waar het krypton vervolgens wordt gezuiverd en gescheiden in de samenstellende isotopen..
Dankzij krypton is het mogelijk geweest om vooruitgang te boeken in kernfusiestudies, evenals in de toepassingen van lasers voor chirurgische doeleinden.
In 1785 ontdekte de Engelse chemicus en natuurkundige Henry Cavendish dat lucht een klein deel van een stof bevatte die zelfs minder actief was dan stikstof..
Een eeuw later isoleerde de Engelse natuurkundige Lord Rayleigh uit de lucht een gas waarvan hij dacht dat het pure stikstof was; maar ontdekte toen dat het 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 cleveiet te verhitten.
Sir William Ramsey zelf ontdekte samen met zijn assistent, de Engelse chemicus Morris Travers, krypton op 30 mei 1898 in Londen..
Ramsey en Travers geloofden dat er een spatie in het periodiek systeem was tussen de elementen argon en helium, en een nieuw element moest deze ruimte vullen. Ramsey, een maand na de ontdekking van krypton, juni 1898, ontdekte neon; element dat de ruimte tussen helium en argon vulde.
Ramsey vermoedde het bestaan van een nieuw element dat verborgen was in zijn vorige ontdekking, dat van argon. Om hun idee te testen, besloten Ramsey en Travers om een grote hoeveelheid argon uit de lucht te halen. Hiervoor moesten ze het vloeibaar maken van de lucht bewerkstelligen.
Vervolgens destilleerden ze de vloeibare lucht om deze in fracties te scheiden en in de lichtere fracties te zoeken naar de aanwezigheid van het gewenste gasvormige element. Maar ze hebben een fout gemaakt, blijkbaar hebben ze de vloeibare lucht oververhit en een groot deel van het monster verdampt..
Uiteindelijk hadden ze slechts 100 ml van het monster en Ramsey was ervan overtuigd dat de aanwezigheid van het element lichter dan argon in dat volume onwaarschijnlijk was; maar besloot de mogelijkheid te onderzoeken van het bestaan van een element dat zwaarder is dan argon in het resterende monstervolume.
Hij volgde zijn gedachten en verwijderde zuurstof en stikstof uit het gas met behulp van gloeiend koper en magnesium. Vervolgens plaatste hij een monster van het resterende gas in een vacuümbuis en legde er een hoge spanning op om het spectrum van het gas te verkrijgen..
Zoals verwacht was argon aanwezig, maar ze zagen het verschijnen in het spectrum van twee nieuwe heldere lijnen; het ene geel en het andere groen, wat nog nooit was waargenomen.
Ramsey en Travers berekenden de relatie tussen de soortelijke warmte van gas bij constante druk en de soortelijke warmte bij constant volume en vonden een waarde van 1,66 voor die relatie. Deze waarde kwam overeen met een gas gevormd door individuele atomen, wat aantoont dat het geen verbinding was.
Daarom waren ze in de aanwezigheid van een nieuw gas en was er krypton ontdekt. Ramsey besloot het Krypton te noemen, een woord afgeleid van het Griekse woord "krypto" wat "verborgen" betekent. William Ramsey ontving in 1904 de Nobelprijs voor de Scheikunde voor de ontdekking van deze edelgassen.
Het is een kleurloos gas dat in een elektrisch veld een gloeiende witte kleur vertoont..
83.798 u
36
-157,37 ºC
153.415 ºC
Onder standaardomstandigheden: 3.949 g / L
Vloeibare toestand (kookpunt): 2,413 g / cm3
2,9 in relatie tot lucht met waarde = 1. Dat wil zeggen, krypton is drie keer zo dicht als lucht.
59,4 cm3/ 1.000 g bij 20 ° C
115,775 K en 73,53 kPa
209,48 K en 5,525 MPa
1,64 kJ / mol
9,08 kJ / mol
20,95 J / (mol K)
Bij een temperatuur van 84 K heeft het een druk van 1 kPa.
3.0 op de schaal van Pauling
Ten eerste: 1.350,8 kJ / mol.
Ten tweede: 2.350,4 kJ / mol.
Ten derde: 3.565 kJ / mol.
Gas (23 ºC): 220 m / s
Vloeistof: 1.120 m / s
9,43 10-3 W / (mK)
Diamagnetisch
Krypton, dat een edelgas is, is niet erg reactief en verliest of verkrijgt geen elektronen. Als het erin slaagt een vaste stof met een bepaalde samenstelling te vormen, zoals gebeurt met clathraat Kr8(H.tweeOF)46 of zijn hydride Kr (Htwee4, Er wordt dan gezegd dat het deelneemt met een nummer of oxidatietoestand van 0 (Kr0dat wil zeggen, zijn neutrale atomen interageren met een matrix van moleculen.
Krypton kan echter formeel elektronen verliezen als het bindingen vormt met het meest elektronegatieve element van allemaal: fluor. In de KrFtwee het oxidatiegetal is +2, dus het bestaan van het tweewaardige kation Kr wordt aangenomentwee+ (Krtwee+F.twee-.
In 1962 werd de synthese van krypton difluoride (KrFtweeDeze verbinding is een zeer vluchtige, kleurloze, kristallijne vaste stof die langzaam ontleedt bij kamertemperatuur; maar het is stabiel bij -30 ºC. Krypton Fluoride is een krachtig oxiderend en fluoreringsmiddel.
Krypton reageert met fluor wanneer het wordt gecombineerd in een elektrische ontladingsbuis bij -183 ° C en vormt KrFtwee. De reactie treedt ook op wanneer krypton en fluor worden bestraald met ultraviolet licht bij -196 ° C..
De KrF+ en KrtweeF.3+ zijn verbindingen gevormd door de reactie van KrFtwee met sterke fluoride-acceptoren. Krypton maakt deel uit van een onstabiele verbinding: K (OTeF5twee, die een band presenteert tussen krypton en een zuurstof (Kr-O).
Een krypton-stikstofbinding wordt gevonden in het HCΞN-Kr-F-kation. Krypton hydrides, KrHtwee, kan worden gekweekt bij een druk van meer dan 5 GPa.
Aan het begin van de 20e eeuw werden al deze verbindingen als onmogelijk beschouwd gezien de nulreactiviteit die werd bedacht van dit edelgas..
Het krypton, dat een edelgas is, heeft zijn volledige octet van valentie; dat wil zeggen, de s- en p-orbitalen zijn volledig gevuld met elektronen, die kunnen worden geverifieerd in hun elektronische configuratie:
[Ar] 3d10 4stwee 4p6
Het is een mono-atomair gas, ongeacht (tot op heden) de druk- of temperatuuromstandigheden die erop werken. Daarom worden zijn drie toestanden bepaald door de interatomaire interacties van zijn Kr-atomen, die kunnen worden voorgesteld als knikkers..
Deze Kr-atomen zijn, net als hun soortgenoten (He, Ne, Ar, enz.), Niet gemakkelijk te polariseren, aangezien ze relatief klein zijn en ook een hoge elektronendichtheid hebben; dat wil zeggen, het oppervlak van deze knikkers wordt niet merkbaar vervormd om een onmiddellijke dipool te genereren die een andere induceert in een naburig marmer.
Het is om deze reden dat de enige kracht die de Kr-atomen bij elkaar houdt de Londense verstrooiingskracht is; maar ze zijn erg zwak in het geval van krypton, dus lage temperaturen zijn vereist voor de atomen om een vloeistof of kristal te definiëren.
Deze temperaturen (respectievelijk kook- en smeltpunt) zijn hoger in vergelijking met argon, neon en helium. Dit komt door de hogere atoommassa van krypton, equivalent aan een grotere atoomstraal en daarom beter polariseerbaar..
Zo ligt het kookpunt van krypton rond de -153 ºC, terwijl die van de edelgassen argon (-186 ºC), neon (-246 ºC) en helium (-269 ºC) lager zijn; dat wil zeggen, de gassen hebben koudere temperaturen nodig (dichter bij -273,15 ºC of 0 K) om te kunnen condenseren in de vloeistoffase.
Hier zien we hoe de grootte van hun atoomstralen rechtstreeks verband houdt met hun interacties. Hetzelfde gebeurt met hun respectievelijke smeltpunten, de temperatuur waarbij krypton uiteindelijk kristalliseert bij -157 ºC..
Wanneer de temperatuur daalt tot -157 ° C, naderen de Kr-atomen langzaam genoeg om verder samen te smelten en een wit vlak gecentreerd kubisch (fcc) kristal te definiëren. Er is dus nu een structurele orde die wordt beheerst door haar verspreidende krachten.
Hoewel er niet veel informatie over is, kan het krypton fcc-kristal kristallijne overgangen ondergaan naar dichtere fasen als het wordt blootgesteld aan enorme drukken; als de compacte hexagonaal (hcp), waarin de Kr-atomen meer gegroepeerd zullen worden aangetroffen.
Zonder dit punt terzijde te laten, kunnen Kr-atomen ook worden opgesloten in ijskooien die clathrates worden genoemd. Als de temperatuur laag genoeg is, kunnen er misschien gemengde krypton-waterkristallen zijn, met de Kr-atomen gerangschikt en omgeven door watermoleculen..
Krypton wordt door de atmosfeer verspreid en kan in tegenstelling tot helium niet ontsnappen aan het zwaartekrachtveld van de aarde. In de lucht die we inademen, is de concentratie ongeveer 1 ppm, hoewel dit kan variëren afhankelijk van de gasvormige emanaties; of het nu gaat om vulkaanuitbarstingen, geisers, warmwaterbronnen of misschien aardgasafzettingen.
Omdat het slecht oplosbaar is in water, is de concentratie in de hydrosfeer waarschijnlijk te verwaarlozen. Hetzelfde gebeurt met mineralen; er kunnen maar weinig krypton-atomen in vastzitten. Daarom is de enige bron van dit edelgas lucht..
Om het te verkrijgen, moet de lucht een vloeibaarmakingsproces ondergaan, zodat alle samenstellende gassen condenseren en een vloeistof vormen. Vervolgens wordt deze vloeistof verwarmd door gefractioneerde destillatie bij lage temperaturen..
Nadat de zuurstof, argon en stikstof zijn afgedestilleerd, blijven het krypton en xenon in de resterende vloeistof, die wordt geadsorbeerd op actieve kool of silicagel. Deze vloeistof wordt verwarmd tot -153 ºC om het krypton te destilleren.
Ten slotte wordt het verzamelde krypton gezuiverd door het door heet metallisch titanium te leiden, dat gasvormige onzuiverheden verwijdert..
Als de scheiding van zijn isotopen gewenst is, laat men het gas stijgen door een glazen kolom waar het thermische diffusie ondergaat; de lichtere isotopen zullen naar boven stijgen, terwijl de zwaardere de neiging hebben om onderaan te blijven. Dus de isotoop 84Kr en 86Kr wordt bijvoorbeeld apart op de achtergrond verzameld.
Krypton kan worden opgeslagen in Pyrex-glazen bollen bij omgevingsdruk, of in luchtdichte stalen tanks. Voordat het wordt verpakt, wordt het onderworpen aan een kwaliteitscontrole door middel van spectroscopie, om te certificeren dat het spectrum uniek is en geen lijnen met andere elementen bevat..
Een andere methode om krypton te verkrijgen, is de kernsplijting van uranium en plutonium, waaruit ook een mengsel van hun radioactieve isotopen wordt geproduceerd..
Krypton komt in de natuur voor 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%). De 78Kr is een radioactieve isotoop; maar zijn halfwaardetijdt1/2) is zo groot (9.210eenentwintig jaar) die praktisch als stabiel wordt beschouwd.
Daarom is de standaard atoommassa (atoomgewicht) 83,798 u, dichter bij de 84 u van de isotoop. 84Kr.
In sporenhoeveelheden wordt ook het radio-isotoop aangetroffen 81Kr (t1/2= 2,3 105), wat optreedt wanneer de 80Kr ontvangt kosmische straling. Naast de reeds genoemde isotopen zijn er twee synthetische radio-isotopen: 79Kr (t1/2= 35 uur) en 85Kr (t1/2= 11 jaar); dit laatste is wat wordt geproduceerd als een product van de kernsplijting van uranium en plutonium.
Krypton is een niet-giftig element, aangezien het niet reageert onder normale omstandigheden, noch vormt het een brandgevaar wanneer het wordt gemengd met sterke oxidatiemiddelen. Een lekkage van dit gas levert geen enkel gevaar op; tenzij direct ingeademd, om zuurstof te verplaatsen en verstikking te veroorzaken.
Kr-atomen komen binnen en worden uit het lichaam verdreven zonder deel te nemen aan een metabolische reactie. Ze kunnen echter de zuurstof verdringen die de longen zou moeten bereiken en door het bloed moeten worden getransporteerd, zodat het individu kan lijden aan narcose of hypoxie, evenals aan andere aandoeningen..
Anders ademen we constant krypton in bij elke ademhaling. Nu, met betrekking tot de verbindingen, is het verhaal anders. Bijvoorbeeld de KrFtwee het is een krachtig fluoreringsmiddel; en daarom "zal" anionen F geven- voor elk molecuul van de biologische matrix waarmee het wordt aangetroffen, omdat het potentieel gevaarlijk is.
Mogelijk is een kryptonclathraat (gevangen in een ijskooi) niet aanzienlijk gevaarlijk, tenzij er bepaalde onzuiverheden zijn die toxiciteit toevoegen.
Krypton is aanwezig in verschillende toepassingen rond artefacten of apparaten die zijn ontworpen voor verlichting. Het maakt bijvoorbeeld deel uit van de "neonlichten" van geelachtig groene kleuren. De "legale" lichten van krypton zijn wit, aangezien hun emissiespectrum alle kleuren van het zichtbare spectrum omvat.
Het witte licht van krypton is eigenlijk gebruikt voor foto's, omdat ze erg intens en snel zijn en perfect zijn voor flitsers met hoge snelheidscamera's of voor ogenblikkelijke flitsen op landingsbanen..
Evenzo kunnen de elektrische ontladingsbuizen die dit witte licht uitstralen, worden bedekt met kleurrijk papier, waardoor het effect ontstaat dat lichten van vele kleuren worden weergegeven zonder dat ze hoeven te worden opgewekt met andere gassen..
Het wordt toegevoegd aan gloeilampen van wolfraam om hun levensduur te verlengen, en aan argon-fluorescentielampen voor hetzelfde doel, waarbij ook hun intensiteit wordt verminderd en hun kosten toenemen (aangezien het duurder is dan argon)..
Wanneer krypton de gasvormige vulling van gloeilampen vormt, verhoogt het de helderheid en wordt het blauwer..
De rode lasers die in lichtshows te zien zijn, zijn gebaseerd op de spectraallijnen van krypton in plaats van op het helium-neon-mengsel.
Aan de andere kant kunnen krachtige ultraviolette stralingslasers worden gemaakt met krypton: die van kryptonfluoride (KrF). Deze laser wordt gebruikt voor fotolithografie, medische operaties, onderzoek op het gebied van kernfusie en microbewerking van vaste materialen en verbindingen (het oppervlak wijzigen door de werking van de laser).
Tussen 1960 en 1983 werd de golflengte van de roodoranje spectraallijn van de isotoop gebruikt. 86Kr (vermenigvuldigd met 1.650.763,73), om de exacte lengte van één meter te bepalen.
Omdat de radio-isotoop 85Kr is een van de producten van nucleaire activiteit, waar het wordt gedetecteerd is een aanwijzing dat er een kernwapen tot ontploffing is gekomen, of dat er illegale of clandestiene activiteiten met die energie worden uitgevoerd..
Krypton is in de geneeskunde gebruikt als verdovingsmiddel, röntgenabsorptiemiddel, detector voor hartafwijkingen en om het netvlies van de ogen met zijn lasers op een nauwkeurige en gecontroleerde manier te snijden..
Zijn radio-isotopen worden ook gebruikt in de nucleaire geneeskunde, om de lucht- en bloedstroom in de longen te bestuderen en te scannen, en om nucleaire magnetische resonantiebeelden van de luchtwegen van de patiënt te verkrijgen..
Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.