კრიპტონი

კრიპტონი (ქიმიური სიმბოლო — Kr) — ელემენტთა პერიოდული სისტემის მეოთხე პერიოდის, მეთვრამეტე ჯგუფის (ძველი კლასიფიკაციით — მერვე ჯგუფის მთავარი ქვეჯგუფის, VIIIა) ქიმიური ელემენტია. მისი ატომური ნომერია 36, ატომური მასა — 83.798, tდნ — (−157.37) °C, tდუღ — (−153.415 ) °C, სიმკვრივე — 3.749 გ/სმ3. ერთ ატომიანი ინერტული აირი, ფერის, გემოსა და სუნის გარეშე.
ისტორია
შედის ინერტული აირების ჯგუფში. 1898 წელს შოტლანდიელმა მეცნიერმა უილიამ რამზაიმ და მ. ტრავერიმ (ინგლისელი ქიმიკოსის) მიერ თხევადი აირის შემადგენელი კომპონენტების აორთქლების შემდეგ დარჩენილ ნაშთში (წინასწარ ჟანგბადის, აზოტის, არგონის მოცილების შემდეგ) ნარევში, სპექტრული მეთოდით აღმოჩენილი იქნა ორი აირი: კრიპტონი («ფარული», «საიდუმლო») და ქსენონი («უცხო», «უჩვეულო»). იმავე მეცნიერების მიერ, რამდენიმე კვირის მოგვიანებით, მსგავსი პროცედურებით აღმოჩენილ იქნა ნეონიც. 1904 წელს უ. რამზეის მიანიჭეს ნობელის პრემია კეთილშობილი აირების სერიის აღმოჩენისათვის (მათ შორის კრიპტონიც).
სახელწოდების წარმომავლობა
მოდის — ფარულიდან.
ბუნებაში
იგი ატმოსფეროში გვხვდება კვალის სახით. მისი გამოყოფა თხევადი აირიდან ხდება ფრაქციული გამოხდით. სხვა იშვიათ აირებთან ერთად იგი ხშირად გამოიყენება ფლოურესცენცირებულ ნაერთებში.
დედამიწის ქერქში
დედამიწის ქერქში (ლითოსფეროსა და ატმოსფეროს ჩათვლით) კრიპტონის შემცველობა შეადგენს 1.9 × 10-8 %. იგი შეიძლება მივიღოთ თხევადი ჰაერის ფრაქციული გამოხდით. კრიპტონის რაოდენობა სივრცეში დამოკიდებულია მეტეორულ აქტივობასა და მზის ქარებზე. კრიპტონი არის ჰაერის ატმოსფეროში. წარმოიქმნება ბირთვული დაყოფით, მათ შორის ბუნებრივი პროცესების შედეგად, რომელიც მიმდინარეობს რადიოაქტიური ლითონების მადნებში.
განსაზღვრა
კრიპტონი ხასიათდება მკვეთრი, მწვანე და ყვითელი ხაზის გამოყოფით (სპექტრალური ხელწერა). იგი წარმოადგენს ურანის დაშლის ერთ-ერთ პროდუქტს. მყარი კრიპტონი თეთრია, ცენტრიკუბური კრისტალური სტრუქტურით, რომელიც წარმოადგენს ყველა კეთილშობილი აირისათვის საერთო თვისებას.
ხარისხობრივად კრიპტონს პოულობენ ემისიური სპექტროსკოპიის მეშვეობით (დამახასიათებელი ხაზებია 557,03 ნმ და 431,96 ნმ). რაოდენობრივად მას განსაზღვრავენ მასური-სპექტრომეტრიულად, ქრომატოგრაფიულად, და ასევე აბსორბციული ანალიზის მეთოდებით.
ფიზიკური თვისებები
კრიპტონი — ინერტული ერთატომიანი აირია, ფერის, სუნისა და გემოს გარეშე.
ქიმიური თვისებები
კრიპტონი ქიმიურად ინერტულია. მკაცრ პირობებში რეაგირებს ფთორთან, კრიპტონის დიფტორიდის წარმოქმნით. შედარებით ეხლახან მიღებული იქნა პირველი ნაერთი კავშირებით Kr-O (Kr(OTeF5)2).
კრიპტონს აგრეთვე შეუძლია წყალთან წარმოქმნას კლარტატები (ჰიდრატები, მაგალითად, Kr × 6H2O), სადაც წყალში მოლეკულათშორისი მანძილები შევსებულია აირის მოლეკულებით. კლარტატები წარმოადგენენ არამდგრად ნაერთებს და მათ არსებობა შეუძლიათ შედარებით დაბალ ტემპერატურაზე. კრიპტონის ატომების მიერ კრისტალჰიდრატის წარმოქმნა იმის მაჩვენებელია, რომ მათ აქვთ პოლარიზაციის უნარი.
1965 წელს გაცხადებული იქნა შემდეგი შემადგენლობის შენაერთის მიღების შესახებ - KrF4, KrO3·H2O და BaKrO4. მოგვიანებით კი მათი არსებობა უარყოფილ იქნა.
2003 წელს ფინეთში პირველად იქნა მიღებული ფოტოლიზის გზით კრიპტონის მატრიცაზე კრიპტონისა და აცეტილენის ნაერთი კავშირებით C-Kr (HKrC≡CH — ჰიდროკრიპტოაცეტილენი) .
იზოტოპები
ამ მომენტისათვის ცნობილია კრიპტონის 31 იზოტოპი და კიდევ მისი ზოგი ნუკლიდების 10 აღგზნებული იზომერული მდგომარეობა. ბუნებაში კრიპტონი წარმოდგენილია ხუთი სტაბილური ნუკლიდებით და ერთი სუსტად რადიოაქტიური: 78Kr (იზოტოპური გავრცობადობა 0,35 %), 80Kr (2,28 %), 82Kr (11,58 %), 83Kr (11,49 %), 84Kr (57,00 %), 86Kr (17,30 %)
მიღება
მიიღება სამრეწველო დანადგარებში ჰაერის დაყოფის შედეგად კრიპტონ-ქსენონი ნარევის სახით როგორც პროცესის გვერდითი პროდუქტი.
ჰაერის დაყოფის პროცესში დაბალტემპერატურული რექტიფიკაციის მეთოდის დროს წარმოებს თხევადი ჟანგბადის ფრაქციის მუდმივი მოცილება რომელიც შეიცავს თხევად ნახშირწყალბადებს, კრიპტონს და ქსენონს (ჟანგბადისა და ნახშირწყალბადების ფრაქციის მოცილება აუცილებელია აფეთქბის თავიდან აცილებისათვის).
გამოყოფილი ფრაქციიდან Kr და Xe-ის მოცილებისათვის ნაზავს აცილებენ ნახშირწყალბადებს კატალიტიკურ ღუმელებში t=500-600 С-ის პირობებში და მიმართავენ დამატებითი რექტიფიკაციური მწყობრისაკენ ჟანგბადის მოსაცილებლად. ნაზავის Kr+Xe-ით გამდიდრებისას 98-99 %-მდე, მას მეორეჯერ წმენდენ კატალიტურ ღუმელში ნახშირწყალბადებისაგან, შემდეგ კი ადსორბირების ბლოკში რომელიც ავსებულია სილიკაგელებით (ან სხვა ადსორბენტებით).
აირების ნაზავის გაწმენდის შემდეგ ნახშირწყალბადებისა და ტენის ნარჩენებისაგან, მას ტუმბავენ ბალონებში ტრანსპორტირებისათვის Kr და Xe-ის დაყოფის დანადგარისაკენ (ეს დაკავშირებულია, იმასთან რომ ყოველ საწარმოში, სადაც ექსპლუატაციაშია ჰაერდასაყოფი დანადგარი, არსებობს Kr და Xe-ის დასაყოფი დანადგარიც).
Kr და Xe-ის სუფთა კომპონენტებად დაყოფის შემდგომი პროცესი მიმდინარეობ შემდეგი ჯაჭვით: დარჩენილი ნახშირწყალბადების მოცილება ხდება სპილენძის ჟანგით ავსებულ კონტაქტურ კატალიტიკურ ღუმელებში, 300—400 С-ს ტემპერატურის პირობებში, ხდება ტენისაგან გაწმენდა ცეოლიტით ავსებული ადსორბირებში, შემდეგ აცივებენ, და მიმართავენ გასაყოფად № 1 რექტიფიკაციური მწკრივისაკენ, სადაც მწკრივის კუბური სივრციდან (რექტიფიკაციური მწკრივის ქვედა ნაწილი) აცილებენ თხევად Xе და ი მიემართება № 3 მწკრივისაკენ, სადაც საბოლოოდ იწმინდება Kr-ის მინარევისაგან, შემდეგ კი იტუმბება მემბრანული კომპრესორის მეშვეობით ბალონებში. აიროვანი Kr ცილდება № 1 მწკრივის კონდენსატორის ხუფის ქვემოდან და მიმართავენ № 2 მწკრივისაკენ, სადაც საბოლოოდ წმენდენ აზოტის, ჟანგბადის, არგონის მინარევების ნარჩენებისაგან (მათი დუღილის ტემპერატურა მნიშვნელოვნად დაბალია ვიდრე კრიპტონის დუღილის ტემპერატურა). № 2 მწკრივის კუბური სივრციდან იღებენ სუფთა კრიპტონს და მემბრანული კომპრესორის მეშვეობით ბალონებში.
კრიპტონისა და ქსენონის ნაზავის დაყოფის პროცესი შეიძლება მიმდინარეობდეს როგორც უწყვეტად, ისე ციკლებად, ნედლეულის (ნაზავის) გადასამუშავებლად შეგროვების მიხედვით.
გამოყენება
გამოიყენება ზემძლავრი ექსიმერული ლაზერების (Kr-F) წარმოებაში.
კრიპტონის ფტორიდი შემოთავაზებულია როგორც სარაკეტო საწვავის მჟანგავი და როგორც საბრძოლო ლაზერების კომპონენტი.
გამოიყენება მინაპაკეტებში როგორც მინებს შორისი სივრცის შემავსებელი, მინაპაკეტებისათვის უფრო მაღალი თბოფიზიკური და ხმის იზოლაციის თვისებების მისაცემად.
კრიპტონოსაგან გამოყოფილი მრავალი სპექტრალური ხაზი იწვევს მის იონიზაციას, რაც საშუალებას იძლევა იგი გამოყენებულ იქნას ფოტოგრაფიაში, როგორც ბრილიანტის თეთრის ნათების წყარო. კრიპტონი, სხვა აირებტან ერთად იძლევა კაშკაშა მომწვანო-ყვითელნათებას.
კრიპტონს არგონთან ერთად იყენებენ ფლუორესცენციული ნათურების შესავსებად (კრიპტონი 100-ჯერ უფრო ძვირია, ვიდრე არგონი). კრიპტონი ქსენონთან ერთად გამოიყენება გავარვარებული ნათურების შესავსებად. კრიპტონი ასრულებს მნიშვნელოვან როლს კრიპტონ-ფტორიდის ლაზერის მიღებასა და გამოყენებაში.
ექსპერიმენტულ ფიზიკაში თხევადი კრიპტონი გამოიყენება კვაზი-ჰომიგენური ელექტრომაგნიტური კალორიმეტრის მისაღებად. ამის მაგალითია NAM48-ის ცდა CERN-ში, რომელიც შეიცავს დაახლოებით 27 ტონა თხევად კრიპტონს. კრიპტონ-83 გამოყენება ჰპოვა (MRI) - მაგნიტურ რეზონანსულ იმიჯში (გამოსახულება), კერძოდ იგი გამოიყენება ჰიდროფილური და ჰიდროფობური ზედაპირების განსასხვავებლად, რომელსაც მოიცავს აირის სივრცე.
ბიოლოგიური როლი
კრიპტონის ზემოქმედება ცოცხალ ორგანიზმზე ცუდადაა შესწავლილი. შეისწავლება მისი გამოყენების შესაძლებლობა წყალქვეშა საქმეებში, სასუნთქი ნაზავის შემადგენლობაში მაღალი წნევის პირობებში, ასევე როგორც ანესთეზიის საშუალება.
ფიზიოლოგიური ზემოქმედება
კრიპტონის დიდი რაოდენობით შესუნთქვამ შეიძლება გამოიწვიოს გაგუდვა.
კრიპტონის შემცველი აირების ნაზავების შესუნთქვისას, 3,5 ატმოსფეროზე უფრო მაღალი წნევის დროს შეიმჩნევა ნარკოტიკული ეფექტი.
რესურსები ინტერნეტში
კრიპტონი საიტზე «სამთო ენციკლოპედია»
კრიპტონი Webelements-ზე
კრიპტონი ქიმიური ელემენტების პოპულარულ ბიბლიოთეკაში
კრიპტონისა და მისი ნაერთების თვისებები
სქოლიო