Xenon

Xenon is 'n chemiese element in die periodieke tabel met die simbool Xe en atoomgetal van  54.  Dit is 'n swaar-, kleurlose-, reuklose edelgas wat in spoorhoeveelhede in die aarde se atmosfeer voorkom.  Alhoewel dit oor die algemeen nie reaktief is nie, kan xenon wel 'n paar chemiese reaksies ondergaan soos onder andere die vorming van xenon heksafluoroplatinaat, die eerste edelgasverbinding wat vervaardig is.
Xenon wat in die natuur voorkom bestaan uit nege stabiele isotope.  Daar is meer as 40 onstabiele isotope wat radio-aktiewe verval ondergaan.  Die isotoopverhoudings van xenon verskaf belangrike inligting in die studie van die vroeë geskiedenis van die sonnestelsel.  Xenon-135 word vervaardig deur kernsplitsing en tree op as 'n neutronabsorbeerder in kernreaktore.

Xenon word gebruik in xenon flits- en booglampe en ook as 'n algemene verdowingsmiddel. Die eerste opgewekte dimeerlaserontwerp het xenon as 'n dimeermolekuul (Xe2) benut as aktiewe lasermedium en die eerste laserontwerpe het ook xenon flitslampe gebruik as laserpompe.  Xenon word ook gebruik in ondersoeke na hipotetiese swak interaksie massiewe deeltjies en as die aandryfmiddel vir ioonstuwers in ruimtetuie.

Geskiedenis 
Xenon is deur William Ramsay en Morris Travers op die 21ste Julie 1898 in Engeland ontdek, kort na die ontdekking van die elemente kripton en neon.  Hulle het dit ontdek in die residu wat oorgebly het na die komponente van vloeibare lug afgedamp is. Ramsay het die naam xenon vir die gas voorgestel vanuit die Griekse woord xenos wat vreemdeling of gas beteken. In 1902 het Ramsay beraam dat die hoeveelheid xenon in die aarde se atmosfeer ongeveer 20 dele per miljoen is.

Tydens die 1930's het die ingenieur Harold Edgerton ondersoeke gedoen na stroboskooptegnologie vir hoëspoedfotografie.  Dit het gelei tot sy uitvinding van die xenon flitslamp waar die lig ontstaan wanneer 'n kortstondige elektriese stroom deur 'n buis wat met die gas gevul is gestuur word.  In 1934 het Edgerton daarin geslaag om flitse so kort as een mikrosekonde te skep met die metode.

In 1939 het Albert R. Behnke Jr. die oorsake van die "dronkheid" in diepseeduikers ondersoek.  Hy het die uitwerking van verskeie gasmengsels op mense getoets en bevind dat dit duikers se persepsie van diepte beïnvloed het.  Hieruit het hy afgelei dat xenon gebruik sou kon word as 'n verdowingsmiddel.  Alhoewel Lazharev van Rusland klaarblyklik reeds in 1941 xenon as 'n moontlike verdowingsmiddel ondersoek het, is die eerste publikasie in dié verband in 1946 deur J.H. Lawrence gedoen wat eksperimente op muise uitgevoer het.  Xenon is vir die eerste keer in snykundige narkose gebruik in 1951 deur Stuart C. Cullen wat twee suksesvolle operasies uitgevoer het daarmee.

In 1960 het die fisikus John Reynolds ontdek dat sekere meteoriete 'n buitengewoon groot hoeveelheid xenon-129 bevat het.  Hy het daaruit afgelei dat dit 'n vervalproduk was van jodium-129.  Hierdie isotoop het ontstaan deur die stadige werking van kosmiese straling en kernsplitsing en word slegs in groot hoeveelhede deur supernova ontploffings geskep.  Aangesien die halfleeftyd van 129I betreklik kort is op 'n kosmologiese skaal (16 miljoen jaar) het dit beteken dat 'n kort tyd verloop het vanaf die supernova ontplof het en die meteoriete gestol het en sodoende die 129I isotoop vasgevang het.  Daaruit is afgelei dat hierdie gebeure plaasgevind het tydens die vroeë geskiedenis van die sonnestelsel.

Xenon en ander edelgasse is vir lank as geheel en al inerte stowwe beskou en daar is geglo dat hulle nie chemiese verbindings kon vorm nie. Neil Bartlett het egter ontdek dat Platinumheksafluoried (PtF6) 'n kragtige oksideermiddel was wat suurstofgas (O2) kon oksideer om dioksigeenheksafluoroplatinaat te vorm (O2+[PtF6]−).  Aangesien O2 en xenon bykans dieselfde ionisasie potensiaal het, het Bartlett besef dat platinumheksafluoried ook moontlik gebruik sou kon word om xenon te oksideer.  Op 23 Maart 1962 het hy die twee gasse gemeng en die eerste bekende verbinding van 'n edelgas gemaak naamlik xenonheksaflouroplatinaat.  Bartlett was aanvanklik onder die indruk dat die samestelling van die verbinding bestaan het uit Xe+[PtF6]−, latere werk het egter aangetoon dat dit waarskynlik 'n mengsel van verskeie xenonbevattende soute was. Sedertdien is baie ander xenon verbindings ontdek,  en is verbindings van die edelgasse argon, kripton en radon geïdentifiseer, insluitende argon fluorohidried (HArF), kriptondifluoried (KrF2), en radonfluoried.

Verspreiding 
Xenon is 'n spoorelement in die aarde se atmosfeer en kom voor in konsentrasies van 0.087±0.001 dele per miljoen (μL/L) daarin voor, en word ook aangetref in die gasse wat deur sommige mineraalbronne vrygestel word. Sommige radio-aktiewe spesies van xenon, byvoorbeeld 133Xe en 135Xe word geskep deur die neutronbestraling van splitsbare materiale in 'n kernreaktor.

Xenon word kommersieel vervaardig as 'n byproduk van die skeiding van lug in suurstof en stikstof.  Na die skeiding wat gewoonlik deur fraksionele distillasie in 'n dubbelkolom aanleg gedoen word sal die vloeibare suurstof wat sodoende geproduseer word klein hoeveelhede kripton en xenon bevat.  Deur verdere fraksionele distillasiestappe kan die suurstof verryk word om soveel as 0.1-0.2% kripton/xenon mengsel te bevat wat onttrek word met behulp van silika gel of deur distillasie.  Die kripton/xenon mengsel kan dan uiteindelik deur distillasie geskei word om kripton en xenon afsonderlik te verkry. Die onttrekking van 'n liter xenon vanuit die atmosfeer vereis 220 watt-uur se energie.

Wêreldwye produksie van xenon in 1998 is beraam op 5 000–7 m3. Vanweë sy skaarsheid relatief tot die ander ligter edelgasse is xenon duurder.  Pryse in 1999 vir klein hoeveelhede van xenon was 10 €/L vir xenon, 1 €/L vir kripton en 0.20 €/L vir neon.

Xenon is relatief skaars in die son, op Aarde en in asteroïede en komete.  Die atmosfeer van Mars toon 'n verspreiding soortgelyk aan die van die Aarde:
0.08 dele per miljoen, Mars het egter 'n hoër verhouding 129Xe as die Aarde of die Son.  Aangesien die isotoop die resultaat is van radio-aktiewe verval is dit 'n aanduiding dat Mars die grootste deel van sy oeratmosfeer verloor het, moontlik binne die eerste 100 miljoen jaar nadat die planeet gevorm is. In kontras daarmee het die planeet Jupiter 'n ongewone hoë konsentrasie xenon is sy atmosfeer; ongeveer 2,6 keer meer as die Son.

Verwysings

Eksterne skakels 

 

Xenon