Криптон

Kриптон (од |κρυπτός, „скриен“) — хемиски елемент со симбол Kr и атомски број 36. Тоа е член на група од 18 (благородните гасови) елементи. Безбоен, без мирис, невкусен благороден гас, криптонот се јавува во траги во атмосферата и често се користи со други ретки гасови во флуоресцентни светилки. Со ретки исклучоци, криптон е хемиски инертен.
Kриптонот, како и другите благородни гасови, се користи во осветлувањето и фотографирањето. Криптонската светлина има многу спектрални линии, и криптонската плазма е корисна во светол, високопридвижен гас ласери (криптон јони и егзајмер ласери), од кои секој зрачи и засилува една спектрална линија. Криптон флуоридот , исто така, прави корисни ласерски медиум. Од 1960 до 1983 година, официјалната должина од еден метар била дефинирана од страна на 605 nm бранова должина од портокалова спектрална линија на криптон-86, бидејќи на висока моќ и релативна леснотија на работата на криптоновото празнење на цевки.
1 Историја
Криптонот бил откриен во велика Британија во 1898 година од страна на Сер Вилијам Рамзеј, шкотски хемичар, и Морис Tраверс, англиски хемичар, во остатоци лево од испарувањето на речиси сите компоненти на течен воздух. Неонот бил откриен од слична постапка според истите работници само неколку недели подоцна. Во 1904 година на Вилијам Рамзеј му била доделена Нобеловата награда за Хемија за откривањето на серија на благородните гасови, вклучувајќи го и криптонот.
Во 1960 година, на Меѓународната Конференција за тежини и мерки го дефинирал мерачот како 1,650,763.73 бранови должини на светлината емитирана од криптон-86 изотопот. Овој договор го заменил меѓународниот прототип на метрика во 1889 во Париз, каде била направена метална лента од платина-иридиумска легура(еден од серијата стандардни метарски решетки, првично изграден да биде еден од десетте милионити квадрант од поларниот обем на Земјата). Ова, исто така, ја засени дефиницијата на ångström, заснована на црвената кадмиумска спектрална линија од 1927 година, заменувајќи ја со 1 Å = 10–10 m. Криптон-86 дефиницијата траела до конференцијата во октомври 1983 година, која го редефинирала мерачот како растојание кое светлината патува во вакуум за време на 1 / 299,792,458 с.
2 Особености
Криптонот се одликува со неколку остри оддавни линии (спектрални белези), најсилниот се зелена и жолта. Криптонот е еден од производите на ураниумско цепење. Солидниот криптон е бел и има лице во центарот на кубната кристална структура, што е заедничка сопственост на сите благородни гасови (освен хелиум, кој има шестаголна кристална структура со тесна крива).
2.1 Изотопи
Природниот криптон во атмосферата на Земјата е составен од пет стабилни изотопи, плус еден изотоп (78 Кр) со таков долг полуживот (9,2 × 1021 години) што може да се смета за стабилен.. (Овoj изотоп е втор најдолг познат полуживот меѓу сите изотопи, за кои распаѓањто е забележано; тоа се подложува на двојно електронско снимање до <sup>78</sup>Se). Покрај тоа, околу триесет нестабилни изотопи и изомери се познати. Траги од <sup>81</sup>Kr, космогенски нуклид произведени со космички зраци на <sup>80</sup>Kr, исто така се јавуваат во природата: овој изотоп е радиоактивен со полуживот од 230.000 години. Криптонот е многу нестабилен и не останува во раствор во површинска вода, но <sup>81</sup>Kr се користи за давање стари (50.000-800.000 години) подземни води.<sup>85</sup>Kr е инертен радиоактивни благороден гас со пола-живот на 10.76 години. Тоа е произведено од страна на цепење на ураниум и плутониум, како на пример во јадрената бомба тестирање и јадрени реактори. <sup>85</sup>Kr е пуштен на слобода во текот на преработка на гориво прачки од јадрените реактори. Концентрациите на Северниот Пол се за 30% повисоки отколку во Јужниот Пол поради конвективното мешање.
2.2 Хемија
Како други благородни гасови, криптонот е високо хемиски нереактивен. Прилично е ограничена хемијата на криптонот во неговата единствена позната ненулеста оксидациона состојба на +2 паралели дека соседниот елемент бром во оксидационата состојба е +1; поради скандидната контракција е тешко да се оксидираат 4p елементите во нивните оксидациски состојби на групата. Пред 1960-тите години, не се синтетизирани соединенија на благородни гасови.
Сепак, по првата успешна синтеза на ксенонски соединенија во 1962 година, синтеза на криптон дифлуоридот е пријавено во 1963 година. Во истата година, бил соопштен од страна на Грос, ''et al.'', но подоцна се покажла како погрешна идентификација. Под екстремни услови, криптонот реагира со флуор за да се формира KrF<sub>2</sub> според следнава равенка:
:: Kr + F<sub>2</sub> → KrF<sub>2</sub>
Соединенија врзани со криптон за атомите, освен флуор , исто така, биле откриени. Постојат, исто така, непотврдени извештаи на бариум солта на криптон оксидите. Истражувани се ArKr<sup>+</sup> и KrH<sup>+</sup> повеќеатомските јони и постојат докази за KrXe или KrXe<sup>+</sup>.
Реакцијата на со произведува нестабилно соединение, , која што содржи криптон-кислород бонд. На криптон-азотот обврзниците се наоѓаат во ратификација [HC≡N–Kr–F], произведени од страна на реакцијата на со [HC≡NH]+[AsF−6] под -50 °C. HKrCN и HKrC≡CH (криптонски хидрид-цијанид и хидрокриптоацетилен) се пријавени да бидат стабилни до 40 К.
Криптон хидридот (Kr (H2) 4) може да се одгледува при притисоци над 5 GPa. Тие имаат структура во центарот на лицето каде криптон октаедата е опкружена со случајно ориентирани водородни молекули.
2.3 Природна појава
Земјата е задржана на сите благородни гасови кои биле присутни при неговото формирање, освен хелиумот. Концентрацијата Криптон во атмосферата е околу 1 ppm. Може да се извлече од течен воздух со фракционална дестилација. Износот на криптонот во вселената е неизвесен, бидејќи мерењето произлегува од метеорската активност и сончевите ветрови. Првите мерења укажуваат на изобилство на криптони во вселената.
3 Апликации
Повеќекратните оддавни линии на криптонот прават да се појават блескави гасови од јонизираниот криптон, што, пак, ги прави криптоните-засновани светилки корисни во фотографијата како брилијантен бел извор на светлина. Криптонот се користи во некои фотографски удари за фотографирање со висока брзина. Криптонот исто така е комбиниран со други гасови за да се направат прозрачни знаци кои сјаат со зеленикаво-жолта светлина.
Криптонот се меша со аргон во енергетски ефикасни флуоресцентни светилки, со што се намалува потрошувачката на енергија, но исто така се намалува излезот на светлината и се зголемува трошокот. Криптонот чини околу 100 пати колку што е аргонот. Криптонот (заедно со ксенон) исто така се користи за да се полнат лампи за да се намали испарувањето на влакната и да се овозможат повисоки работни температури. Појасната светлина резултира со повеќе сина боја од конвенционалните лампи.
Белите празнења на криптонот често се користат за добар ефект во цевки за празнење на гас во боја, кои едноставно се насликани или обоени за да се создаде саканата боја (на пример, "неонски" мулти-обоени рекламни знаци се често целосно криптонски). Криптонот произведува многу поголема светлосна моќ од неонот во регионот на црвената спектрална линија, и поради оваа причина, црвените ласери за високоенергетски ласерски светлосни екрани се често криптон ласери со огледала кои ја избираат црвената спектрална линија за ласерско засилување и емисија, наместо попознат спектар на хелиум-неон, кој не може да ги постигне истите мулти-вати излези..
Криптонскиот флуорид ласер е важен во истражувањата за јадреното соединување во експериментите за затворање. Ласерот има униформност на долгите снопчиња, кратка бранова должина, а големината на самото место може да се менува за да ги следи имплодирачките топчиња.
Во експерименталната физика на честички, течниот криптон се користи за изградба на квазихомогени електромагнетни калориметри. Еден значаен пример е калориметарот на NA48 експериментот во CERN кој содржи околу 27 тони течен криптон. Оваа употреба е ретка, бидејќи течниот аргон е поевтин. Предноста на криптонот е помал полупречник на молиер од 4,7 см, кој обезбедува одлична просторна резолуција со малку преклопување. Другите параметри релевантни за калориметријата се: должина на зрачење од X0 = 4,7 cm и густина од 2,4 g / cm3.
Запечатените склопови на искра во ексцитирачите за палење кај некои постари млазни мотори содржат мала количина криптон-85 за да произведат постојани нивоа на јонизација и еднаква операција.
Криптон-83 има примена во магнетната резонанца (МРИ) за снимање на дишните патишта. Особено, му овозможува на радиологот да прави разлика помеѓу хидрофобните и хидрофилните површини кои содржат дишни патишта.
Иако ксенонот има потенцијал за употреба во компјутерската томографија (КТ) за да ја процени регионалната вентилација, нејзините анестетички својства ја ограничуваат нејзината фракција во гасот за дишење до 35%. Мешавина на дишење од 30% ксенон и 30% криптон е споредлива според ефикасноста на КТ до 40% ксенонска фракција, притоа избегнувајќи ги несаканите ефекти од висок делумен притисок на ксенонот.
Метастабилниот изотоп криптон-81м се користи во јадрената медицина за скенирање на белодробни / перфузиони реакции, каде што се вдишува и се слика со гама камера.
Криптон-85 во атмосферата се користи за да се открие тајната на јадреното гориво за преработка на објектите во Северна Кореја и Пакистан. Тие објекти биле откриени во почетокот на 2000-тите и се верувало дека произведува плутониум од оружје..
Криптонот се користи повремено како изолација на гас помеѓу стакла на прозорите.
4 Мерки на претпазливост
Криптонот се смета за нетоксичен асфиксиан. Криптонот има наркотична моќ седум пати поголема од воздухот, а дишењето атмосфера од 50% криптон и 50% природен воздух (како што може да се случи во местото на истекување) предизвикува наркоза кај луѓето слични на воздухот за дишење со четирикратен атмосферски притисок. Ова може да се спореди со нуркање на длабочина од 30 метри (видете ја азотната наркоза) и може да влијае врз секој што го дише. Во исто време, таа мешавина ќе содржи само 10% кислород (наместо нормални 20%) и хипоксијата би била поголема загриженост.
5 Дополнителна литература
* Вилијам П. Кирк , Заштита на Животната средина Агенција, Канцеларија за Истражување и Мониторинг, Вашингтон (1972)