Kripton

Kripton kk(Kr) – D. İ. Mendeleyevin elementlərin dövri sistemində 36-cı element. Fotoqrafiyada istifadə olunan bəzi flaş lampalarının istehsalında istifadə olunur. Floresan lampalarda və dalğa boyu standartı olaraq ultrabənövşəyi (UB) Lazer də istifadə edilir. Kripton-85 izotopu, müxtəlif qatların tərkibinə yerləşdirilərək, kimyəvi təhlillərdə istifadə olunur.

Tarixi

1898-ci ildə Şotlandiya kimyaçısı Uilyam Ramzay və ingilis kimyacı Morris Travers tərəfindən kəşf edilmişdir. Alimlər maye hava nümunəsindəki qazların tədricən buxarlandırılması (fraksiyalı distillə) üsulu ilə əvvəlcə kriptonu, ardınca isə ksenonu aşkar etmişlər. Maye havadan təcrid olunmuş, əvvəlcə oksigen, azot və arqon çıxarıldıqdan sonra, spektral metoddan istifadə edərək iki qazın kəşf edildiyi bir qarışıq: kripton (qədim yunanca κρυπτός - "gizli", "gizli") və ksenon ("yad", "qeyri-adi")

Təbiətdə rast gəlinməsi

Atmosfer havasında onun miqdarı həcmcə 1,14⋅10-4%, ümumi atmosfer tədarükü isə 5,3⋅10-12 m^³-dir. Bir kubmetr havada təxminən 1 sm^³ kripton var.

Havadan kripton əldə etmək enerji tələb edən bir prosesdir. Mayeləşdirilmiş havanı distillə etməklə bir vahid həcmli kripton əldə etmək üçün bir milyondan çox həcmdə hava emal edilməlidir.

Yer kürəsinin litosferində, uzunömürlü radioaktiv elementlərin (torium, uran) spontan nüvə parçalanması nəticəsində sabit kripton izotopları (qeyri-sabit nuklidlərin parçalanma zənciri vasitəsilə) əmələ gəlir ki, bu da atmosferi bu qazla zənginləşdirir. Uran daşıyan mineralların qazları kütlə baxımından 2,5–3,0% kripton ehtiva edir.

Kainatın qalan hissəsində kripton litium, qallium və skandiumla müqayisə edilə bilən daha yüksək nisbətlərdə olur. Kainatda kriptonun hidrogenə nisbəti əsasən sabitdir. Bu, ulduzlararası maddənin kriptonla zəngin olduğunu göstərir. Kripton həmçinin ağ cırtdan RE 0503-289-da da aşkar edilmişdir. Ölçülmüş bolluq Günəşdəkindən 450 dəfə çox idi, lakin bu yüksək kripton bolluğunun səbəbi hələ də məlum deyil.

Tərif

Kripton emissiya spektroskopiyası (557.03 nm və 431.96 nm-də xarakterik xətlər) istifadə edərək keyfiyyətcə aşkar edilir. Kəmiyyətcə kütlə spektrometriyası, xromatoqrafiya və udma analizi ilə müəyyən edilir.

Fiziki Xüsusiyyətlər

Kripton rəngsiz, dadsız və ya qoxusuz inert, monoatomlu qazdır (6 atmosfer təzyiqində xloroforma bənzər kəskin bir qoxu əldə edir). Standart şəraitdə sıxlığı 3.745 kq/m³-dir (havadan üç dəfə ağırdır). Normal təzyiqdə kripton 119.93 K (−153.415°C)-də mayeləşir və 115.78 K (−157.37°C)-də bərkiyir, kub kristallar (üz mərkəzli qəfəs), fəza qrupu Fm3m, hüceyrə parametrləri a=0.572 nm, Z=4 əmələ gətirir. Beləliklə, maye fazada o, yalnız təxminən dörd dərəcə temperatur diapazonunda mövcuddur. Maye kriptonun qaynama nöqtəsindəki sıxlığı 2,412 q/sm³, bərk kriptonun mütləq sıfırdakı sıxlığı isə 3,100 q/sm³-dir.

Kritik temperatur 209,35 K, kritik təzyiq 5,50 MPa (55,0 bar) və kritik sıxlıq 0,908 q/sm³-dir. Kriptonun üçlü nöqtəsi 115,78 K-dir və sıxlığı 2,826 q/sm³-dir [ətraflı məlumat üçün baxın].

Sabit təzyiqdə molar istilik tutumu 20,79 J/(mol K)-dir. Ərimə istiliyi 1,6 kJ/mol, buxarlanma istiliyi isə 9,1 kJ/mol-dur.

Standart şəraitdə kriptonun dinamik özlülüyü 23,3 μPa s, istilik keçiriciliyi 8,54 mVt/(m K), öz-özünə yayılma əmsalı isə 7,9 x 10−6 m₂/s-dir.

Diamaqnitdir. Maqnit həssaslığı −2,9 x 10−5-dir. Polyarizasiya 2,46 x 10−3 nm³-dir.

İonlaşma enerjisi: 13,9998 eV (Kr0 → Kr+), 24,37 eV (Kr+ → Kr₂+).

Təbii kriptonun istilik neytron tutma en kəsiyi təxminən 28 bardır.

1 bar standart təzyiqdə suda həllolma 0,11 L/kq (0°C), 0,054 L/kq (25°C)-dir. Su ilə, Kr 5.75H2O ilə klatratlar əmələ gətirir və bu klatratlar -27.7°C-dən yuxarı temperaturda parçalanır. Həmçinin bəzi üzvi maddələrlə (fenol, toluol, aseton və s.) klatratlar əmələ gətirir.

Kimyəvi Xüsusiyyətlər

Kripton kimyəvi cəhətdən inertdir. Sərt şəraitdə flüorla reaksiyaya girərək kripton diflüorid əmələ gətirir. Kr−O rabitələri olan ilk birləşmə (Kr(OTeF₅)₂) nisbətən bu yaxınlarda əldə edilmişdir.

1965-ci ildə KrF₄, KrO₃ H₂O və BaKrO₄ tərkibli birləşmələr bildirilmişdir. Onların mövcudluğu sonradan təkzib edilmişdir.

2003-cü ildə Finlandiyada 8 K temperaturda kripton matrisində kripton və asetilenin bərk qarışığının UB fotolizi yolu ilə C−Kr rabitəsinə malik ilk orqanokripton birləşməsi (HKrC≡CH — hidrokriptoasetilen) əldə edilmişdir.

İzotoplar

Hal-hazırda kriptonun 32 izotopu və onun bəzi nuklidlərinin daha 10 həyəcanlanmış izomer halı məlumdur. Təbiətdə kripton beş sabit nuklid və bir zəif radioaktiv nuklid (yarımparçalanma dövrü 2 × 1021 il) ilə təmsil olunur: 78Kr (izotopik bolluq 0,35%), 80Kr (2,28%), 82Kr (11,58%), 83Kr (11,49%), 84Kr (57,00%) və 86Kr (17,30%).

İstehsalı

Sənaye müəssisələrində havanın ayrılması prosesi zamanı kripton-ksenon qarışığı şəklində əlavə məhsul kimi əldə edilir.

Aşağı temperaturlu rektifikasiyadan istifadə edərək havanın ayrılması prosesi zamanı maye karbohidrogenlər, kripton və ksenon ehtiva edən maye oksigen fraksiyası davamlı olaraq toplanır (partlayış təhlükəsizliyini təmin etmək üçün karbohidrogenlər ehtiva edən oksigen fraksiyasının ayrılması lazımdır).

Toplanmış fraksiyadan kripton və ksenon çıxarmaq üçün karbohidrogenlər katalitik sobalarda çıxarılır və oksigeni çıxarmaq üçün əlavə distillə sütununa göndərilir. Kr+Xe qarışığı 98-99%-ə qədər zənginləşdirildikdən sonra karbohidrogenləri çıxarmaq üçün katalitik sobalarda, daha sonra isə silisium geli (və ya başqa bir adsorbent) ilə doldurulmuş adsorberlər blokunda yenidən təmizlənir.

Qaz qarışığı qalıq karbohidrogenlərdən və nəmdən təmizləndikdən sonra, Kr/Xe ayırma qurğusuna daşınmaq üçün silindrlərə vurulur (bu, hava ayırma qurğularını işlədən hər şirkətin Kr/Xe ayırma qurğusuna malik olmaması ilə əlaqədardır).

Kr və Xe-nin təmiz komponentlərə ayrılmasının sonrakı prosesi aşağıdakı kimi baş verir: qalıq karbohidrogenlərin 300–400°C temperaturda mis oksidi ilə doldurulmuş kontakt katalitik sobada çıxarılması; seolitlə doldurulmuş adsorberdə nəmin çıxarılması; istilik dəyişdiricisində soyutma; və bir neçə distillə sütununda çoxmərhələli ayrılma.

Kripton-ksenon qarışığının ayrılması prosesi emal üçün xammal (qarışıq) toplandıqca davamlı və ya dövri olaraq həyata keçirilə bilər.

Tətbiqi

Yüksək güclü eksimer lazerlərinin (Kr-F) istehsalı.
Kripton közərmə lampalarını doldurmaq üçün istifadə olunur və filamentin xidmət müddətini artırır.
İkiqat şüşəli pəncərələrdə istilik və səs izolyatoru kimi.
Kripton flüoridləri raket yanacağı üçün oksidləşdirici kimi təklif edilmişdir.
1960-1983-cü illər arasında sayğacı təyin etmək üçün 86Kr emissiya spektrinin narıncı xəttinin dalğa uzunluğundan istifadə edilmişdir.
Elektrik raket mühərrikləri üçün itələyici.
Kriptonun yeganə NMR-aktiv stabil izotopu ⁸³Kr-dır. Hiperpolyarlaşdırılmış 83Kr ağciyərləri öyrənmək üçün siçovul maqnit-rezonans görüntüləmə (MRT) təcrübələrində istifadə edilmişdir.

Bioloji Rol

Kriptonun canlı orqanizmlərə təsiri zəif başa düşülür. Onun dalğıcda nəfəs alma qarışıqlarının bir hissəsi və yüksək təzyiqlərdə anesteziya kimi potensial istifadəsi araşdırılır.

Fizioloji Təsirlər

Oksigen olmadıqda çox miqdarda inhalyasiya edilən kripton boğulmaya səbəb ola bilər.

Kripton tərkibli qaz qarışıqlarını 3,5 atmosferdən çox təzyiqdə inhalyasiya edərkən narkotik təsiri müşahidə olunur.

Həmçinin bax

Kripton (II)flüor

İstinadlar