Sejarah Kripton, Properti, Struktur, Dapatkan, Risiko, Penggunaan

Dia Kripton Ini adalah gas mulia yang diwakili oleh simbol KR dan terletak di kelompok 18 dari tabel periodik. Ini adalah gas yang mengikuti argon, dan kelimpahannya sangat rendah sehingga dianggap tersembunyi; Dari sana datang nama Anda. Itu tidak hampir di batu mineral, tetapi dalam massa gas alam dan nyaris tidak tersentuh di lautan dan lautan.

Namanya sendiri membangkitkan citra Superman, planetnya Kripton dan Kriptonite yang terkenal, sebuah batu yang melemahkan superhero dan menghilangkan kekuatan supernya. Anda juga dapat memikirkan cryptocurrency atau ruang bawah tanah saat Anda mendengarnya, serta dalam istilah lain yang jauh dari intinya dari gas ini.

Vial dengan Kripton bersemangat dengan sengatan listrik dan bersinar dengan cahaya putih. Sumber: Gambar Hi-Res Elemen ofchemical [CC oleh 3.0 (https: // createveCommons.Org/lisensi/oleh/3.0)]

Namun, gas mulia ini kurang boros dan "tersembunyi" dibandingkan dengan angka -angka yang disebutkan di atas; Meskipun kurangnya reaktivitasnya tidak menghilangkan semua minat potensial yang dapat dibangkitkan dalam penelitian yang berfokus pada bidang yang berbeda, terutama ahli fisika.

Berbeda dengan gas mulia lainnya, cahaya yang mengucapkan selamat tinggal pada Kripton ketika bersemangat di medan listrik adalah putih (gambar superior). Karena itu, ini digunakan untuk berbagai kegunaan di industri pencahayaan. Anda dapat secara praktis mengganti lampu neon dan memancarkan milik Anda, yang dibedakan dengan menjadi hijau kekuningan.

Ini disajikan di alam sebagai campuran dari enam isotop stabil, belum lagi beberapa radioisotop yang ditakdirkan untuk pengobatan nuklir. Untuk mendapatkan gas ini, udara yang kita hirup harus berbaur, dan tunduk pada cairan yang dihasilkan ke distilasi fraksional, di mana Kripton kemudian dimurnikan dan dipisahkan ke dalam isotop penyusunnya.

Berkat Kripton, dimungkinkan untuk maju dalam studi fusi nuklir, serta dalam aplikasi laser untuk tujuan bedah.

Sejarah

- Penemuan elemen tersembunyi

Pada 1785 ahli kimia Inggris dan Henry Cavendish fisik menemukan bahwa udara mengandung sebagian kecil zat yang bahkan kurang aktif daripada nitrogen.

Satu abad kemudian, fisikawan Inggris Lord Rayleight, dibuang dari udara sebuah gas yang mengira itu adalah nitrogen murni; Tapi kemudian dia menemukan bahwa dia lebih berat.

Pada tahun 1894 ahli kimia Skotlandia, Sir William Ramsey, berkolaborasi untuk mengisolasi gas ini, yang ternyata menjadi elemen baru: Argon. Setahun kemudian, ia mengisolasi gas helium dengan memanaskan mineral Cleveíta.

Sir William Ramsey sendiri, bersama dengan asistennya, ahli kimia Inggris Morris Travers, menemukan Kripton pada 30 Mei 1898, di London.

Ramsey dan Travers menganggap bahwa ada ruang dalam tabel periodik antara elemen argon dan helium, dan elemen baru harus mengisi ruang ini. Ramsey, sebulan setelah penemuan Kripton, Juni 1898, menemukan neon; elemen yang mengisi ruang antara helium dan argon.

Metodologi

Ramsey mencurigai keberadaan elemen baru yang tersembunyi dalam penemuan sebelumnya, yaitu Argon. Ramsey dan Travers, untuk memeriksa ide mereka, memutuskan untuk mendapatkan sejumlah besar Air Argon. Untuk ini mereka harus menghasilkan pencairan udara.

Kemudian, mereka menyuling udara cair untuk memisahkannya menjadi pecahan dan mengeksplorasi dalam fraksi yang lebih ringan keberadaan elemen gas yang diinginkan. Tetapi mereka membuat kesalahan, tampaknya mereka menghangatkan udara yang terlalu mencairkan dan menguap banyak sampel.

Pada akhirnya mereka hanya memiliki 100 mL sampel dan Ramsey yakin bahwa keberadaan elemen yang lebih ringan daripada argon dalam volume itu tidak mungkin; Tetapi dia memutuskan untuk mengeksplorasi kemungkinan keberadaan elemen yang lebih berat daripada argon dalam volume sampel residu.

Mengikuti pemikirannya, ia menghilangkan nitrogen oksigen dan gas menggunakan tembaga merah dan magnesium. Kemudian letakkan sampel gas yang tersisa dalam tabung vakum, oleskan tegangan tinggi untuk mendapatkan spektrum gas.

Seperti yang diharapkan, Argon hadir, tetapi mereka memperhatikan penampilan dalam spektrum dua garis terang baru; satu kuning dan hijau lainnya, yang belum pernah diamati.

- Munculnya Nama

Ramsey dan Travers menghitung hubungan antara panas spesifik gas pada tekanan konstan, dan panas spesifiknya pada volume konstan, menemukan nilai 1,66 untuk rasio itu. Nilai ini sesuai dengan gas yang dibentuk oleh atom individu, menunjukkan bahwa itu bukan senyawa.

Dapat melayani Anda: Anthracene: Apa itu, Struktur, Properti, Penggunaan

Oleh karena itu, mereka berada di hadapan gas baru dan Kripton telah ditemukan. Ramsey memutuskan untuk memanggilnya Krypton, sebuah kata yang berasal dari kata Yunani "Krypto" yang berarti "tersembunyi". William Ramsey menerima Hadiah Nobel dalam Kimia pada tahun 1904 untuk penemuan gas mulia ini.

Sifat fisik dan kimia

Penampilan

Ini adalah gas tidak berwarna yang menunjukkan warna putih pijar di medan listrik.

Berat atom standar

83.798 u

Nomor Atom (Z)

36

Titik lebur

-157.37 ºC

Titik didih

153.415 ºC

Kepadatan

Dalam kondisi standar: 3.949 g/l

Keadaan cair (titik didih): 2.413 g/cm³

Kepadatan gas relatif

2,9 dengan hubungan nilai dengan nilai = 1. Artinya, Kripton tiga kali lebih padat dari udara.

Kelarutan air

59,4 cm³/1.000 g pada 20 ºC

Tiga poin

115.775 K dan 73,53 kPa

Titik kritis

209,48 K dan 5.525 MPa

Panas fusi

1,64 kJ/mol

Panas penguapan

9.08 kJ/mol

Kapasitas kalori molar

20.95 J/(mol · k)

Tekanan uap

Pada suhu 84 K memiliki tekanan 1 kPa.

Elektronegativitas

3.0 pada skala Pauling

Energi ionisasi

Pertama: 1.350,8 kJ/mol.

Kedua: 2.350,4 kJ/mol.

Ketiga: 3.565 kJ/mol.

Kecepatan suara

Gas (23 ºC): 220 m/s

Cairan: 1.120 m/s

Konduktivitas termal

9,43 · 10^-3 W/(m · k)

Memesan Magnet

Diamagnetik

Nomor oksidasi

Kripton karena gas mulia tidak terlalu reaktif dan tidak kehilangan atau mendapatkan elektron. Jika Anda berhasil membentuk padatan komposisi yang ditentukan, seperti halnya KR Clatrato₈(H₂SALAH SATU)₄₆ atau Hydride KR -nya (h₂)₄, Dikatakan kemudian bahwa berpartisipasi dengan angka atau status oksidasi 0 (kr⁰); yaitu, atom netral mereka berinteraksi dengan matriks molekul.

Namun, Kripton dapat secara formal kehilangan elektron jika membentuk tautan ke elemen paling elektronegatif dari semuanya: fluorine. Di KRF₂ Jumlah oksidasi adalah +2, jadi keberadaan kation divalen KR diasumsikan²⁺ (Kr²⁺F₂^-).

Reaktivitas

Pada tahun 1962 Sintesis Kripton Diffluoride (KRF₂). Senyawa ini adalah padatan kristal, tidak berwarna, sangat mudah menguap, dan perlahan -lahan membusuk pada suhu kamar; Tetapi stabil di -30 ºC. Krypton Fluoride adalah agen pengoksidasi dan fluorinasi yang kuat.

Kripton bereaksi dengan fluoride saat dikombinasikan dalam tabung sengatan listrik pada -183 ºC, membentuk KRF₂. Reaksi ini juga diproduksi saat krypton dan fluoride dengan sinar ultraviolet pada -196 ºC dipancarkan.

KRF⁺ dan kr₂F₃⁺ Mereka adalah senyawa yang dibentuk oleh reaksi KRF₂ Dengan akseptor fluoride yang kuat. Kripton adalah bagian dari senyawa yang tidak stabil: k (otef₅)₂, yang menyajikan hubungan antara crypton dan oksigen (KR-O).

Ikatan crypton-nitrogen ditemukan di kation hcξn-kr-f. Kripton Hydrues, KRH₂, Tekanan yang lebih besar dari 5 IPK dapat ditanam.

Pada awal abad kedua puluh, semua senyawa ini dianggap mustahil mengingat reaktivitas nol yang dikandung dengan gas mulia ini.

Struktur dan konfigurasi elektronik

Atom Kripton

Kripton menjadi gas mulia memiliki oktet Valencia lengkap; Artinya, orbital S dan P mereka sepenuhnya penuh dengan elektron, yang dapat ditemukan dalam konfigurasi elektroniknya:

[Ar] 3d¹⁰ 4s² 4p⁶

Ini adalah gas monoatomik terlepas dari (hingga saat ini) tekanan atau kondisi suhu yang beroperasi di atasnya. Oleh karena itu, ketiga keadaannya didefinisikan oleh interaksi interatomik atom KR mereka, yang dapat dibayangkan seolah -olah mereka adalah kelereng.

Atom -atom KR ini, seperti teman sebaya mereka (dia, NE, AR, dll.), tidak mudah untuk mempolarisasi, karena relatif kecil dan juga memiliki kepadatan elektronik yang tinggi; Artinya, permukaan kelereng ini tidak tertunda untuk menghasilkan dipol instan yang menginduksi orang lain di marmer tetangga.

Interaksi interatomik

Karena alasan inilah satu -satunya kekuatan yang dipertahankan atom KR adalah kohesif adalah dispersi London; Tetapi mereka sangat lemah dalam kasus Kripton, sehingga membutuhkan suhu rendah sehingga atom mereka menentukan cairan atau kaca.

Namun, suhu ini (masing -masing titik mendidih dan fusi) lebih tinggi dibandingkan dengan argon, neon dan helium. Ini karena massa atom terbesar dari Kripton, setara dengan jari -jari atom yang lebih besar dan, oleh karena itu, lebih terpolarisasi.

Dapat melayani Anda: penyerap molar

Misalnya, titik didih Kripton adalah sekitar -153 ºC, sedangkan yang dari gas mulia argon (-186 ºC), neon (-246 ºC) dan helio (-269 ºC), lebih rendah; Artinya, gas mereka membutuhkan suhu yang lebih dingin (lebih dekat ke -273,15 ºC atau 0 K) untuk dapat mengembun ke fase cair.

Di sini kita melihat bagaimana ukuran radio atomnya secara langsung terkait dengan interaksi interatomiknya. Hal yang sama berlaku untuk titik leleh masing -masing, suhu di mana Kripton akhirnya mengkristal pada -157 ºC.

Kripton Crystal

Ketika suhu turun ke -157 ºC, atom KR cukup mendekati lebih banyak kohesif dan mendefinisikan kristal putih struktur kubik yang berpusat pada wajah (FCC). Dengan demikian, sekarang ada tatanan struktural yang diatur oleh pasukan dispersi.

Meskipun tidak ada banyak informasi tentang hal itu, kristal FCC Kripton dapat menderita transisi kristal ke fase yang lebih padat jika mengalami tekanan besar; Sebagai compact hexagonal (hcp), di mana atom kr akan lebih dikelompokkan.

Demikian juga, tanpa menyisihkan titik ini, atom KR dapat terperangkap dalam kandang es yang disebut cloratos. Jika suhunya cukup rendah, mungkin ada campuran kripton-AGUA, dengan atom KR dipesan dan dikelilingi oleh molekul air.

Dimana itu dan dapatkan

Suasana

Kripton disebarluaskan ke seluruh atmosfer, tanpa bisa melarikan diri dari medan gravitasi bumi tidak seperti helium. Di udara bahwa kami menghirup konsentrasinya adalah sekitar 1 ppm, meskipun dapat bervariasi tergantung pada emanasi gas; Baik letusan gunung berapi, geiser, mata air panas, atau mungkin endapan gas alam.

Karena sedikit larut dalam air, konsentrasinya di hidrosfer cenderung tercela. Hal yang sama berlaku untuk mineral; Ada beberapa atom kripton yang bisa terperangkap di dalamnya. Oleh karena itu, satu -satunya sumber gas mulia ini adalah udara.

Pencairan dan distilasi fraksional

Untuk mendapatkannya, udara harus melalui proses pencairan, sehingga semua gas komponennya mengembun dan membentuk cairan. Kemudian, cairan ini dipanaskan dengan menerapkan distilasi fraksional pada suhu rendah.

Setelah oksigen, argon dan nitrogen telah disuling, kripton dan xenon tetap dalam cairan yang tersisa, yang teradsorpsi pada karbon aktif atau silika gel. Cairan ini dipanaskan hingga -153 ºC untuk dapat menyaring kripton.

Akhirnya, Kripton yang dikumpulkan dimurnikan dalam melakukan hal itu melintasi titanium logam panas, yang menghilangkan minuman ringan.

Jika pemisahan isotopnya diinginkan, gas dinaikkan oleh kolom kaca di mana difusi termal menderita; Isotop yang lebih ringan akan naik ke atas, sedangkan yang terberat akan cenderung tetap di bagian bawah. Dengan demikian, isotop ⁸⁴KR dan ⁸⁶KR, misalnya, dikumpulkan secara terpisah di latar belakang.

Kripton dapat disimpan dalam umbi kaca pyrex ambient, atau di tangki hermetika baja. Sebelum mengemasnya, ia mengalami kontrol kualitas melalui spektroskopi, untuk menyatakan bahwa spektrum Anda unik dan tidak mengandung garis elemen lain.

Fisi nuklir

Metode lain untuk mendapatkan Kripton terletak pada fisi nuklir uranium dan plutonium, yang juga ada campuran isotop radioaktifnya.

Isotop

Kripton disajikan di alam sebagai enam isotop stabil. Ini, dengan kelimpahan yang sesuai di Bumi, adalah: ⁷⁸KR (0,36%), ⁸⁰KR (2,29%), ⁸²KR (11,59%), ⁸³KR (11,50%), ⁸⁴KR (56,99%) dan ⁸⁶KR (17,28%). Dia ⁷⁸KR adalah isotop radioaktif; Tapi separuh -kehidupan Anda (T_1/2) sangat hebat (9.2 · 10^{dua puluh satu} bertahun -tahun) yang secara praktis dianggap stabil.

Itulah sebabnya massa atom standarnya (berat atom) adalah 83.798 U, lebih dekat ke 84 U dari isotop ⁸⁴Kr.

Dalam jumlah jejak juga merupakan radioisotope ⁸¹KR (T_1/2= 2.3 · 10⁵), yang terjadi saat ⁸⁰KR menerima sinar kosmik. Selain isotop yang disebutkan di atas, ada dua radioisotop sintetis: ⁷⁹KR (T_1/2= 35 jam) dan ⁸⁵KR (T_1/2= 11 tahun); Yang terakhir adalah yang terjadi sebagai produk fisi nuklir uranium dan plutonium.

Dapat melayani Anda: Arsano

Risiko

Kripton adalah elemen yang tidak beracun, karena tidak bereaksi dalam kondisi normal, juga tidak mewakili risiko kebakaran saat dicampur dengan agen pengoksidasi yang kuat. Kebocoran gas ini bukanlah bahaya; Kecuali jika Anda bernafas langsung, sampai Anda memindahkan oksigen dan menyebabkan mati lemas.

Atom KR masuk dan dikeluarkan dari tubuh tanpa berpartisipasi dalam reaksi metabolisme apa pun. Namun, mereka dapat memindahkan oksigen yang harus mencapai paru -paru dan mengangkut melalui darah, sehingga individu dapat menderita narkosis atau hipoksia, di samping kondisi lain.

Selebihnya, kami terus -menerus menghirup Kripton di setiap celah udara. Sekarang, mengenai senyawanya, sejarah adalah yang lain. Misalnya, KRF₂ Dia adalah agen fluoran yang kuat; Dan karena itu, "akan" memberikan "anion f^- untuk molekul matriks biologis apa pun yang ditemukan, berpotensi berbahaya.

Mungkin kripton clatrat (terperangkap dalam kandang es) tidak terlalu berbahaya, kecuali ada kotoran tertentu yang melakukan toksisitas memberikan.

Aplikasi

Kamis -kamera berkecepatan tinggi sebagian disebabkan oleh kegembiraan Kripton. Sumber: Mhoistion [CC BY-SA 3.0 (https: // createveCommons.Org/lisensi/by-sa/3.0)]

Kripton hadir dalam berbagai aplikasi di sekitar artefak atau perangkat yang dirancang untuk pencahayaan. Misalnya, ini adalah bagian dari "lampu neon" warna hijau kekuningan. Lampu "legal" Kripton berwarna putih, karena spektrum emisi mereka mencakup semua warna spektrum yang terlihat.

Lampu putih Kripton telah digunakan untuk foto -foto, karena mereka sangat intens dan cepat, menjadi sempurna untuk kamera berkecepatan tinggi, atau untuk flash instan di trek bandara.

Demikian juga, tabung sengatan listrik yang berasal dari cahaya putih ini dapat dilapisi dengan kertas berwarna -warni, memberikan efek menampilkan lampu dari banyak warna tanpa menggunakan gas lain yang menarik.

Ini ditambahkan ke umbi filamen tungsten untuk meningkatkan waktu hidupnya, dan ke lampu argon fluoresen untuk tujuan yang sama ini, juga mengurangi intensitasnya dan meningkatkan biayanya (karena lebih mahal daripada argon).

Ketika Kripton menyusun pengisian gas dari lampu pijar, ia meningkatkan kecerahannya dan menjadikannya yang paling kebiruan.

Laser

Laser merah yang terlihat dalam pertunjukan cahaya didasarkan pada garis spektral Kripton, bukan campuran helium-neon.

Di sisi lain, dengan Kripton, laser yang kuat dari radiasi ultraviolet dapat diproduksi: yang dari Kripton Fluoride (KRF). Laser ini digunakan untuk fotolitografi, operasi medis, penelitian di bidang fusi nuklir, dan mikromaquinados bahan padat dan senyawa (memodifikasi permukaannya dengan aksi laser).

Definisi Metro

Antara 1960 -an dan 1983 ⁸⁶KR (dikalikan dengan 1.650.763.73), untuk menentukan panjang pasti satu meter.

Deteksi persenjataan nuklir

Karena radioisotop ⁸⁵KR adalah salah satu produk dari aktivitas nuklir, di mana ia terdeteksi merupakan indikasi bahwa ada peledakan senjata nuklir, atau bahwa aktivitas ilegal atau klandestin dari energi tersebut dilakukan.

Obat

Kripton telah digunakan dalam kedokteran sebagai anestesi, penyerap x -ray, detektor kelainan jantung, dan untuk memotong retina mata dengan cara yang tepat dan terkontrol dengan laser mereka.

Radioisotop mereka juga memiliki aplikasi dalam pengobatan nuklir, untuk mempelajari dan memindai aliran udara dan darah di dalam paru -paru, dan mendapatkan gambar dengan resonansi magnetik nuklir dari saluran pernapasan pasien.

Referensi

1. Gary J. Schrobilgen. (28 September 2018). Krypton. Encyclopædia Britannica. Dipulihkan dari: Britannica.com
2. Wikipedia. (2019). Krypton. Diperoleh dari: di.Wikipedia.org
3. Michael Pilgaard. (16 Juli 2016). Reaksi kimia Krypton. Pulih dari: pilgaardelegs.com
4. Kristalografi365. (16 November 2014). Bahan super keren - Struktur kristal Krypton. Diperoleh dari: Crystallography365.WordPress.com
5. Kata. Doug Stewart. (2019). Fakta Elemen Krypton. Chemicool. Pulih dari: chemicool.com
6. Marques Miguel. (S.F.). Krypton. Pulih dari: nautilus.Fis.UC.Pt
7. Advameg. (2019). Krypton. Bagaimana produk dibuat. Pulih dari: Makehow.com
8. Roooptics. (25 April 2014). Krypton Fluoride Excimer Laser - Properti dan Aplikasi. Pulih dari: azoopics.com