uy > Oldingi > Kriptonning kimyoviy xossalari. Kripton gazi - kelib chiqishi va sanoatda qo'llanilishi Kripton haroratda eriydi


Kriptonning kimyoviy xossalari. Kripton gazi - kelib chiqishi va sanoatda qo'llanilishi Kripton haroratda eriydi




Kripton gazi (Kr) kashf etilishidan oldin bu nom boshqa moddaga tegishli edi. U kashf etilganda, bu normal sharoitda elementlar bilan reaksiyaga kirishmaydigan faol bo'lmagan gaz ekanligi ma'lum bo'ldi. Biroq, odam turli xil yoritish uskunalarini ishlab chiqarishda faol foydalanishni o'rgandi. Bundan tashqari, ko'rsatilgan gaz jangovar lazerlarni to'ldirishning tarkibiy qismlaridan biri bo'lishi mumkin. Issiqlik izolyatsiyasi uchun ham ishlatiladi: ular oynalar orasidagi ikki oynali oynalardagi bo'shliqni to'ldiradilar.

Kripton gazi haqida hamma narsa

Kripton gazi (Kr) kashf etilishidan oldin bu nom boshqa moddaga tegishli edi. U kashf etilganda, u normal sharoitda kimyoviy elementlar bilan reaksiyaga kirishmaydigan faol bo'lmagan gaz ekanligi ma'lum bo'ldi. Biroq, odam turli xil yoritish uskunalarini ishlab chiqarishda faol foydalanishni o'rgandi. Bundan tashqari, kripton jangovar lazerlarni to'ldirishning tarkibiy qismlaridan biri bo'lishi mumkin. Issiqlik izolyatsiyasi uchun ham ishlatiladi: ular oynalar orasidagi ikki oynali oynalardagi bo'shliqni to'ldiradilar.

Kriptonning kashf etilishi tarixi

Dastlab, Uilyam Ramsayning kashfiyoti Kripton deb nomlangan. Biroq, keyinchalik Uilyam Kruks topilgan gaz o'sha paytda ma'lum bo'lgan geliy ekanligini aniqladi. 1898 yilda bu nom yana paydo bo'ldi, u boshqa inert gazga tayinlangan. Va yana uni V. Ramsey aniqladi, bu unga tasodifan sodir bo'ldi. U geliyni suyuq havodan ajratib olishni, uni yuqori qaynoq havo fraktsiyalarida aniqlashga harakat qilmoqchi edi. Ammo geliy kam qaynaydigan gaz, shuning uchun Ramsay uni u erda topa olmadi. Biroq, u kriptonni ko'rdi, u erda odamlarga allaqachon ma'lum bo'lgan elementlarning hech biri bo'lolmaydi. U o'ziga xos yorug'lik bilan porladi, bu olimning uni payqashiga imkon berdi. Gaz "sir", "yashirin" deb tarjima qilingan yunoncha so'z sharafiga nomlangan.

Kriptonning kelib chiqishi

Geliy, radon kabi, deyarli barcha argon va, ehtimol, neon, radioaktiv parchalanish mahsulotlaridir. Kriptonning qanday "nasl-nasabi" bor? Bu gazning tabiatdagi yadroviy jarayonlari haqida ko'p narsa ma'lum. Eng qiziqarlisi toriy va uran yadrolarining o'z-o'zidan bo'linish jarayonidir. Biroq, olimlar radioaktiv parchalanish Kr. Yerning barcha 5 milliard yillik hayoti davomida hozirgi mavjud gazning 2 yoki 3 qismi miqdoridagi kripton shu tarzda paydo bo'lishi mumkin edi. Keyin kripton qayerdan keladi? Bu savolga ikkita javob bor, ularning mantiqiy asoslari turli taxminlarga asoslangan.

Asl versiyasi № 1

Ba'zi olimlar kripton erning tubida paydo bo'lganligini o'qidilar. Endi mavjud bo'lmagan transuran elementlari bu gazga hayot berdi. Bu gipotezani yer qobig'ida mavjud bo'lgan neptunium radioaktiv elementlar tasdiqlaydi. Aytgancha, hozirgi vaqtda ular butunlay sun'iy ravishda qayta yaratilgan. Bundan tashqari, er osti minerallarida mavjud bo'lgan yoki radioaktiv uranning kosmik neytronlar tomonidan nurlanishi mahsuloti bo'lgan plutoniy va neptuniy Kr paydo bo'lishining "aybdorlari" deb hisoblanishi mumkin.

Ushbu nazariya sun'iy ravishda olingan ko'plab aktinidlar kriptonning chiqishiga hissa qo'shishi bilan tasdiqlanadi. Ularning yadrolari uran atomlarining yadrolariga qaraganda tez-tez bo'linishga qodir. Shunday qilib, spontan bo'linishning yarim umri: uran-238 uchun 8,04 * 1015 yil, Kaliforniya-246 uchun - 2000 yil. Fermiyum va mendelevium uchun bu davr bir necha soatni tashkil qiladi.

Asl versiyasi №2

Boshqa olimlarning fikricha, koinot Kr. Dastlab, u protoplanetar bulutda mavjud bo'lib, keyinchalik u yer atmosferasiga kirgan. Va bu fikr o'z asosiga ega. Axir, Kr - og'ir va past uchuvchan gaz, shuning uchun u hosil bo'lishi paytida sayyorani tark eta olmadi. Qaysi olim to'g'ri? Ehtimol, ikkalasi ham kriptonning kelib chiqishini to'g'ri ko'rsatadi. Katta ehtimol bilan, bu gaz kosmik va er usti komponentlarining aralashmasidir.

Kr xususiyatlari

Kr - toksik bo'lmagan, yonmaydigan, rangsiz, hidsiz va mazasiz bir atomli gaz. Oddiy sharoitlarda u faol emas. Gaz holatida havodan 2,87 marta, suyuq holatda esa suvdan 2,14 marta og'irroqdir. -153,35 ° S da bu gaz suyuqlikka aylanadi, -157,37 ° S da qattiqlashadi. Kr diffuz gaz bo'lib, asosan atmosferada uchraydi. Oddiy sharoitlarda u yashil-ko'k nurni porlashi mumkin. Kriptonning odamlarga narkotik ta'siri ma'lum, chunki bu gaz tana suyuqliklarida tezda eriydi. Kr atomi 36 ta elektronni o'z ichiga oladi, bu uni oddiy gazlarga yaqin deb hisoblashga asos beradi. Nol guruhining og'ir elementlarida elektron tashqi qobiqlar yopiladi. Biroq, ikkinchisi, yadrodan uzoqda joylashganligi sababli, ma'lum darajada avtonomdir. Inert gazning og'ir atomlari boshqa atomlar bilan birlasha oladi. Inert turdagi og'ir gazlarning birikmalari birinchi marta 1962 yilda topilgan. Ksenon, radon va kripton kislorod va ftor bilan reaksiyaga kirisha boshladi. Ammo faqat 2003 yilda olimlar Kr bilan organik birikma olishdi. asetilen bilan birlashgan gaz - o'rtacha faollik darajasiga ega bo'lgan modda. Xryashchev guruhining olimlari dastlab Kr ni asetilen bilan -265 ° S ga qadar sovutdilar, so'ngra ularga ultrabinafsha nurlarini yo'naltirdilar. Shunday qilib, har bir asetilen molekulasidan 1 ta vodorod atomi ajratildi, bu esa etarli darajada radioaktiv bog'lanishni olish imkonini berdi. Keyin hamma narsa biroz isindi va uglerod bug'lari kripton atomlari bilan reaksiyaga kirishdi.

Krni qanday olasiz?

Kr havodan olinadi, uni juda ko'p miqdorda qayta ishlash kerak. Buning uchun havo ajratish apparatini to'ldirish uchun ishlatiladigan suyuq kislorod ishlatiladi. Birinchidan, metan va boshqa uglevodorodlardan "kambag'al" kripton va ksenon konsentrati olinadi va tozalanadi. Bu qadam kelajakda portlash xavfini oldini olish uchun zarur. Keyin bu aralashma suyuq holga keltiriladi va undan boy konsentrat olinadi. U gazsimon holatga o'tadi va yana hosil bo'ladigan uglevodorodlardan yana tozalanadi. Uglevodorod komponentlari aralashmasini nihoyat tozalash uchun bu yana bir marta takrorlanadi.

90-98% Kr va ksenonni o'z ichiga olgan hosil bo'lgan aralash tozalanadi. Shundan so'ng, faollashtirilgan uglerod yordamida gazlar ajratiladi. Ikkinchisi ksenonni va ba'zi Kr ni o'zlashtiradi. Olingan moddada 97% kripton mavjud.

Kr qayerda ishlatiladi?

Kr elektr lampalar ishlab chiqarishda ishlatiladi. Kripton plomba lampalari o'zining afzalliklariga ega. Kr argondan 2,1 marta og'irroqdir, bu yorug'lik oqimining barqarorligini oshirishga yordam beradi. Bundan tashqari, bu gaz issiqlikni yomonroq o'tkazadi, bu esa umumiy nurlanish energiyasi oqimida ko'rinadigan nurlanishni oshirishga imkon beradi. Kripton chiroq quvvatini 15% gacha, xizmat muddatini esa 170% ga oshiradi. Bundan tashqari, chiroq lampochkasining hajmi ikki baravar kamayadi.

Kr chiroq lampalari uchun ishlatiladi, chunki uning past issiqlik o'tkazuvchanligi an'anaviy lampalardan ikki baravar yorqinligi bilan kichik lampochkani yaratishga imkon beradi. Kriptonli plomba past bosimli gaz-yorug'lik quvurlarida ham qo'llaniladi. Yoritgichlarning yorqin oq nuri bo'yoq va lak va to'qimachilik ishlab chiqarishda va hatto kinostudiyalarda ajralmas hisoblanadi. Chiroq qurilmalarining ba'zilari infraqizil nurlanishning kuchli manbalari sifatida ishlatiladi.

Ikkita oynali oynalarda oynalar orasidagi bo'shliqni to'ldirish uchun kripton, shuningdek, argon-kripton aralashmalari ishlatiladi. Aynan shu gaz issiqlik yo'qotilishini kamaytirishga imkon beradi. Bundan tashqari, kripton to'ldirishdan foydalanganda, bitta kamerali mahsulotlarni tayyorlash mumkinligi sababli, ikki oynali oynalar narxi sezilarli darajada kamayadi.

Massachusets shtatidagi institut olimlari astronavtlar va yashirin samolyotlar uchun skafandrlarning shaffof qismlarida himoya qatlamini yaratish uchun past emissiyali qoplama jarayonida qo‘llaniladigan ilg‘or texnologiyalarga asoslanishga muvaffaq bo‘ldi. Ular bir nechta ixtirolarni taklif qilishdi, ular yakunlanishi va keyin sanoatga joriy etilishi kerak edi. Kripton bilan to'ldirilgan "Termal Mirror TM" ana shunday ixtirolardan biri edi.

"Termal Mirror TM" deb nomlangan ikki oynali oyna bilan oshkoralik bilan ajralib turadigan tuzilmalarni optimal joylashtirish va loyihalash haqida gapirishga nima imkon beradi? Birinchidan, ikki oynali oynalar bilan solishtirganda kamroq og'irlik. Ikkinchidan, qisqa to'lqinli va uzun to'lqinli infraqizil nurlanish diapazonida aks ettirishning kuchayishi. Uchinchidan, siz ma'lum bir mintaqadagi iqlim sharoitlarini hisobga olgan holda yorug'lik o'tkazuvchanligi va quyoshdan himoya qilishning turli ko'rsatkichlari bo'lgan ikki oynali oynalarni tanlashingiz mumkin. To'rtinchidan, bunga derazalarning yuqori darajadagi issiqlik izolatsiyasi yordam beradi, bu nafaqat qavatlar soniga, balki binoning asosiy nuqtalarga yo'naltirilishiga ham ta'sir qilishi mumkin.

Yaqinda Parij yaqinidagi Sevrda saqlanadigan platina va iridiy tayog'i hisoblagichning standarti hisoblangan. Biroq, aniqroq mos yozuvlar o'lchagich kerak edi. Platina-iridium tayog'i bunday ehtiyojlarni qondirishga yordam bermadi. 1960 yilda xalqaro shartnoma tuzilishi kerak edi. Endi metrning standarti kriptonning to'lqin uzunligiga aylandi - to'q sariq chiziqlar.

Yadro sanoati radioaktiv chiqindilarni utilizatsiya qilish bilan bog'liq yangi muammo yaratdi, shu jumladan. va Kr-85. Yer atmosferasiga zarar etkazmaslik va radiatsiyaviy ifloslanishni istisno qilish uchun er ostidagi g'ovakli jinslarga gaz quyishga qaror qilindi. Buning uchun o'z resurslarini allaqachon tugatgan gaz konlari paydo bo'ldi. Ushbu Kr izolyatsiyalash usuli 1950-yillardan beri muvaffaqiyatli qo'llanilmoqda.

1957 yilda Qo'shma Shtatlardagi temir yo'llar va ma'danli konlarda atom lampalari paydo bo'ldi. Ular to'g'ridan-to'g'ri oqimga ulanishni talab qilmaydigan yorug'lik signallari sifatida ishlatilgan. Ushbu lampalar kriptonli radioizotoplarni o'z ichiga oladi, asosan kripton 85. Ushbu komponentlarning emissiyasi reflektorning ichki qismiga qo'llaniladigan maxsus kompozitsiyaning kuchli porlashiga olib keladi. Kripton bilan to'ldirilgan atom chiroqining nuri besh yuz metr masofada ko'rinadi.

Sayyoramizda juda ko'p turli xil birikmalar, organik va mineral moddalar mavjud. Shunday qilib, inson tomonidan organik dunyoning bir yarim milliondan ortiq tuzilmalari va undan tashqarida 500 mingdan ortiq tuzilmalar topilgan, sintez qilingan va ishlatilgan. Bu ko‘rsatkich esa yildan-yilga ortib bormoqda, chunki kimyo sanoatining rivojlanishi bir joyda to‘xtamayotgani, dunyo mamlakatlari uni faol rivojlantirib, targ‘ib qilmoqda.

Ammo bu ajablanarli emas. Va bu xilma-xil moddalar faqat 118 ta kimyoviy elementdan qurilganligi. Bu haqiqatan ham ajoyib! kimyoviy elementlar organik va noorganik dunyoning xilma-xilligini grafik tarzda aks ettiruvchi asosdir.

Kimyoviy elementlarning tasnifi

Ushbu tuzilmalarni baholashning bir nechta variantlari mavjud. Shunday qilib, kimyodagi davriy jadval shartli ravishda ikki guruhga bo'linadi:

  • metall elementlar (ko'pchilik);
  • metall bo'lmaganlar (ozchilik).

Bunday holda, birinchisi, bordan astatingacha bo'lgan shartli diagonal chegaradan past bo'lgan elementlardan, ikkinchisi esa yuqorida joylashgan elementlardan iborat. Biroq, bu tasnifga istisnolar mavjud, masalan, qalay (u alfa va beta shakllarida mavjud, ulardan biri metall, ikkinchisi esa metall bo'lmagan). Shuning uchun bunday bo'linish variantini mutlaqo adolatli deb atash mumkin emas.

Shuningdek, kimyoviy elementlarning davriy tizimini ikkinchisining xususiyatlariga ko'ra tasniflash mumkin.

  1. Asosiy xususiyatlarga ega (qaytaruvchi moddalar) - tipik metallar, asosiy kichik guruhlarning 1,2 guruhlari elementlari (berilliydan tashqari).
  2. Kislotali xususiyatlarga ega (oksidlovchi moddalar) odatiy metall bo'lmaganlardir. Asosiy kichik guruhlarning 6,7 guruhining elementlari.
  3. Amfoter xossalari (ikkilamchi) - ikkilamchi kichik guruhlarning barcha metallari va ba'zi asosiy metallar.
  4. Ham qaytaruvchi, ham oksidlovchi (reaktsiya sharoitiga qarab) vazifasini bajaradigan metall bo'lmagan elementlar.

Ko'pincha kimyoviy elementlar shunday o'rganiladi. Maktabning 8-sinfi rus tilidagi belgi, ism va talaffuzni yodlash bilan barcha tuzilmalarni dastlabki o'rganishni o'z ichiga oladi. Bu kelajakda kimyoni malakali egallashning zaruriy sharti, hamma narsaning asosidir. Kimyodagi davriy jadval har doim bolalarning ko'rish maydonida bo'ladi, lekin siz hali ham eng keng tarqalgan va kimyoviy faol bo'lganlarni bilishingiz kerak.

Ketma-ket sakkizinchi bu tizimda alohida guruhni egallaydi. Uning asosiy kichik guruhining elementlari tugallangan elektron qobiqlari va natijada past kimyoviy faollik uchun inert - olijanob gazlar deb ataladi. Ulardan biri - kripton, 36-raqamda - biz batafsilroq ko'rib chiqamiz. Jadvaldagi qolgan sheriklari ham asil gazlar bo'lib, inson tomonidan juda keng qo'llaniladi.

Kripton - kimyoviy element

Davriy tizimning bu aholisi to'rtinchi davr, sakkizinchi guruh, asosiy kichik guruhda joylashgan. Seriya raqami, shuning uchun elektronlar soni va yadro zaryadi (protonlar soni) = 36. Bundan biz kriptonning elektron formulasi qanday bo'lishini xulosa qilishimiz mumkin. Keling, yozamiz: + 36 Kr 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 .

Ko'rinib turibdiki, atom to'liq tugallangan. Bu ushbu elementning juda past kimyoviy faolligini aniqlaydi. Shunga qaramay, ma'lum sharoitlarda kripton kabi barqaror gazni ma'lum reaktsiyalarga kirishga majbur qilish mumkin. Kimyoviy element, to'g'rirog'i, uning tizimdagi o'rni, elektron tuzilishi atomning yana bir muhim xususiyatini olish imkonini beradi: valentlik. Ya'ni, kimyoviy bog'lanishlar hosil qilish qobiliyati.

Biz odatda aytamizki, atomlarning qo'zg'atmagan holati uchun u deyarli har doim u joylashgan guruh soniga teng bo'ladi (agar biz birinchidan to'rtinchigacha tartibda hisoblasak, keyin esa aksincha, 1234321). Biroq, kriptonning valentligi bu doiraga to'g'ri kelmaydi, chunki qo'shimcha energiyasiz, ya'ni atom qo'zg'atmasdan, u umuman mutlaq inertdir va uning valentligi nolga teng.

Agar shunga qaramay, uning atomining qo'zg'alishiga erishilsa, elektronlar juft bo'lib, erkin 4d orbitalga o'tishi mumkin. Demak, mumkin bo'lgan kripton valentliklari: 2,4,6. + (+2, +4, +6) belgisiga mos oksidlanish holatlari.

Kashfiyot tarixi

Inert gazlar - 1894 yilda argon, 1985 yilda geliy kashf etilgandan so'ng, olimlar uchun tabiatda boshqa shunga o'xshash gazlar mavjudligini taxmin qilish va tasdiqlash qiyin emas edi. Bu yo'lda asosiy sa'y-harakatlar argonni kashf etgan V. Ramsey tomonidan amalga oshirildi. U havoda hali ham inert gazlar mavjudligiga to'g'ri ishongan, ammo ularning miqdori shunchalik ahamiyatsiz ediki, texnologiya ularning mavjudligini aniqlay olmadi.

Shuning uchun kripton elementi faqat bir necha yil o'tgach kashf etilgan. 1898 yilda havodan neon gaz ajratildi, undan keyin yana bir inert birikma paydo bo'ldi, uni topish va izolyatsiya qilish qiyinligi sababli kripton deb atalishga qaror qilindi. Axir, yunon tilidan tarjima qilingan "kriptos" yashirin degan ma'noni anglatadi.

Uzoq vaqt davomida uni topishning iloji bo'lmadi, bu juda qiyin edi. Bu haqiqatni bir kubometr havoda bir millilitr gaz borligi tasdiqlaydi. Ya'ni, ovoz balandligi thimbledan kamroq! Moddani o'rganish uchun unga yuz kub santimetr suyuq havo kerak bo'ldi. Yaxshiyamki, aynan shu davrda olimlar havoni ko'p miqdorda olish va suyultirish usullarini ishlab chiqishga muvaffaq bo'lishdi. Voqealarning bu burilishi V. Ramsayga kripton elementini kashf etishda muvaffaqiyat qozonish imkonini berdi.

Spektroskopiya ma'lumotlari yangi modda haqidagi dastlabki xulosalarni tasdiqladi. "Yashirin" gaz spektrda o'sha paytda hech qanday birikmada bo'lmagan butunlay yangi chiziqlarga ega.

Shakllangan oddiy modda va uning formulasi

Agar kripton inert gazlar bilan bog'liq kimyoviy element bo'lsa, uning oddiy moddasi uchuvchi molekula bo'ladi deb taxmin qilish mantiqan to'g'ri. Ha shunaqa. Kriptonning oddiy moddasi Kr formulasiga ega monoatomik gazdir. Odatda biz "2" indeksli gazlarni ko'rishga odatlanganmiz, masalan, O 2, H 2 va boshqalar. Ammo bu element asil gazlar oilasiga mansubligi va atomning tugallangan elektron qobig'i tufayli farq qiladi.

Jismoniy xususiyatlar

Har qanday boshqa birikma singari, bu ham o'ziga xos xususiyatlarga ega. Kriptonning fizik xossalari quyidagicha.

  1. Juda og'ir gaz - havodan uch baravar katta.
  2. Ta'mi yo'q.
  3. Rangsiz.
  4. Hech qanday hid yo'q.
  5. Qaynash nuqtasi -152 0 S.
  6. Oddiy sharoitlarda moddaning zichligi 3,74 g / l ni tashkil qiladi.
  7. Erish nuqtasi -157,3 0 S.
  8. Ionlanish energiyasi yuqori, 14 eV.
  9. Elektromanfiylik ham ancha yuqori - 2,6.
  10. Benzolda, ozgina suvda eriydi. Suyuqlikning harorati oshishi bilan eruvchanligi pasayadi. Etanol bilan ham aralashadi.
  11. Xona haroratida u dielektrik o'tkazuvchanlikka ega.

Shunday qilib, kripton gazi kimyoviy reaktsiyalarga kirishish va uning xususiyatlari bilan insonga foydali bo'lish uchun etarli miqdordagi xususiyatlarga ega.

Kimyoviy xossalari

Agar biz kriptonni (gazni) qattiq holatga aylantirsak, u fazoviy yuz markazli kubik panjaraga kristallanadi. Bu holatda u kimyoviy reaksiyalarga ham kirisha oladi. Ular juda kam, lekin hali ham mavjud.

Kriptondan olingan bir necha turdagi moddalar mavjud.

1. Suv bilan klatratlar hosil qiladi: Kr. 5,75H 2 O.

2. Ularni organik moddalar bilan hosil qiladi:

  • 2,14 Kr. 12C 6 H,OH;
  • 2,14 Kr. 12C 6 H 5 CH 3;
  • 2Kr. Cl4. 17H2O;
  • 2Kr. CHCL 3. 17H2O;
  • 2Kr. (CH 3) 2 CO. 17H2O;
  • 0,75 Kr. ZS 6 H 4 (OH) 2.

3. Qattiq sharoitda u ftor bilan reaksiyaga kirishishi, ya'ni oksidlanishi mumkin. Shunday qilib, kriptonning reagent bilan formulasi quyidagi shaklni oladi: KrF 2 yoki kripton diftorid. Murakkab tarkibidagi oksidlanish darajasi +2.

4. Nisbatan yaqinda ular kripton va kislorod o'rtasidagi bog'lanishlarni o'z ichiga olgan birikmani sintez qilishga muvaffaq bo'lishdi: Kr-O (Kr (OTeF 5) 2).

5. Finlyandiyada kriptonning asetilen bilan qiziqarli birikmasi olindi, gidrokriptoatsetilen: HKrC≡CH.

6. Kripton ftorid (+4) KrF 4 ham mavjud. Bu birikma suvda eritilganda kuchsiz va beqaror kripton kislota hosil qila oladi, undan faqat bariy tuzlari ma'lum: BaKrO 4 .

7. Kriptonning diftorididan olingan birikmalardagi formulasi quyidagicha ko'rinadi:

  • KrF + SbF 6 - ;
  • Kr 2 F 3 + AuF 6 -.

Shunday qilib, ma'lum bo'lishicha, kimyoviy inertlikka qaramay, bu gaz qaytaruvchi xususiyatga ega va juda og'ir sharoitlarda kimyoviy o'zaro ta'sirga kirisha oladi. Bu butun dunyo bo'ylab kimyogarlarga havoning "yashirin" komponentining imkoniyatlarini o'rganish uchun yashil chiroq beradi. Tez orada yangi birikmalar sintezlanishi mumkin, ular texnika va sanoatda keng qo'llanilishini topadi.

Gaz ta'rifi

Ushbu gazni aniqlashning bir necha asosiy usullari mavjud:

  • xromatografiya;
  • spektroskopiya;
  • yutilishni tahlil qilish usullari.

Xuddi shu usullar bilan aniqlangan yana bir nechta elementlar mavjud, ular davriy jadvalga ham joylashtirilgan. Kripton, ksenon, radon asil gazlarning eng og'irlari va eng qiyinlaridir. Shuning uchun ularni aniqlash uchun bunday murakkab fizik-kimyoviy usullar talab qilinadi.

Qanday qilib olish mumkin

Olishning asosiy usuli - suyultirilgan havoni qayta ishlash. Ammo undagi kripton miqdori past bo'lganligi sababli, oz miqdorda nodavlat gazni olish uchun millionlab kubometrlarni qayta ishlashga to'g'ri keladi. Umuman olganda, jarayon uchta asosiy bosqichda sodir bo'ladi.

  1. Maxsus havo ajratish ustunlarida havo bilan ishlov berish. Bunday holda, moddalarning umumiy oqimi og'irroq fraktsiyalarga bo'linadi - suyuq kisloroddagi uglevodorodlar va asil gazlar aralashmasi, shuningdek engilroq - ko'plab nopok gazlar. Ko'pgina moddalar portlovchi bo'lganligi sababli, ustunda maxsus chiqish trubkasi mavjud bo'lib, u orqali eng og'ir komponentlar darhol ajratiladi. Ular orasida kripton ham bor. Chiqish joyida u begona aralashmalar bilan kuchli ifloslangan. Eng toza mahsulotni olish uchun uni maxsus erituvchilar bilan bir qator maxsus kimyoviy ishlov berishdan o'tkazish kerak.
  2. Bu bosqichda uglevodorodlar bilan ifloslangan kripton va ksenon aralashmasi olinadi. Tozalash uchun maxsus qurilmalar qo'llaniladi, unda keraksiz komponentlarning aksariyati aralashmaning oksidlanishi va adsorbsiyasi bilan chiqariladi. Shu bilan birga, olijanob gazlar aralashmasining o'zi ham o'zaro bo'linmasdan qoladi. Bundan tashqari, butun jarayon yuqori bosim ostida sodir bo'lib, gazlarning suyuq holatga o'tishiga olib keladi.
  3. Yakuniy bosqichda, ayniqsa, yuqori toza kripton va ksenon olish uchun oxirgi gaz aralashmasi ajratiladi. Buning uchun ushbu jarayon uchun texnik jihatdan mukammal bo'lgan maxsus noyob o'rnatish yaratilgan. Natijada gazsimon kripton shaklida yuqori sifatli mahsulot olinadi.

Qizig'i shundaki, barcha tavsiflangan jarayonlar tsiklik ravishda, ishlab chiqarishni to'xtatmasdan sodir bo'lishi mumkin, agar xom ashyo - havo kerakli miqdorda etkazib berilsa. Bu juda muhim sanoat miqyosida asil gazlarni, shu jumladan kriptonni sintez qilish imkonini beradi.

Mahsulotni saqlash va tashish tegishli yozuv bilan maxsus metall tsilindrlarda amalga oshiriladi. Ular bosim ostida va saqlash harorati 20 0 S dan oshmaydi.

Tabiiy sharoitda nafaqat kripton elementi, balki uning izotoplari ham mavjud. Hammasi bo'lib, tabiiy sharoitda barqaror bo'lgan oltita nav mavjud:

  • kripton-78 - 0,35%;
  • kripton-80 - 2,28%;
  • kripton-82 - 11,58%;
  • kripton-83 - 11,49%;
  • kripton-84 - 57%;
  • kripton-86 - 17,3%.

Bu gaz qayerda topilgan? Albatta, u birinchi bo'lib ajratilgan joy - havoda. Foiz juda kichik - faqat 1,14 * 10 -4%. Shuningdek, tabiatdagi bu olijanob gaz zahiralarining doimiy ravishda to'ldirilishi Yer litosferasidagi yadroviy reaktsiyalar tufayli sodir bo'ladi. Aynan shu elementning barqaror izotopik navlarining muhim qismi hosil bo'ladi.

Inson foydalanish

Zamonaviy texnologiyalar havodan kriptonni katta miqdorda olish imkonini beradi. Va tez orada elektr lampalaridagi inert argon o'rnini bosishiga ishonish uchun barcha asoslar mavjud. Axir, kripton bilan to'ldirilgan, ular yanada tejamkor bo'ladi: bir xil energiya iste'moli bilan ular ancha uzoq davom etadi va yorqinroq porlaydi. Bundan tashqari, azot va argon aralashmasi bilan to'ldirilgan an'anaviylarga qaraganda, ortiqcha yuklarga bardosh berish yaxshiroqdir.

Buni katta va og'ir kripton molekulalarining past harakatchanligi bilan izohlash mumkin, ular lampochka oynasidan issiqlikning cho'g'lanma filamentiga o'tishini sekinlashtiradi va uning yuzasidan modda atomlarining bug'lanishini kamaytiradi.

Shuningdek, 85 Kr kriptonning radioaktiv izotopi maxsus lampalarni to'ldirish uchun ishlatiladi, chunki u beta nurlarini chiqarishga qodir. Bu nurlanish energiyasi ko'rinadigan yorug'likka aylanadi. Bunday lampalar shisha tsilindrdan iborat bo'lib, uning ichki devorlari fosforli kompozitsion bilan qoplangan. Ushbu qatlamga tushgan kripton izotopining beta-nurlari uning porlashiga olib keladi, bu hatto 500 m masofada ham juda yaxshi ko'rinadi.

Hatto bosilgan matnni 3 metrgacha bo'lgan masofada aniq ko'rish mumkin. Yoritgichlar bardoshli, chunki Krypton 85 izotopining yarim umri taxminan 10 yil. Qurilmalar joriy manbadan va tashqi sharoitlardan qat'iy nazar ishlaydi.

Shuningdek, oksidlovchi sifatida kripton ftoridlari ishlatiladi.Ishlab chiqarishda Kr-F birikmasi ishlatiladi.Kriptonning ayrim izotoplari tibbiyotda qo'llaniladi. Asosan asbob-uskunalarni diagnostika qilish, vakuumli qurilmalarda teshiklar va oqishlarni aniqlash, korroziyani bashorat qilish va aniqlash, jihoz qismlarining aşınmasını nazorat qilish uchun.

Kriptondan foydalanishning yana bir varianti - u bilan to'ldirilgan. Zamonaviy olimlar bu gazni suvga botirish uchun nafas olish aralashmalari tarkibida to'ldiruvchi sifatida foydalanish yo'llarini izlamoqda. Tibbiyotda anestetik sifatida ham foydalanish mumkin.

Kripton sakkizinchi guruhning asosiy kichik guruhi elementi, D. I. Mendeleyev kimyoviy elementlar davriy tizimining toʻrtinchi davri, atom raqami 36. Kr (lot. Kripton) belgisi bilan belgilanadi. Oddiy kripton moddasi (CAS raqami: 7439-90-9) rang, ta'm va hidsiz inert monoatomik gazdir.

Hikoya

Davriy jadvaldagi inert gazlar guruhiga kiritilgan. 1898 yilda ingliz olimi V. Ramsey suyuq havodan (kislorod, azot va argonni ajratib olgandan keyin) aralashmani ajratib oldi, unda spektral usulda ikkita gaz: kripton (“yashirin”, “maxfiy”) va ksenon (“begona”) topildi. "," g'ayrioddiy"). Ism yunon tilidan olingan. khrυτόs - yashirin.

Ta'rif

Sifat jihatidan kripton emissiya spektroskopiyasi yordamida aniqlanadi (557,03 nm va 431,96 nm xarakterli chiziqlar). Miqdoriy jihatdan u massa-spektrometriya, xromatografiya, shuningdek, yutilish tahlili usullari bilan aniqlanadi.

Kimyoviy xossalari

Kripton kimyoviy jihatdan inertdir. Qattiq sharoitlarda u ftor bilan reaksiyaga kirishib, kripton diftorid hosil qiladi. Nisbatan yaqinda Kr-O bog'li birinchi birikma (Kr(OTeF 5) 2) olindi.
1965 yilda KrF 4, KrO 3 ·H 2 O va BaKrO 4 tarkibidagi birikmalarni tayyorlash e'lon qilindi. Keyinchalik ularning mavjudligi rad etildi.
2003-yilda Finlyandiyada kripton va asetilenni kripton matritsasida fotoliz qilish yoʻli bilan C-Kr bogʻiga ega boʻlgan birinchi birikma (HKrC≡CH - gidrokriptoatsetilen) olingan.

Kvitansiya

Sanoat korxonalarida havoni ajratish jarayonida kripton-ksenon aralashmasi shaklida qo'shimcha mahsulot sifatida olinadi.
Past haroratli rektifikatsiya usuli bilan havoni ajratish jarayonida suyuq uglevodorodlar, kripton va ksenonni o'z ichiga olgan suyuq kislorod fraktsiyasini doimiy tanlash amalga oshiriladi (portlash xavfsizligini ta'minlash uchun uglevodorodlar bilan kislorod fraktsiyasini tanlash kerak).
Tanlangan fraksiyadan Kr va Xe ni ajratib olish uchun uglevodorodlar katalitik pechlarda t=500-600 S da chiqariladi va kislorodni olish uchun qo‘shimcha distillash kolonasiga yuboriladi, Kr+Xe aralashmasi 98-99% gacha boyitilgandan so‘ng u qayta-qayta olinadi. katalitik pechlarda uglevodorodlardan tozalanadi va keyin silikagel (yoki boshqa adsorbent) bilan to'ldirilgan adsorberlar blokida.
Gaz aralashmasini uglevodorod qoldiqlari va namlikdan tozalagandan so'ng, u Kr va Xe ajratish qurilmasiga tashish uchun ballonlarga pompalanadi (bu havo ajratish qurilmalarini ishlaydigan har bir korxonada Kr va Xe ajratish moslamasi mavjud emasligi bilan bog'liq).
Kr va Xe ni sof tarkibiy qismlarga ajratishning keyingi jarayoni quyidagi zanjir bo'yicha amalga oshiriladi: mis oksidi bilan to'ldirilgan kontaktli katalitik pechda uglevodorod qoldiqlarini 300-400 S haroratda olib tashlash, zeolit ​​bilan to'ldirilgan adsorberda namlikni olib tashlash, issiqlik almashtirgichda sovutish, 1-sonli distillash ustunida ajratish uchun oziqlantirish, bu erda suyuqlik Xe kolonnaning pastki bo'shlig'idan (distillash ustunining pastki qismi) olinadi va 3-ustunga yuboriladi, u erda u qo'shimcha ravishda tozalanadi. Kr aralashmalar, so'ngra silindrlarga membrana kompressor yordamida pompalanadi. Gazsimon Kr 1-sonli kondensator qopqog'i ostidan olinadi va 2-ustunga yuboriladi, u erda azot, kislorod va argon qoldiqlaridan tozalanadi (ularning qaynash nuqtasi kriptonning qaynash nuqtasidan ancha past). . Sof kripton 2-sonli ustunning pastki bo'shlig'idan olinadi va membrana kompressor bilan silindrlarga pompalanadi.
Kripton va ksenon aralashmasini ajratish jarayoni ham doimiy, ham tsiklik ravishda amalga oshirilishi mumkin, chunki qayta ishlash uchun xom ashyo (aralashma) to'planadi.

TA'RIF

Kripton davriy tizimning o'ttiz oltinchi elementi. Belgilanishi - lotincha "kripton" dan Kr. To'rtinchi davrda joylashgan, VIIIA guruhi. Inert (noble) gazlar guruhiga kiradi. Yadro zaryadi 36 ga teng.

Kriptonning erkin shakli atmosfera havosida - 1 m 3 havoda taxminan 1 sm 3 kripton mavjud. Bundan tashqari, litosferada kripton topilgan.

Bu rangsiz gaz, suvda va etanolda juda yomon eriydi. Tarkibi 8Kr×46H 2 O va solvati 2,14Kr×12C 2 H 5 OH boʻlgan klatrat hosil qiladi. Kimyoviy passiv, kislotalar, ishqorlar bilan reaksiyaga kirishmaydi. U biroz reaktivlikka ega (He, Ne, Ar bilan solishtirganda), atom ftori bilan reaksiyaga kirishadi (KrF 2 hosil bo'ladi) Beqaror KrF 4 , KrO 3 × H 2 O va BaKrO 4 hosil bo'lishi haqida xabar berilgan.

Kriptonning atom va molekulyar massasi

Nisbiy molekulyar og'irlik M r uglerod-12 atomining (12 C) molyar massasining 1/12 qismiga ishora qilingan molekulaning molyar massasi. Bu o'lchovsiz miqdor.

Nisbiy atom massasi A r- modda atomining molyar massasi, uglerod-12 atomining molyar massasining 1/12 qismiga teng (12 C).

Kripton erkin holatda monotomik Kr molekulalari shaklida mavjud bo'lganligi sababli, uning atom va molekulyar massalari qiymatlari bir-biriga mos keladi. Ular 83,798 ga teng.

Kriptonning izotoplari

Ma'lumki, kripton tabiatda 78 Kr (0,35%), 80 Kr (2,28%), 82 Kr (11,58%), 83 Kr (11,49%) va 84 Kr (57,00%) barqaror beshta izotop shaklida bo'lishi mumkin. ). Ularning massa raqamlari mos ravishda 78, 80, 82, 83 va 84 ga teng. 84 Kr kripton izotopi atomining yadrosi o'ttiz olti proton va qirq sakkiz neytronni o'z ichiga oladi, qolgan izotoplar undan faqat neytronlar soni bilan farq qiladi.

Kriptonning massa raqamlari 69 dan 100-a gacha bo'lgan sun'iy beqaror radioaktiv izotoplari, shuningdek yadrolarning o'nta izomer holati mavjud bo'lib, ular orasida yarim yemirilish davri 2,29 × 10 5 yil bo'lgan 81 Kr izotopi eng uzoq umr ko'radi.

Kripton ionlari

Oddiy sharoitlarda kripton kimyoviy jihatdan inertdir, ammo atomlarning kuchli qo'zg'alishida u Kr 2 + [s molekulyar ionlarini hosil qilishi mumkin. s 2s*1]. Oddiy sharoitlarda bu ionlar beqaror; etishmayotgan elektronni tutib, ular ikkita neytral atomga parchalanadi.

Kriptonning molekulasi va atomi

Erkin holatda kripton monoatomik Kr molekulalari shaklida mavjud. Kripton atomi va molekulasini tavsiflovchi ba'zi xususiyatlar:

Muammoni hal qilishga misollar

MISOL 1

2-MISA

Mashq qilish Kripton ioni Kr(1) uchun ionlanish energiyasini hisoblang s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 3).
Yechim Argon ionining Kr(1) ionlanish energiyasini hisoblaylik s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 3):