خانه / مقالات شیمی / مقالات متفرقه شیمی / ویژگی ها و کاربردعنصر کریپتون

ویژگی ها و کاربردعنصر کریپتون

ویژگی ها و کاربردعنصر کریپتون

اطلاعات اولیه

کریپتون ، یکی از عناصر شیمیایی جدول تناوبی است که دارای نشان Kr و عدد اتمی 36 می‌باشد. کریپتون که گازی نجیب و بی‌رنگ است، به مقدار بسیار کم در اتمسفر وجود داشته ، بوسیله شکنش هوای مایع جدا می‌شود. همچنین از کریپتون به همراه سایر گازهای کمیاب در لامپهای فلورسنت استفاده می‌شود. این گاز برای بسیاری از اهداف عملی بی‌اثر است، اما ترکیباتی را با فلوئور ساخته است.

تاریخچــــــــــه
کریپتون را ( از واژه یونانی kryptos به معنی پنهان ) ، “Moris Travers” و “by William Ramsay” در سال 1898 در پس‌مانده‌های حاصل از تبخیر تقریبا” تمامی اجزاء هوای مایع کشف کردند. در سال 1960 و با یک توافق بین‌المللی ، متر بر اساس نور خارج شده از یک ایزوتوپ کریپتون تعریف شد. این توافق ، جایگزین standard meter پاریس شد که یک میله فلزی ساخته شده از آلیاژ ایریدیم – پلاتین بود، ( در ابتدا این میله یک ده میلیونیم ربع محیط قطبی زمین برآورد می‌شد). در اکتبر 1983 ، آژانس بین‌المللی اوزان و مقیاسات ، جایگزین معیار کریپتون شد. اکنون متر را بعـنوان مسافتی که نور در مـدت 458,1 ، 792 ، 299 ثانیه در خلاء طی می‌کند، تعریف می‌کنند.
مقدار این گاز در اتمسفر زمین تقریبا” 1ppm است. این گاز را می‌توان بوسیله تقطیر شکنه‌ای هوای مایع بدست آورد.
خصوصیات قابل توجه
فعالیت شیمیایی کم کریپتون ، آنرا گازی بی‌اثر می‌نامند و رنگ نارنجی و سبز طیفی درخشان آن ، از خصوصیات این گاز محسوب می‌شود. کریپتون یکی از محصولات شکافش اورانیم می‌باشد. کریپتون جامدشده ، سفید و بلورین بوده و از ساختار کریستالی مکعبی که خصوصیت تمامی گازهای کمیاب است، ساخته شده است.
کاربردهـــــــا
از سال 1960 تا 1983 معیار بین‌المللی طول ، براساس نور خارج شده از اتمهای تحریک شده کریپتون تعریف شده بود: بخصوص متر بعنوان طول موجهای 73،763،650، 1خط ارسال نارنجی – قرمز که از اتمهای کریپتون 86 ساطع شده بود، تعریف گشت.
اندرون گیر کریپتون با هیدروکینون و فنل ساخته شده است. از Kr-85 در آنالیزهای شیمیایی استفاده می‌شود. وقتی آنرا در مواد جامد مختلفی قرار دهیم، کریپتونات‌ها بوجود می‌آیند و فعالیت آنها در واکنشهای شیمیایی سطحی حساس است. بعلاوه از این گاز نجیب در فلاشهای عکاسی که به عکس‌برداری سریع نیاز دارد، استفاده می‌شود، اما این کاربرد به‌علت قیمت گران کریپتون محدود است.
ترکیبــــــــات
کریپتون مانند سایر گازهای کمیاب از نظر شیمیایی شدیدا” بی‌اثر به‌حساب می‌آید، اما مطالعاتی که در سال 1960صورت گرفت، بعضی از ترکیبات کریپتون را شناسایی نمود. دی‌فلورید کریپتون بصورت مقادیر گرمی و از راههای متفاوتی بدست آمده است. فلوریدهای دیگر کریپتون و یک نمک آن به نام اکسی اسید نیز شناسایی شده است. یونها و مولکول ArKr و KrH کشف شده و شواهدی مبنی بر وجود KrXe و KrXe وجود دارد.
ایزوتوپهــــــــا
کریپتون بطور طبیعی متشکل از شش ایزوتوپ پایدار می‌باشد. نشانه طیفی کریپتون به‌راحتی با تعدادی خط بسیار باریک بوجود می‌آید.Kr-81 ، ایزوتوپ رادیواکتیو با نیمه عمر 250000 سال ، محصولی از واکنشهای جوی با سایر ایزوتوپهای طبیعی کریپتون است. کریپتون همانند زنون ، نزدیک آبهای سطحی به‌شدت ناپایدار است، بنابراین از Kr-81 برای تاریخ گذاری ( 000، 00 8 تا 000، 50 سال ) آبهای زیرزمینی استفاده می‌شود.Kr-85
گاز نجیب رادیواکتیو بی‌اثر ، با نیمه عمر 76، 10 سال است که بر اثر شکاف اتمی اورانیم و پلوتونیم تولید می‌گردد. منابع آن عبارت است از: آزمایش بمب اتمی ، رآکتورهای اتمی و رها شدن Kr-85 از رآکتورهای اتمی در خلال فرآیند مجدد میله‌های سوخت.
درجه شیب زیادی بین نیمکره شمالی و جنوبی وجود دارد که به‌علت مخلوط همرفتی ، چگاله‌ها در قطب شمال 30% بیشتر از قطب جنوب است.
پیدایـــــــــش

کریپتون گازی کم بو ، کم رنگ که تحت تاثیر ولتاژ بالا ، رنگ سبز روشن دارد . این عنصر توسط دانشمند اسکاتلندی William Ramsay کشف گردید . گازی با قیمت مناسب است .کریپتون در حدود ppm1 در هوا وجود دارد ودر اتمسفر کمتر( در حدود ppm0.3 )است . این خصوصیات بوسیله برلیان سبز و خطوط طیفی نارنجی مشخص شده است . خطوط طیفی از کریپتون به آسانی تولید و مشخص می شود.

کریپتون دارای بلورهای سفید با ساختار مکعبی مستحکم است که از گازهای نادر دیگر متداول تر است.
کریپتون به مقدار کم در اتمسفر است وجدایش آن از هوا صورت می گیرد . وبه صورت سیلندر های تحت فشار بالا عرضه می شود.

نام عنصر شیمیایی کریپتون از کلمه یونانی kryptos به معنای پنهان گرفته شده است. این عنصر در سال 1898 توسط Ramsay و Travers در بقایای باقی مانده در هوای مایع نزدیک به دمای جوش، کشف شد. در سال 1960، به صورت بین المللی پذیرفته شد که برای واحدهای اصلی متر که برای اندازه گیری طول به کار میرود، با عنوان طیف نارنجی – قرمز در خط 86Kr به کار رود. این عنوان جانشین استاندارد متر پاریس شد که یک میله آلیاژی پلاتینیم – ایریدیم بود. در اکتبر 1983، متر، که به عنوان یک ده میلیونیم ربع محیط قطبهای زمین میباشد، تصحیح شد. این تصحیح توسط اندازه گیری و وزن بارو بین المللی صورت گرفت. بر اساس این تصحیح طول مسیری که توسط نور در خلا در فاصله زمانی 299/1، 792، 458 در ثانیه طی میشود به عنوان واحد متر در نظر گرفته شد.
حداکثر مقدار موجود کریپتون در هوا برابر 1 ppm میباشد. اتمسفر مریخ دارای 0.3 ppm کریپتون است. کریپتون جامد ماده بلوری سفید رنگی است که ساختار مکعبی مرکز وجوه پر دارد و همین مسئله باعث میشود که کریپتون به عنوان گاز نایاب شناخته شود.
خصوصیات کریپتون جز گازهای نجیب است. کریپتون با رنگ سبز درخشان و خطوط طیفی نارنجی رنگ قابل تشخیص است.
به طور طبیعی کریپتون دارای شش ایزوتوپ است. علاوه بر این، هفده ایزوتوپ ناپایدار دیگر نیز شناخته شده است. خطوط طیفی کریپتون به آسانی تولید میشوند و برخی از آنها بسیار تیز هستند. اگر چه چنین تصور میشود که کریپتون جز گازهای نایاب است و به طور طبیعی با سایر عناصر ترکیب نمیشود، اما به تازگی دانشمندان متوجه شدند که برخی از ترکیبات کریپتون در طبیعت وجود دارد. دی فلوئورید کریپتون با استفاده از روشهای متعددی به اندازه چند گرم تهیه شده است. مقدار بیشتری از فلوئورید کریپتون و نمک آن یعنی اکسید کریپتون گزارش شده است. یونهای مولکولی ArKr+ و KrH+ نیز شناخته شده اند و شواهدی از آرایشهای KrXe یا KrXe+ نیز وجود دارد.
ترکیبات قفسی کریپتون هیدروکینون و فنول هستند. 85Kr برای آنالیزهای شیمیایی به کار برده میشود. زمانیکه 85Kr با ایزوتوپهای مختلف جامد احاطه میشود، برای آنالیزهای شیمیایی مورد استفاده قرار میگیرد. طی این فرآیند، کریپتونات تشکیل میشود. فعالیت کریپتونات نسبت به واکنشهای شیمیایی که در سطح محلولها اتفاق می افتد حساس میباشد. کریپتون در لامپهای عکاسی که برای عکاسی های با سرعت بالا مورد استفاده قرار میگیرند، به کار میرود. کریپتون از کاربرد کمتری در مقایسه با سایر عناصر شیمیایی برخوردار است، زیرا کریپتون قیمت زیادی دارد. در حال حاضر گاز کریپتون 1/30 دلار است.

اثرات کریپتون بر روی سلامتی
این گاز ساکن و نامتحرک است و به عنوان ماده ای اختناق آور می باشد. استنشاق غلظت بالای آن موجب سرگیجه، تهوع، استفراغ، کاهش هوشیاری و مرگ می شود. مرگ در اثر اشتباه در تصمیم گیری، یا کاهش هوشیاری رخ می دهد. پایین بودن غلظت اکسیژن، ناهشیاری و حتی مرگ ظرف چند ثانیه و بدون عارضه قبلی رخ می دهد. اثرات گازهای خفه کننده بستگی به میزان کاهش اکسیژن هوا توسط آن گاز (فشار جزئی) بستگی دارد. قبل از این که علائم مشخصی ایجاد شود، اکسیژن موجود در هوا به 75% میزان طبیعی خود کاهش می یابد. در این شرایط باید غلظت گاز خفقان آور در مخلوط هوا و گاز 33% باشد. وقتی میزان گاز خغفان آور به 50% برسد، علائم حادی ایجاد می شود. غلظت 75% ظرف چند دقیقه انسان را می کشد. علائم: نخستین علامتی که توسط گازهای خفقان آور ایجاد می شود، تنفس شدید و احساس خفگی است. هوشیاری کاهش می یابد و هماهنگی ماهیچه ها مختل می شود. سپس تصمیم گیری مختل می شود. تزلزل عاطفی رخ می دهد و به سرعت احساس خستگی به وجود می آید. هرچه گاز خفقان آور بیشتر می شود ،حالت تهوع و استفراغ، درماندگی، کاهش هوشیاری و در نهایت تشنج، کمای شدید و مرگ رخ می دهد.
اثرات زیست محیطی کریپتون
کریپتون گازی است که در جو بسیار کم است و گازی غیر سمی و از نظر شیمیایی ساکن است. در دمای بی نهایت پایین (244- درجه سلسیوس) جانداران در اثر تماس با آن منجمد می شوند اما اثرات زیست محیطی طولانی مدتی ندارد.

تجهیزات آزمایشگاهی مورد استفاده در تجزیه
اسپکترومتر جرمی ، میکروسکوپ ، کرماتوگرافی مایع و گازی ، اشعه x ، جذب اتمی ، مادون قرمز ، کروماتوگرافی مایع با عملکرد بالا و اسپکترومتر نشری

خواص فیزیکی و شیمیایی عنصر کریپتون :
عدد اتمی:36
جرم اتمی:83.798
نقطه ذوب : C° -157.36
نقطه جوش : C° -153.2
ظرفیت: کامل
رنگ: بی رنگ
حالت استاندارد: گاز
نام گروه: 18
انرژی یونیزاسیون : Kj/mol 1520.6
شکل الکترونی: 4P 6 2 1s22s2p63s23 p63d 104s
الکترونگاتیوی: 2.91
گرمای فروپاشی : Kj/mol 1.188
گرمای تبخیر : Kj/mol 6.447
گرمای ویژه: J/g Ko 0.52
دوره تناوبی:4

شماره سطح انرژی : 4
اولین انرژی : 2
دومین انرژی : 8
سومین انرژی : 18
چهارمین انرژی : 8
ایزوتوپ :
ایزوتوپ نیمه عمر
Kr-78 پایدار
Kr-79 1.45 روز
Kr-80 پایدار
Kr-81 210000.0 سال
Kr-82 پایدار
Kr-83 پایدار
Kr-83m 1.86 ساعت
Kr-84 پایدار
Kr-85 10.73 سال
Kr-85m 4.48 ساعت
Kr-86 پایدار
Kr-87 1.27 ساعت
Kr-88 2.84 ساعت
Kr-89 3.15 دقیقه
Kr-90 32.3 ثانیه

موارد استفاده : سیستم های روشنایی ، لامپ های چراغ و اشعه UV

منابع
http://www.webelements.com/webelements/elements/text/Kr/index.html WebElements.com – Krypton
http://environmentalchemistry.com/yogi/periodic/Kr.html EnvironmentalChemistry.com – Krypton
ارسالی توسط دانش آموز سروش محمدزاده کلاس دوم ریاضی مدرسه ی علامه ی حلی
عمومی
نام, علامت اختصاری, شماره Krypton, Kr, 36
گروه شیمیایی گاز کامل
گروه, تناوب, بلوک 18 «VIIIA), 4 , p
جرم حجمیسختی 3.708 kg/m3 (273 K), NA
رنگ بی رنگ
img/daneshnameh_up/7/7c/125pxKr2C36.jpg
خواص اتمی
وزن اتمی 83.798 amu
شعاع اتمی (calc.) اطلاعات موجود نیست (88) pm
شعاع کووالانسی 110 pm
شعاع وندروالس 202 pm
ساختار الکترونی Ar]3d10 4s2 4p6]
e بازای هر سطح انرژی 2, 8, 18, 8
درجه اکسیداسیون (اکسید) 0 (ناشناخته)
ساختار کریستالی مکعبی face centered
خواص فیزیکی
حالت ماده گاز (غیر مغناطیسی)
نقطه ذوب 115.79 K (-251.25 °F)
نقطه جوش 119.93 K (-153.22 °F)
حجم مولی 27.99 ש»10-6 ««متر مکعب بر مول
گرمای تبخیر 9 .029 kJ/mol
گرمای هم جوشی 1 .638 kJ/mol
فشار بخار NA
سرعت صوت 1120 m/s at 293.15 K
متفرقه
الکترونگاتیویته 3.00 (درجه پاولینگ)
ظرفیت گرمایی ویژه 248 J/kg*K
رسانائی الکتریکی اطلاعات موجود نیست
رسانائی گرمایی 0.00949 W/m*K
1st پتانسیل یونیزاسیون 1350.8 kJ/mol
2nd پتانسیل یونیزاسیون 2350.4 kJ/mol
3rd پتانسیل یونیزاسیون 3565 kJ/mol
4th پتانسیل یونیزاسیون 5070 kJ/mol
5th پتانسیل یونیزاسیون 6240 kJ/mol
6th پتانسیل یونیزاسیون 7570 kJ/mol
7th پتانسیل یونیزاسیون 10710 kJ/mol
8th پتانسیل یونیزاسیون 12138 kJ/mol
پایدارترین ایزوتوپها
iso NA نیمه عمر DM DE MeV DP
78Kr 0.35% Kr با 42 نوترون پایدار است
80Kr 2.25% Krبا44 نوترون پایدار است
81Kr {syn.} 229000 y Epsilon 0.281 81Br
82Kr 11.6% Krبا46 نوترون پایدار است
83Kr 11.5% Krبا47 نوترون پایداراست
84Kr 57% Krبا 48نوترون پایداراست
85Kr {syn.} 10.756 y Beta 0.687 85Rb
86Kr 17.3% Krبا50 نوترون پایدار است
واحدهای SI & STP استفاده شده مگر آنکه ذکر شده باشد.

ا ستاره2 ستاره3 ستاره4 ستاره5 ستاره (1 رای, میانگین امتیاز: 5٫00 از 5)
به کانال تلگرام جم شیمی بپیوندید

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

*

code