گاز کریپتون چیست

کریپتون، یکی از گازهای نجیبی است که علاوه بر داشتن ویژگی های منحصر به فرد گازهای نجیبی همچون آرگون، هلیوم، نئون و رادون، کاربردهای متعددی نیز دارد و جزء شگفتی های جدول تناوبی محسوب می شود. در پاسخ به این سوال که گاز کریپتون چیست، باید گفت از عناصر گروه گازهای نجیب با نماد Kr، عدد اتمی 36 و عدد جرمی ۸۳٫۸۰ است که بدون رنگ، مزه و بو می باشد و در دما و فشار استاندارد حالت گازی دارد. همینطور کریپتون سمی و قابل سوختن نیست و از هوا سنگین تر است.

در این مطلب سعی داریم بیشتر به یکی از عناصر گازهای نجیب به نام کریتون بپردازیم و شما را به آن آشنا سازیم. این گاز دارای چه خواصی است؟ کاربردهای کریپتون چیست؟ چه چیزی سبب کشف آن شد؟ اگر به دنبال پاسخ همه این سوالات هستید با ما همراه باشید.

تاریخچه گاز کریپتون

گاز کریپتون اولین بار توسط «Moris Travers» و «William Ramsay» در سال 1898 کشف شد. کریپتون که برگرفته از واژه یونانی kryptos)) به معنای پنهان است؛ در پس‌ماندهای تبخیر هوای مایع کشف شد. علت نام گذاری کریپتون تأخیری بود که برای کشف آن به وجود آمد و سال‌ها در ترکیبات هوای مایع پنهان ماند.

اگر به دنبال پاسخ پرسش گاز کریپتون چیست؟ هستید، می‌توانیم بگوییم این گاز جزء گروه گازهای نجیب جدول مندلیف بوده و با عدد اتمی 36 و نماد Kr شناخته می‌شود. گاز کریپتون دارای شش ایزوتوپ پایدار و چندین ایزوتوپ ساختگی پرتوزا است.

گاز کریپتون از طریق تقطیر جزء به جزء هوای مایع و شکافت اورانیوم تولید شده و به مصارف مختلفی می‌رسد. لازم به ذکر است که ایزوتوپ‌های طبیعی این عنصر دارای نیمه عمر بسیار طولانی هستند. به صورتی که بعد از عنصر سلنیوم به عنوان عنصری با بیشترین نیمه عمر شناخته می‌شود.

ایزوتوپ های پایدار کریپتون کدامند؟

کریپتون طبیعی مخلوطی از شش ایزوتوپ پایدار است که آن‌ها را در ادامه آورده‌ایم:

• کریپتون 84 (56.99 درصد)
• کریپتون86 (17.28 درصد)
• کریپتون 82 (11.59 درصد)
• کریپتون 83 (11.5 درصد)
• کریپتون 80 (2.29 درصد)
• کریپتون 78 (0.36 درصد)

کریپتون دارای ایزوتوپ‌هایی با عدد جرمی بین 69 تا 101 است. از این ایزوتوپ‌ها، 25 ایزوتوپ رادیواکتیو هستند و از شکافت اورانیوم و سایر واکنش‌های هسته‌ای تولید می‌شوند. کریپتون 81 که دارای طولانی‌ترین نیمه عمر است، نیمه عمری معادل 229000 سال دارد.

پس از چند روز ذخیره سازی کریپتون‌های به دست آمده از شکافت هسته‌ای، تنها حاوی یک ایزوتوپ رادیواکتیو به نام کریپتون 85 است که نیمه عمر آن 10.7 سال است. زیرا تمام ایزوتوپ‌های رادیواکتیو دیگر نیمه عمر 3 ساعت یا کم‌تر دارند.

مقدار این گاز در اتمسفر تقریباً 1ppm است. پس در هوایی که ما به طور طبیعی از آن تنفس می‌کنیم، مقداری از این گاز وجود دارد. اما اگر مقدار این گاز بالاتر از حد مجاز باشد، مانع از اتصال هموگلوبین خون با اکسیژن شده و در نتیجه اکسیژن رسانی به بافت‌های بدن را مختل می‌کند.

مشخصات فیزیکی و شیمیایی کریپتون

گاز کریپتون حدود 1.18 برابر هوا وزن دارد که نشان دهنده سنگینی این گاز است. این گاز بی‌رنگ و بی‌بو بوده و بدون محرک هیچ فعالیت شیمیایی ندارد. علت آن که گاز کریپتون جزء گازهای نجیب شناخته می‌شود، همین موضوع است.

 علت بی‌اثر بودن تمام گازهای نجیب پربودن لایه ظرفیت آن‌هاست. به همین علت است که گازهای نجیب میل به ترکیب شدن با عناصر دیگر را ندارند و براساس همین ویژگی به عنوان گازهای بی‌اثر شناخته می‌شوند.

این ماده در دمای 25 درجه سانتی گراد و فشار یک اتمسفر یعنی همان شرایط طبیعی یک اتاق، گازی شکل است و دارای جرم اتمی ۸۳.۷۹۸ g/mol است.

این گاز نجیب با شعاع اتمی 88 pm دارای 00.03749g/cm^۳ چگالی بوده و در اثر تخلیه الکتریکی، نوری با رنگ بنفش کمرنگ ایجاد می‌کند. نقطه جوش گاز کریپتون 153.4- درجه سانتی‌گراد و نقطه ذوب −157.4 °C اندازه گیری شده است.

نحوه تولید گاز کریپتون

مقدار گاز کریپتون موجود در هوا بسیار کم است. بنابراین برای تولید این گاز باید مقادیر زیادی از هوای مایع را در مخازن ذخیره برای جداسازی جمع آوری کرده و مورد جداسازی قرار دهیم. این گاز همراه با گاز زنون استخراج می‌شود و سپس در مراحلی جداگانه خالص‌سازی نهایی بر روی آن انجام می‌شود.

گریدهای گاز کریپتون

منظور از گریدهای مختلف گازها، همان درصد خلوص‌های مختلف آن‌هاست. گاز کریپتون باتوجه به کاربردهایی که دارد، بیشتر در سه گرید زیر تولید می‌شود:

• کریپتون گرید 3 با خلوص 99.9%
• کریپتون گرید 4 با خلوص 99.99%
• کریپتون گرید 5 با خلوص 99.999%

کاربردهای گاز کریپتون

اگر بخواهیم کاربردهای گاز کریپتون را از اوایل کشف این گاز تا به امروز بررسی کنیم، می‌توانیم به موارد زیر اشاره کنیم:

1 . به عنوان یک معیار بین المللی

از سال 1960 تا 1983 برای تعریف پارامتری به نام متر، از عنصر کریپتون استفاده می‌کردند. در آن زمان از نور خارج شده از اتم‌های تحریک شده کریپتون برای مشخص کردن واحد متر بهره می‌بردند. اما بعد از سال 1983، از سرعت نور در خلأ برای تعریف این واحد اندازه گیری طول استفاده کردند.

2 . ساخت لامپ

از این گاز به همراه گاز آرگون برای تولید لامپ‌های فلوئورسنت بهره می‌برند. این ترکیب سبب افزایش نور و در مقابل کاهش مصرف انرژی شده و طول عمر لامپ‌ها را نیز افزایش می‌دهد. برای پرکردن لامپ‌های رشته‌‌ای از گاز زنون به همراه این گاز بهره می‌برند تا طول عمر این لامپ‌ها را از طریق کاهش تبخیر رشته‌ها، افزایش دهند.

3 . کاربرد در عکاسی

در نتیجه یونیزه شدن، این گاز نجیب نور سفیدی از خود متساعد می‌کند که علت استفاده از این گاز در فلاش‌های دوربین‌های عکاسی همین موضوع است.

4 . گاز کریپتون در لیزر

از این گاز برای ساخت ترکیب کریپتون فلوئوراید استفاده می‌شود، این ترکیب با طول موج کوتاه و پرتوهای یکنواخت در جوش‌های هسته‌ای کاربرد دارد.

5. تصویربرداری پزشکی

یکی از مهم‌ترین کاربردهای گاز کریپتون در تصویربرداری پزشکی از ریه است. این گاز با ایجاد تمایز بین محیط‌های آب دوست و آب گریز ریه، سبب می‌شود تا اسکن ریه به بهترین شکل انجام شود.

6. کاربرد نظامی

شناسایی مخازن بازیافت سوخت‌های هسته‌ای با استفاده از این گاز انجام می‌شود که مهم‌ترین کاربرد نظامی این گاز به حساب می‌آید.

گاهی چندین سال از دفن یک مخزن حاوی مواد بازیافتی هسته‌ای می‌گذرد، اما ممکن است در طی این مدت دچار نشت و در نتیجه تشعشع شود. به همین منظور برای کشف منبع تشعشعات هسته‌ای از گاز کریپتون استفاده می‌کنند.

7 . صنایع ساختمانی

برای ساخت در و پنجره‌های دو جداره از این گاز بهره می‌برند تا فضای داخلی این پروفیل‌ها را پرکنند، زیرا کریپتون یک عایق بسیار خوب به حساب می‌آید.

این گاز رسانای الکتریسته و گرما نیست. بنابراین بهترین انتخاب برای ساخت پنجره‌ها و درهای دوجداره به حساب می‌آید. این گاز سبب می‌شود تا در فصل زمستان از هدر رفتن گرمای منازل جلوگیری شده و در نتیجه در مصرف انرژی صرفه جویی شود.

8 . به عنوان یک گاز محاظ در جوش کاری

اگرچه کریپتون به خوبی می‌تواند در هنگام جوش آلومینیوم، از واکنش قطعه جوش با اکسیژن هوا جلوگیری کند؛ ولی به علت قیمت بالایی که دارد، کم‌تر به عنوان گاز محافظ از آن بهره می‌برند.

خطرات گاز کریپتون

گاز کریپتون یک گاز غیرسمی به حساب آمده و خطری برای انسان ندارد، اما استنشاق مقدار زیادی از آن سبب خفگی خواهد شد. تنفس در هوایی که دارای غلظت‌های بالایی از این گاز است می‌تواند سبب تهوع، استفراغ، سرگیجه، کاهش هوشیاری و در نهایت مرگ شود.

در ابتدا تنفس این گاز سبب احساس خستگی و کاهش هوشیاری فرد می‌شود و در نهایت می‌تواند با جلوگیری از رسیدن اکسیژن به بافت‌های مغز، سبب تشنج و به کما رفتن فرد شود. بنابراین اگر در محیطی کار می‌کنید که احتمال نشت این گاز وجود دارد، حتماً به محض کاهش هوشیاری و سخت شدن تنفس، آن محیط را ترک کرده و اقدامات لازم در جهت ایمنی را انجام دهید.

نکات ایمنی هنگام کار با گاز کریپتون

برخورد با کریپتون مایع، می‌تواند سبب ایجاد سوختگی کرایوژنیک در فرد شود که خطرناک است. بنابراین در هنگام کار با سیلندرهای این گاز به نکات ایمنی زیر توجه کند:

• در زمان جابجایی سیلندرها، از کفش‌های ایمنی استفاده کنید.
• هنگام چرخاندن و جابه جایی سیلندرها از دستکش‌های محافظتی بهره ببرید.
• معمولاً برای آن که کپسول‌ها جای کم‌تری را اشغال کنند، آن‌ها را باریک و بلند می‌سازند. بنابراین هرگز آن‌ها را بدون تکیه گاه رها نکنید، زیرا ممکن است روی زمین افتاده و نشت پیدا کنند.
• پس از استفاده حتماً درپوش محافظتی را بر روی محل دقیق تعبیه شده قرار دهید.
• هیچ وقت سیلندرهای گاز را از قسمت درپوش بلند نکنید.
• انباری که برای نگهداری سیلندرها استفاده می‌شود، باید دارای تهویه مطلوبی باشد تا هوا به خوبی در آن‌ها گردش پیدا کند.
• اگرچه این گاز غیرقابل اشتعال است، اما نباید سیلندرهای آن را برروی زمین انداخته و بغلتانید.

کلام پایانی

بهترین تعریفی که می‌توان برای پاسخ پرسش کریپتون چیست؟ ارائه داد، اشاره به قرارگیری این گاز در گروه 18 و تناوب چهارم جدول مندلیف است. زیرا با نشان دادن جایگاه این عنصر در جدول می‌توان به تمام خواص فیزیکی و شیمیایی آن پی برد.

عنصر 36 این جدول همان گاز کریپتون است که سبک‌ترین گاز نجیب شناخته شده و کاربردهای فراوانی دارد. همچنین این گاز بی‌بو، بی‌‍‌مزه و بی‌رنگ است و در مقادیر طبیعی برای انسان سمی به حساب نمی‌آید، اما اگر غلظت این گاز در هوا بیشتر از حالت طبیعی باشد، سبب خفگی انسان خواهد شد.

برای خرید و مطالعه بیشتر درباره این گاز می‌توانید با ما تماس بگیرید تا علاوه بر آشنایی بیشتر، برای خرید گاز کریپتون نیز اقدام نمایید.

سوالات متداول در خصوص گاز کریپتون