Криптон

(от греч. Kryptos-скрытый. Лат. Krypton) Кr, хим. Элемент VIII гр. Периодич. Системы, относится к благородным газам. Ат. Н. 36, ат. М. 83,80. Прир. К., выделенный из воздуха, состоит из изотопов 78 Кr (0,354% по объему), 80Kr (2,27%), 82Kr (11,56%), 83Kr (11,55%), 84 Кr (56,90%), 86Kr (17,37%). Изотопный состав К., выделенного из урановых минералов, иной, т. К. При делении 235U и 238U образуются радиоактивные изотопы, напр. 85Kr (T1/2 10,6 г, b-излучатель), к-рый получается также при ядерныi взрывах. Поперечное сечение захвата тепловых нейтронов для прир. Смеси изотопов 2,8.10-27 м 2. Конфигурация внеш. Электронной оболочки 4s24р 6. Степень окисления +2. Энергии ионизации Kr°:Kr:Kr2+ соотв. Равны 13,9998 и 24,37 эВ. Атомный радиус 0,198 нм, ковалентный радиус 0,109 нм.

Содержание К. В атмосфере 1,14-10-4 % по объему. Запасы в атмосфере оцениваются в 5,3.1012 м 3. В газах урансодержащих минералов находится 2,5-3,0% по массе К., в облученном топливе ядерных реакторов - до 0,04%. В космосе на 6.107 атомов Не приходится 1 атом К. Свойства. К. - одноатомный газ без цвета и запаха. Т. Кип. 119,80 К. Плотн. Твердого К. 3,100 г/см 3 (0 К), жидкого 2,412 г/см 3 (120 К), газообразного 3,745 кг/м 3 (273 К, 0,1 МПа). T крит209,35 К, р5,50 МПа, d0,908 г/см 3. Тройная точка. Т-ра 115,78 К, плотн. 2,826 г/см 3. C0p 20,79 Дж/(молъ . К). DH0 пл1,6 кДж/моль, DH0 исп 9,1 кДж/моль. S0298 163,97 Дж/(моль . К). Ур-ния температурной зависимости давления пара. Над твердым К. Lgp(Пa)=- 579,6/T+9,86%, над жидким lgp(MПа)=-710,0193/T+7,156931 lgT+0.01039974T+18,5639.

Теплопроводность 8,54.10-3 ВтДм . К) при 273 К и 0,1 МПа. H 2,33.10-5 Па . С (273 К, 0,1 МПа). Диамагнитен, магн. Восприимчивость - 2,9.10-5. Поляризуемость 2,46.10-3 нм 3. Коэф. Самодиффузии 7,9.10-6 м 2/с (273 К, 0,1 МПа). Коэф. Сжимаемости при 300 К. 0,9979 (0,1 МПа), 0,8083 (10 МПа). Твердый К. Кристаллизуется в гранецентрир. Кубич. Решетке, а=0,572 нм (58 К), z=4, пространств. Группа Fm3m. Р-римость в воде при 0,1 МПа (в м 3/кг). 1,1.10-4 (0°С), 0,054.10-3 (25 °С). К. Образует соед. Включения (клатраты) с водой и орг. В-вами. Kr.5,75Н 2 О (т. Разл. -27,7°С при 0,1 МПа. Давление диссоциации 1,5 МПа при 0°С). 2,14Kr.12Х (X=С 6 Н, ОН, С 6 Н 5 СН 3). 2Kr.Y.17H2O [Y=ССl4, СНСl3, (СН 3)2 СО]. 0,75 Kr. Зb-С 6 Н 4 (ОН)2. Известны экс и мерные соед., напр.

KrF*, KrСl*, KrВr*, КrO*, применяемые в УФ лазерах. Из хим. Соед, К. Получены только криптона дифторидKrF2 и его производные, напр. KrF+ SbF-6,Kr2 Р 3+AuF6-, KrF+ Та 2F11-. Получение. К. Получают как побочный продукт при воздуха разделении. Газообразный кислород, содержащий Kr и Хе, из конденсатора установки для получения О 2 подается на ректификацию в т. Наз. Криптоновую колонну, в к-рой Kr и Хе извлекаются из газообразного О 2 при промывке его флегмой, образующейся в верх, конденсаторе криптоновой колонны. Кубовая жидкость при этом обогащается Kr и Хе. Ее затем практически полностью испаряют, неиспаривщаяся часть -т. Наз. Бедный жрилтонксеноновый концентрат (менее 0,2% Kr и Хе) - непрерывно поступает через испаритель в газгольдер.

При оптимальном флегмовом числе 0,13 степень извлечения Kr и Хе составляет 0,90. Выделенный концентрат сжимают до 0,5-0,6 МПа и через теплообменник подают в нагретый до ~1000 К контактный аппарат с СuО для выжигания содержащихся в нем углеводородов. После охлаждения в водяном холодильнике газовую смесь очищают от примесей СО 2 и воды с помощью КОН сначала в скрубберах, а затем в баллонах. Выжигание и очистку повторяют неск. Раз. Очищенный концентрат охлаждают и непрерывно подают в ректификац. Колонну под давлением 0,2-0,25 МПа. При этом Kr и Хе накапливаются в кубовой жидкости до содержания 95-98%. Эту т. Наз. Сырую криптон-ксeноновую смесь через газификатор, аппарат для выжигания углеводородов и систему очистки направляют в газгольдеры.

Из газгольдера газовая смесь поступает в газификатор, где ее конденсируют при 77 К. Часть этой смеси подвергают фракционированному испарению. В результате послед. Очистки от О 2 в контактном аппарате с СuО получают чистый К. Оставшуюся газовую смесь подвергают адсорбции в аппаратах с активир. Углем при 200-210 К. При этом выделяется чистый К., а Хе и часть К. Поглощаются углем. Адсорбированные Kr и Хе разделяют фракционированной десорбцией. При мощности 20000 м 3/ч перерабатываемого воздуха (273 К, 0,1 МПа) получают в год 105 м 3 К. Его добывают также из метановой фракции продувочных газов в произ-ве NH3. Выпускают чистый К. (более 98,9% по объему К.), техн. (более 99,5% смеси Kr и Хе) и крип-тон-ксеноновую смесь (менее 94,5% К.).

Определение. Качественно К. Обнаруживают эмиссионной спектроскопией (характеристич. Линии 557,03 нм и 431,96 нм). Количественно его определяют масс-спектромeтрически, хроматографически, а также методами абсорбц. Анализа. Применение. Используют К. Для наполнения ламп накаливания, газоразрядных и рентгеновских трубок. Радиоактивный изотоп 85Kr используют как источник b-излучения в медицине, для обнаружения течей в вакуумных установках, как изотопный индикатор при исследованиях коррозии, для контроля износа деталей. Хранят и транспортируют К. И его смеси с Хе под давлением 5-10 МПа при 20°С в герметичных стальных баллонах черного цвета соотв. С одной желтой полосой и надписью "криптон" и двумя желтыми полосами и надписью "криптон-ксенон".

К. Открыли в 1898 У. Рамзай и М. Траверс. Лит. См. При ст. Благородные газы. В. А. Легасов. В. Б. Соколов.