To nie tylko ojczysta planeta Supermana; Krypton jest jednym z najrzadszych gazów na Ziemi, stanowiącym zaledwie 1 część na milion atmosfery objętościowo.
Ten gaz szlachetny jest bezbarwny i bezwonny. Ma pełną zewnętrzną powłokę elektronów, co czyni go w dużej mierze obojętnym na reakcje z innymi elementami. W przeciwieństwie do jego kolegi gazu szlachetnego neon, jednak krypton ma pewne związki. Najpopularniejszym z nich jest bezbarwny stały difluorek kryptonu (KrF2), zgodnie z Thomas Jefferson National Linear Accelerator Laboratory. Krypton difluoride jest stabilny tylko poniżej minus 22 stopni Fahrenheita (minus 30 stopni Celsjusza), zgodnie z Chemicool.
Ponieważ krypton jest tak rzadki (a tym samym drogi), ma ograniczone zastosowanie. Gaz jest wstrzykiwany do niektórych żarówek, ponieważ przedłuża żywotność wolframowego żarnika, który sprawia, że te żarówki świecą, według Universal Industrial Gases Inc, dostawcy sprzętu do produkcji gazów przemysłowych i związanych z tym usług. Ponieważ jest to tak ciężki gaz, krypton jest również zamknięty między szybami niektórych okien z podwójną szybą, aby pomóc im zatrzymać ciepło. Ale nawet do tego celu, gaz szlachetny argon jest zwykle używany, ponieważ jest tańszy, według Universal Industrial Gases.
Po prostu fakty
Ukryty gaz
Odkrycie kryptonu nastąpiło częściowo przez przypadek. Szkocki chemik William Ramsay i angielski chemik Morris Travers wydobywali argon z powietrza w nadziei na jego odparowanie i znalezienie lżejszego pierwiastka chemicznego, który wypełniłby lukę w Układzie Okresowym pomiędzy argonem a helem.
Nieumyślnie jednak badacze przesadzili z odparowywaniem, pozostawiając po sobie jedynie ciężką próbkę gazu, jak podaje Chemicool. Zastanawiając się, czy mimo to mogą coś znaleźć, przeanalizowali widmo światła gazów w próbce i znaleźli coś nieznanego – zupełnie nowy pierwiastek. Ten nowy pierwiastek nie był lżejszy od argonu, ale cięższy. Naukowcy nazwali to odkrycie „kryptonem”, od greckiego słowa oznaczającego „ukryty”, kryptos.
Kto wiedział?
- Pod wpływem prądu elektrycznego pod niskim ciśnieniem gaz kryptonowy świeci jak neon – ale zamiast na czerwono-pomarańczowo, krypton świeci dymną bielą, według Laboratorium Jeffersona.
- Metr (3,3 stopy) został kiedyś oficjalnie zdefiniowany przez długość fali kryptonu-86, najcięższego stabilnego izotopu kryptonu. (Dziś definiuje się go jako odległość, jaką światło pokonuje w próżni w ciągu ułamka sekundy). Nieco ponad 1,5 miliona pomarańczowo-czerwonych fal kryptonu-86 równa się metr, według Royal Society of Chemistry.
- OK, porozmawiajmy o Supermanie. Świat ojczysty superbohatera został po raz pierwszy wspomniany w 1938 roku. Początkowo w komiksach o Supermanie wszyscy mieszkańcy zniszczonej planety Krypton byli obdarzeni supersiłą; jednak w latach 50. historia uległa zmianie. Superman byłby przeciętnym Joe na Kryptonie, ale lżejsza grawitacja Ziemi i żółte słońce dały mu jego supermoce.
- Nie myl kryptonu z kryptonitem, słynnym środkiem odstraszającym Supermana. Kryptonit jest opisany jako radioaktywne ciało stałe o różnych kolorach, od czerwonego, przez zielony do czarnego. Krypton, jak już ustalono, jest bezbarwnym, bezwonnym i pozbawionym smaku gazem. Jak nudno.
- Odkrywcy kryptonu (Ramsay i Travers) odkryli również hel, argon, ksenon i neon. Za te odkrycia Ramsay otrzymał w 1904 roku Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii.
Bieżące badania
Pew! Pew! OK, w rzeczywistości nie wydają takiego dźwięku, ale lasery kryptonowo-fluorowe są potężnym narzędziem naukowym – i są odpowiedzialne za co najmniej jeden Światowy Rekord Guinnessa. Lasery te mogą wytworzyć impuls energii 500 razy silniejszy niż cała sieć elektryczna Stanów Zjednoczonych w ciągu zaledwie czterech miliardowych części sekundy, jak podaje Chemicool. W lipcu 2014 r. naukowcy z U.S. Naval Research Laboratory świętowali wpis do Księgi Rekordów Guinnessa za użycie potężnego lasera kryptonowo-fluorowego do przyspieszenia plastikowych folii do prędkości 1000 kilometrów na sekundę (ponad 2,2 miliona mil na godzinę) w odległości mniejszej niż milimetr. Eksperymenty te zostały przeprowadzone w 2009 roku; od tego czasu naukowcy zwiększyli prędkości napędzane laserem do 1180 km/s. Celem, poza zdobyciem rekordów świata, jest przyspieszenie badań nad fuzją jądrową.
Krypton ma również inne naukowe supermoce. Radioaktywne izotopy kryptonu – wersje atomu z różną liczbą neutronów w jądrach – są produkowane naturalnie, gdy promienie kosmiczne z kosmosu uderzają w atomy kryptonu w atmosferze, powiedział Christo Buizert, badacz podoktorski w dziedzinie geologii i geofizyki na Uniwersytecie Stanowym w Oregonie. Te radioaktywne izotopy są niestabilne, co oznacza, że rozpadają się w czasie.
Ten rozpad w czasie tworzy „zegar” atomowy, nie inaczej niż węgiel-14, pierwiastek radioaktywny o okresie połowicznego rozpadu wynoszącym około 5000 lat. Węgiel-14 jest świetny do datowania obiektów organicznych, które sięgają dziesiątków tysięcy lat wstecz, ale wiele elementów Ziemi jest o wiele starszych, powiedział Buizert.
On i jego koledzy użyli izotopu kryptonu, kryptonu-81, z okresem połowicznego rozpadu 230 000 lat, aby datować rdzenie lodowe na Antarktydzie z powrotem do 120 000 lat. (Najstarszy lód antarktyczny, jaki kiedykolwiek znaleziono, spadł jako śnieg 800 000 lat temu.) Pęcherzyki w lodzie zatrzymują gazy atmosferyczne w takiej postaci, w jakiej znajdowały się, gdy spadł śnieg, powiedział Buizert w wywiadzie dla Live Science. Mierząc poziomy kryptonu-81 i porównując je z obecną atmosferą, naukowcy mogą wykorzystać znane tempo rozpadu izotopu do określenia wieku lodu.
„Jeśli krypton-81 jest taki sam jak w atmosferze, możemy powiedzieć, że lód jest młody i bardzo niedawny” – powiedział Buizert. „Jeśli jest starszy, jest mniej i mniej kryptonu-81 w próbce.”
Technika pomiaru kryptonu-81 jest tylko około dekady, Buizert powiedział. Ponieważ krypton-81 (i kryptonu w ogóle) jest dość rzadkie w atmosferze, przy użyciu gazu do datowania wymaga dużo materiału – 220 funtów. (100 kilogramów) lodu, w przypadku badania datowania lodu Antarktydy, które naukowcy opublikowali w kwietniu 2014 roku w czasopiśmie Proceedings of the National Academy of Sciences. Rzeczywiste pobieranie próbek lodu zostało wykonane zaledwie dwa lata przed opublikowaniem pracy, powiedział Buizert. Od tego czasu technologia poprawiła się tak bardzo, że tylko 44 funty. (20 kg) lodu byłoby dziś potrzebne do tego samego badania. Naukowcy poszukują teraz jeszcze starszego lodu na Antarktydzie, mając nadzieję, że uda im się znaleźć kilka datowanych nawet na 1,5 miliona lat. Te próbki lodu zawierają wskazówki na temat starożytnego klimatu i atmosfery w czasie, kiedy spadł śnieg.
Daleko od lodowców Antarktydy, krypton-81 został również użyty do datowania niesamowitych starych wód gruntowych na Pustyni Sahara. Badanie z 2004 roku w czasopiśmie Geophysical Research Letters ujawniło, że w niektórych obszarach południowo-zachodniego Egiptu, wody gruntowe docierające do powierzchni nie ujrzały światła dziennego przez 1 milion lat.
Inny izotop kryptonu, krypton-85, jest w dużej mierze produkowany jako produkt uboczny rozszczepienia jądrowego. Mierząc poziom kryptonu-85 w atmosferze nad tajnymi krajami, takimi jak Korea Północna, naukowcy mogą wskazać miejsca, w których mogą znajdować się ukryte obiekty jądrowe. Na przykład w 2003 roku BBC podało, że czujniki umieszczone wzdłuż granicy z Koreą Północną odnotowały wysoki poziom kryptonu-85, który nie pochodził z głównej elektrowni atomowej tego kraju – co sugeruje istnienie drugiej, tajnej elektrowni. Korea Północna testowała bomby atomowe w 2006, 2009 i 2013 roku, według organizacji non-profit Nuclear Threat Initiative.
Follow Live Science @livescience, Facebook & Google+.