Krypton
Inhoudsopgave
Krypton is niet alleen de thuisplaneet van Superman maar het is ook een van de meest zeldzame gassen op Aarde. Ongeveer 1 vppm van de atmosfeer bestaat uit krypton.
Krypton is een edelgas en het is kleurloos en geurloos. De buitenste elektronenschil is vol en dat betekent dat het nauwelijks reageert met andere elementen. Maar anders dan zijn collega-edelgas neon gaat krypton wel enkele verbindingen aan. De meest voorkomende is het kleurloze en vaste kryptondifluoride (KrF2). Dit kryptondifluoride is alleen stabiel bij een temperatuur beneden -30 °C.
Omdat krypton zo zeldzaam (en dus duur) is zijn er weinig toepassingen. De gas wordt toegevoegd aan bepaalde gloeilampen omdat het de levensduur van het wolfraam filament verlengd dat zorgt dat de lampen oplichten. Omdat krypton een zwaar gas is wordt het soms ook geseald tussen ramen van dubbelglas. Dit zorgt er voor dat de warmte buiten blijft. Maar zelfs voor deze toepassing wordt meestal argon gebruikt omdat dit veel goedkoper is.
Chemische gegevens
| Symbool | Kr |
| Volledige naam | Krypton |
| Atoomnummer | 36 |
| Atoommassa (g.mol-1 ) | 83,798 |
| Groep | edelgassen |
| Elektronegativiteit (Pauling) | 3,00 |
| Dichtheid (g.cm-3 bij 20 °C) | 0,003733 |
| Smeltpunt (°C) | -157,36 |
| Kookpunt (°C) | -153,22 |
| Vanderwaalsstraal (nm) | 0,202 |
| Ionstraal (nm) | — |
| Isotopen | 37 waarvan 7 natuurlijke isotopen |
| Elektronenschil | [Ar]3d104s24p6 |
| Elektronen per schil | 2, 8, 18, 8 |
| Eerste ionisatiepotentiaal (kJ.mol-1 ) | 1350.8 |
| Tweede ionisatiepotentiaal (kJ.mol-1 ) | 2350,4 |
| Derde ionisatiepotentiaal (kJ.mol-1 ) | 3565 |
| Standaard potentiaal (V) | — |
| Ontdekt door: | 1898 door William Ramsay en Morris Travers |
Bohr-Rutherford diagram
Isotopen
| Nummer | Naam | Symbool | Atoommassa (u) | Abundantie (%) |
|---|---|---|---|---|
| 36 | Krypton | 78 Kr | 77,920386 | 0,35 |
| 80 Kr | 79,916378 | 2,28 | ||
| 82 Kr | 81,913485 | 11,58 | ||
| 83 Kr | 82,914136 | 11,49 | ||
| 84 Kr | 83,911507 | 57,00 | ||
| 86 Kr | 85,910610 | 17,30 |
Radioisotopen
| Nuclide | Isotopische massa (u) | Halfwaardetijd |
|---|---|---|
| 69Kr | 68,96518 | 32 ms |
| 70Kr | 69,95526 | 52 ms |
| 71Kr | 70,94963 | 100 ms |
| 72Kr | 71,94209 | 17,16 s |
| 73Kr | 72,93928 | 28,6 s |
| 74Kr | 73,93308 | 11,50 min |
| 75Kr | 74,93094 | 4,29 min |
| 76Kr | 75,92591 | 14,8 uur |
| 77Kr | 76,92467 | 74,4 min |
| 79Kr | 78,92008 | 35,04 uur |
| 81Kr | 80,91659 | 229.110 jaar |
| 85Kr | 84,91252 | 10,776 jaar |
| 87Kr | 86,91335 | 76,3 min |
| 88Kr | 87,91444 | 2,84 uur |
| 89Kr | 88,91763 | 3,15 min |
| 90Kr | 89,91951 | 32,32 s |
| 91Kr | 90,92345 | 8,57 s |
| 92Kr | 91,92615 | 1,840 s |
| 93Kr | 92,93127 | 1,286 s |
| 94Kr | 93,93436 | 210 ms |
| 95Kr | 94,93984 | 114 ms |
| 96Kr | 95,94307 | 80 ms |
| 97Kr | 96,94856 | 63 ms |
| 98Kr | 97,95191 | 46 ms |
| 99Kr | 98,95760 | 40 ms |
| 100Kr | 99,96114 | 10 ms |
Het verborgen gas
Krypton is gedeeltelijk per ongeluk ontdekt. De Schotse chemicus William Ramsay en de Engelse chemicus Morris Travers waren bezig met het extraheren van argon uit lucht in de hoop het te verdampen en zo een lichter element te vinden om het gat tussen argon en helium te vullen.
Ze overdreven de verdamping waardoor er alleen een zwaarder gasmonster achterbleef. Ze vroegen zich af of er toch nog iets aanwezig zou kunnen zijn en ze analyseerden het lichtspectrum van de gassen in hun monster. Ze vonden inderdaad een gloednieuw element. Dit nieuwe element was niet lichter dan argon maar zwaarder. Ze noemden het element “krypton”, afgeleid van het Griekse woord “kryptos” dat “verborgen” betekent.
Weetjes
- Als krypton onder lage druk wordt blootgesteld aan een elektrische stroom dan licht het net als neon op. Neon krijgt dan een oranjeorde kleur, krypton gloeit met een rokerige witte kleur.
- Ooit werd onze meter gedefinieerd aan de hand van de golflengte van krypton-86, het zwaarste stabiele isotoop van krypton. Er gaan iets meer dan 1,5 miljoen oranjerode golflengtes van krypton-86 in een meter. Tegenwoordig wordt de meter gedefinieerd als de afstand die het licht in een fractie van een seconden aflegt in een vacuüm.
- Krypton is de thuiswereld van Superman. In 1938 werd die planeet voor het eerst genoemd. In eerste instantie kregen alle bewoners van de vernietigde planeet Krypton superkrachten toebedeeld maar in de jaren 50 veranderde dit en werd Superman een gemiddelde bewoner van Krypton die als gevolg van het gele zonlicht en de lagere zwaartekracht op Aarde alleen hier superkrachten heeft.
- Verwar krypton niet met kryptoniet. Dit is het beroemde afweermiddel voor Superman. Kryptoniet wordt beschreven als een vaste stof met verschillende kleuren, van rood tot groen tot zwart. Krypton is een kleurloos, geurloos en smaakloos gas. Eigenlijk erg saai.
- Ramsay en Travers ontdekten naast Krypton ook de edelgassen helium, argon, xenon en neon. In 1904 kreeg Ramsay voor deze ontdekkingen de Nobelprijs voor de Chemie.
Huidig onderzoek
Krypton-fluorlasers zijn een zeer krachtig wetenschappelijk hulpmiddel. Dergelijke lasers kunnen in slechts vier miljardste van een seconde een energiepuls produceren die 500 keer zo sterk is als het gehele Amerikaanse elektriciteitsnet. Krypton-fluorlasers werden ingezet voor onderzoek naar kernfusie.
Krypton heeft ook andere wetenschappelijke superkrachten. Radioactieve isotopen van krypton, versies van het atoom met verschillende aantallen neutronen in hun kern, worden op natuurlijke wijze geproduceerd als kosmische straling uit de ruimte kryptonatomen in de atmosfeer raakt. Deze radioactieve isotopen zijn instabiel en dat betekent dat ze na verloop van tijd uit elkaar vallen.
Dit getimede verval zorgt voor een atoomklok die vergelijkbaar is met koolstof-14. Dit radioactieve element heeft een halfwaardetijd van ongeveer 5000 jaar. Koolstof-14 wordt veel gebruikt voor het dateren van organische objecten die tienduizendenjaren oud zijn, maar veel elementen op Aarde zijn veel ouder.
Krypton-81 heeft een halfwaardetijd van 230.000 jaar en het is gebruikt om ijs op Antarctica te dateren tot 120.000 jaar geleden. Het oudste op Antarctica gevonden is viel ongeveer 800.000 jaar geleden als sneeuw uit de lucht. Luchtbellen in het ijs vangen atmosferische gassen zoals ze waren toen de sneeuw viel. Door de niveaus van krypton-81 te meten en te vergelijken met de huidige atmosfeer kunnen onderzoekers de bekende vervaltijd van het isotoop gebruiken om de leeftijd van het ijs te bepalen.
De krypton-81 methode is een nog erg jonge methode. Omdat krypton-81 9en krypton in het algemeen) nogal zeldzaam is in de atmosfeer is er voor het dateren erg veel materiaal nodig. In het geval van de ijsdatering op Antarctica ging het om 100 kilogram ijs. Ondertussen is de techniek dermate verfijnd dat men met ongeveer 20 kilogram ijs ook uitkomt. Onderzoekers zijn nu op zoek naar nog ouder ijs op Antarctica. Ze hopen ijs te kunnen vinden dat wel 1,5 miljoen jaar oud is. Deze ijsmonsters kunnen aanwijzingen bevatten over het oude klimaat en de atmosfeer op het moment dat de sneeuw viel.
De krypton-82 dateringsmethode is ook gebruikt om het grondwater in de Sahara te dateren. Onderzoekers hebben onthuld dat in bepaalde delen van het zuidwesten van Egypte grondwater voorkomt dat al meer dan 1 miljoen jaar het daglicht niet heeft gezien.
Kypton-85 is een isotoop dat brijkomt als bijproduct met kernsplijting. Door de niveaus van krypton-85 boven geheime landen zoals Noord-Korea te meten kunnen onderzoekers faciliteiten lokaliseren die verborgen nucleaire faciliteiten kunnen herbergen.
Spectra
Absorptiespectrum
Emissiespectrum
