R:nema oznaka upozorenja R S:nema oznake upozorenja S
Ako je moguće i u upotrebi, koriste seosnovne SI jedinice. Ako nije drugačije označeno, svi podaci dobijeni su mjerenjima u normalnim uvjetima.
Kripton (grčki:κρυφτος - sakriven) jestehemijski element sasimbolomKr irednim brojem 36. Uperiodnom sistemu, on se nalazi u 8. glavnoj grupi odnosno 18. grupi poIUPAC-u i stoga se ubraja uplemenite gasove. Kao i drugi plemeniti gasovi, on je također bezbojni, izrazito nereaktivni jednoatomni gas. Po mnogim osobinama, poput tačke topljenja, ključanja i gustoće, kripton se nalazi između lakšegargona i težegksenona. Kripton se ubraja među elemente koji su najrjeđi na Zemlji, a u njenoj atmosferi se nalazi samo u tragovima. Ovaj element su 1898. otkriliWilliam Ramsay iMorris William Travers pomoću frakcionedestilacije tečnogzraka. Zbog svoje rijetkosti se vrlo malo koristi, prvenstveno kao gas za punjenje svjetiljki. Poznat je vrlo mali broj spojeva kriptona, među kojima jekripton-difluorid, poznat kao jedno od najjačih oksidacijskih sredstava.
Nakon što suJohn William Strutt, 3. baron od Rayleigha iWilliam Ramsay 1894. otkrili argon kao prvi plemeniti gas, tehelij 1895. kojeg je Ramsay izolirao iz rudauranija, a koji je do tada bio poznat samo iz Sunčevog spektra, on je na osnovu zakonitosti periodnog sistema uočio da bi trebao postojati još neki sličan element. Ramsay je počev do 1896. istraživao različite minerale imeteorite kao i gasove koje oni ispuštaju pri zagrijavanju ili rastvaranju. Međutim, njegov saradnikMorris William Travers i on nisu bili uspješni, pa su do tada uspjeli pronaći samo helij i rijetki argon. Također, ni proučavanja vrelih gasova izCauteretsa u Francuskoj i saIslanda nisu dala nikakve rezultate.[8]
Naposlijetku, oni su počeli proučavati 15 litara sirovog argona kojeg su dobili te ga razdvajati na sastojke pomoću ukapljavanja i frakcione destilacije. Kada su ispitali nečistoće, koje su preostale nakon što je gotovo sav sirovi argon potpuno ispario, našli su do tada nepoznate žute i zelene spektralne linije tj. dokaz novog hemijskog elementa. Dali su mu imekripton prema starogrčkom κρυπτός (kriptos) u značenju sakriven. Nakon što su Ramsay i Travers izvršili daljnju destilaciju i pročišćavanje, uspjeli su odrediti imolarnu masu kriptona od oko 80 g/mol. Poslije otkrića kriptona, a nakon što su iz jedne frakcije sa još nižom temperaturom ključanja izdvojiti gasneon, konačno su putem izdvajanja iz sirovog kriptona došli do još jednog plemenitog gasa,ksenona.[8]
A. von Antropoff je 1924. objavio da je uspio sintetizirati prvi spoj kriptona u obliku crvene, stabilne čvrste stvari sastavljene iz kriptona ihlora. Kasnije se ispostavilo da se u ovom spoju ne nalazi kripton većdušik-monoksid ihlorovodik. Ipak nakon 1962. kada je dobijen prvi spoj jednog plemenitog gasa, ksenona, počeo je veće interesovanje nauke i nastojanja da se sintetiziraju spojevi kriptona. Prvi takav spoj dobio je A.V. Grosse, za koji je prvobitno pretpostavljao da se radi okripton-tetrafluoridu, da bi poslije dodatnih ispitivanja identificiran kao kripton-difluorid.[9]
Talasne dužine elektromagnetskog zračenja kojeg emitira izotop kriptona86Kr uzet je 1960. kao osnova za definiciju jedinicemetra. Time je ukinuto nedovoljno tačna definicija koja je do tada uzimana kaoetalon "prametra" napravljen od legureiridija iplatine. Tada je za jedan metar uzeta udaljenost 1.650.763,73 talasnih dužina elektromagnetnog zračenja nuklida86Kr koje emitira pri prelasku iz stanja5d5 u2pl0 uvakuumu.[10] Ova definicija je važila sve do 1983. kada je zamijenjena definicijom, koja se uzima kao udaljenost kojusvjetlost pređe u vakuumu za određeni dio sekunde.[11]
U normalnim uslovima temperature i pritiska, kripton je jednoatomni, bezbojni gas bez mirisa, koji se kondenzira pri temperaturi od 121,2 K (−152 °C) a pri 115,79 K (−157,36 °C) prelazi u čvrsto stanje. Kao i drugi plemeniti gasovi osim helija, kripton se kristalizira u kubičnom gusto pakovanom kristalnom sistemu sa parametrom rešetkea = 572 pm.[12] Kao i svi plemeniti gasovi, on također ima sve elektronske ljuske popunjene (elektronska konfiguracijaplemenitog gasa). Time se može objasiti da se kao gas nalazi u jednoatomnom stanju, te da mu je reaktivnost izuzetno slaba.
Sa gustoćom od 3,749 kg/m³ pri temperaturi od 0 °C i pritisku od 1013 hPa, kripton je teži od zraka i pada na tlo. U faznom dijagramu,trojna tačka se nalazi na 115,76 K und 0,7315 bar,[13] dok se kritična tačka nalazi na −63,75 °C, 5,5 MPa pri čemu je kritična gustoća 0,909 g/cm³.[14] Uvodi je slabo rastvorljiv, tako da se pri 0 °C u 1 litru vode može rastvoriti najviše 110 ml kriptona.[14]
Poput svih plemenitih gasova, kripton je veoma nereaktivan. U izuzetnim slučajevima i pod posebnim uslovima okruženja, on može reagirati sa najelektronegativnijim elementom,fluorom, pri čemu nastajekripton-difluorid. Za razliku od ksenon-fluorida, kripton-difluorid je termodinamički nestabilan, njegovo stvaranje je stoga endotermno te se mora odvijati pri nižim temperaturama. Fluorovi radikali, koji su neophodni za reakciju sa kriptonom, mogu se dobiti pomoću zračenjaultraljubičastim zrakama, bombardiranjemprotonima ili električnim pražnjenjem.[9]
Kripton gradi klatrate sa različitim spojevima, u kojima je gas fizički zatvoren u neku šupljinu te je na taj način vezan za njih. Tako naprimjer kripton sa vodom i smjesom vode ihloroforma gradi klatrat pri −78 °C,[15] dok je klatrat sa hidrohinonom tako stabilan da je kripton za njega vezan duže vrijeme.[14] Također je poznat i inkluzijski spoj kriptona u oligosahariduα-ciklodekstrinu.[16]
Poznat je ukupno 31izotop kriptona te 10nuklearnih izomera. Među njima postoji pet stabilnih izotopa:80Kr,82Kr,83Kr,84Kr i86Kr. Svi oni se javljaju u prirodi kao i izotop78Kr koji se vrlo sporo raspada (vrijeme poluraspada 2 · 1021 godina). Najveći udio u prirodnoj smjesi izotopa ima izotop84Kr sa 57 %, a slijede ga86Kr sa 17,3 %;82Kr sa 11,58 % i83Kr sa 11,49 %. Osim ovih, izotop80Kr sa udjelom od 2,28% i78Kr sa 0,35% su mnogo rjeđi u prirodi.[17] U prirodi se također nalazi i radioaktivni izotop kriptona81Kr, koji je ujedno i njegov najduže živući nestabilni izotop sa vremenom poluraspada od 229 hiljada godina,[17] a nastaje u tragovima putem atmosferskih reakcija.[18] Iradioaktivni izotop85Kr sa vremenom poluraspada od 10,756 godina također se javlja u atmosferi u tragovima. On nastaje zajedno sa drugim kratkoživućim izotopima pri razbijanju jezgarauranija iplutonija. Može dospjeti u atmosferu bilo nuklearnom eksplozijom ili tokom ponovne prerade nuklearnog goriva, a zbog različite raspodjele emisijskih izvora na Zemlji mnogo je češći nasjevernoj nego na južnoj hemisferi. Nakon atmosferskih nuklearnih testova 1960tih i značajnog zagađenja atmosfere izotopom85Kr, uslijedio je pad njegove koncentracije,[18] ali je na mjernoj stanici uGentu između 1979. i 1999. zabilježen nagli porast zbog rada postrojenja za ponovnu preradu nuklearnog goriva u La Hague u Normandiji.[19] Stabilni izotop83Kr je jedini NRM-aktivni izotop kriptona. Hiperpolarizirani83Kr je korišten u testovima na pacovima za proučavanjepluća životinja pomoću tomografijemagnetnom rezonancom.[20]
Kripton se ubraja među najrjeđe elemente na Zemlji. Smatra se da su od njega rjeđi samoksenon i neki radioaktivni elementi, koji se u prirodi nalaze najvećim dijelom već raspadnuti poputplutonija ili kao kratkoživući međuproizvodi u nekom od lanaca raspada. Udio kriptona u Zemljinoj kori iznosi 1,9 × 10−5 ppm,[1] dok se najveći dio ovog gasa nalazi u atmosferi, u kojoj ga ima oko 1,14ppm.[21]
Usvemiru je kripton daleko češći, a njegova raspostranjenost uporediva je salitijem,galijem iliskandijem.[22] Odnos između kriptona ivodika u svemiru je općenito konstantan. Iz toga se mogu izvući zaključak da je međuzvjezdana materijal bogata kriptonom.[23] Prisustvo ovog gasa je dokazano i u jednombijelom patuljku. Pri tome je izmjerena količina kriptona oko 450 puta veća nego u Suncu, a razlog velikog udjela tog gasa nije poznat.[24]
Dobijanje kriptona se vrši isključivo u okvirima Lindeovog postupka izdvajanjem izzraka. Pri razdvajanju dušika i kisika, kripton se obogaćuje tj. koncentrira u tečnom kisiku zbog velike gustoće, zajedno sa ksenonom na dnu destilacijske kolone. Ta smjesa se prevodi u narednu kolonu u kojoj se koncentracije kriptona i ksenona povećavaju do 0,3%.[25] Ona pored tečnog kisika i koncentrata ksenona i kriptona sadrži još velike količine ugljikovodika poputmetana, fluoriranih spojeva poputsumpor-heksafluorida ilitetrafluormetana kao i tragoveugljik-dioksida i didušik-monoksida. Metan i didušik-monoksid se mogu prevesti u ugljik-dioksid, vodu i dušik pomoću sagorijevanja na platinskim ilipaladijskim katalizatorima na 500 °C, te se adsorpcijom na molekularnom situ mogu ukloniti.[26]
Međutim, iz ove smjese na ovaj način se ne mogu izdvojiti spojevi fluora. Da bi se oni razložili i uklonili iz smjese, gas se može ozračiti mikrotalasima pri čemu pucaju veze između elementa i fluora a slobodni atomi fluora mogu seuhvatiti u natron-krečom (smjesa natrij- i kalcij-hidroksida)[27] ili ih prevoditi preko katalizatora odtitanij-dioksid-cirkonij-dioksida na temperaturi od 750 °C. U tom procesu fluorovi spojevi reagiraju do ugljik-dioksida ifluorovodika i drugih spojeva, pa se mogu lahko izdvojiti.[26]
Konačno, smjesa kriptona i ksenona se uvodi u sljedeću kolonu, koja se s gornje strane hladi a s donje zagrijava, gdje se razdvajaju. Ksenon se nakuplja na dnu, dok se prema vrhu kolone formira struja gasa, kojom prvo odlazi kisik, a nakon nekog vremena i kripton. Oksidacijom se kripton oslobađa zaostalih tragova kisika te se sakuplja i pakuje u boce.[25]
Najveći dio proizvodnje kriptona koristi se za punjenje svjetiljki s lučnim praženjenjem. Zbog njegove inertnosti, stepen isparavanja i oksidacije žarnih niti odvolframa je znatno sporiji, što omogućava znatno višu temperaturu žarenja. Samim tim dobija se i mnogo viši stepen iskorištenja rada svjetiljke. Kripton ponekad ulazi i u sastav halogenih ifluorescentnih svjetiljki. Osim navedenog, on služi i kao gas za punjenje uGeigerovim brojačima, scintilacijskim brojačima i elektronskim uređajima.[25] I pored visoke cijene nerijetko se stavlja kao gas za izolaciju staklenih komora umjesto mnogo jeftinijeg argona, kada se pri istoj debljini staklene stijenke želi ostvariti znatno bolja izolacija bez obzira na troškove.
Zajedno sa fluorom, kripton se koristi u kripton-fluoridlaserima. Ti laseri se ubrajaju u ekscimerne lasere a imaju talasne dužine od 248 nm u ultraljubičastom spektralnom području.[28] Također, laseri na bazi iona plemenitih gasova sadrže kripton, u kojima su aktivni medij jednostruko ili višestruko naelektrisaniioni kriptona.[29] Kao i ksenon, kripton također apsorbirarendgensko zračenje, mada u znatno manjoj mjeri. Stoga se ispituje da li se mješavina kriptona i ksenona može koristiti kao kontrastno sredstvo pri kompjuterskoj tomografiji (CT). Takva smjesa može dati bolji kontrast nego sâm ksenon, čiji udio u kontrastnom sredstvu je ograničen na najviše 35% zbog njegovog narkotičkog djelovanja na ljude.[30] Tečni kripton se koristi kao materijal zakalorimetriju u fizici čestica. On omogućava posebno tačno određivanje mjesta ienergije.[31] Primjer detektora čestica, koji koristi kalorimetre na bazi tečnog kriptona, jeste eksperimentNA48 priCERNu.[32]
Poznat je vrlo mali broj spojeva kriptona. Najstabilniji i najvažniji od njih jekripton-difluorid. On se ubraja među najsnažnija poznataoksidacijska i fluorizacijska sredstva a u mogućnosti je i oksidirati ksenon doksenon-fluorida ilijod dojod-pentafluorida. Ako kripton-difluorid reagira sa nekim primaocem fluora poput antimon-pentafluorida, nastat će kationi KrF+ i Kr2F3+, koji su najsnažnija poznata oksidacijska sredstva.
Poznati su i spojevi sa drugim ligandima izuzev fluora. U njih se između ostalih ubrajaju kriptonbis(pentafluorortotelurat) Kr(OTeF5)2, koji je jedini poznati spoj kisika i kriptona, te RCNKrF+AsF6− (gdje je R=H, CF3, C2F5 ili n-C3F7) sa spojem kriptona i dušika i HKrCCH, gdje je kripton spojen na ligandetina.[33]
^Weast, Robert C. (gl. ur.):CRC Handbook of Chemistry and Physics. CRC (Chemical Rubber Publishing Company), Boca Raton 1990. str. E-129 do E-145.ISBN0-8493-0470-9.
^abYiming Zhang, Julian R. G. Evans, Shoufeng Yang:Corrected Values for Boiling Points and Enthalpies of Vaporization of Elements in Handbooks, u: Journal of Chemical & Engineering Data. 56, 2011, str. 328–337,doi:10.1021/je1011086
^L. C. Allen, J. E. Huheey:The definition of electronegativity and the chemistry of the noble gases u: Journal of Inorganic and Nuclear Chemistry. 1980, 42, str. 1523–1524,doi:10.1016/0022-1902(80)80132-1
^T. L. Meek:Electronegativities of the Noble Gases. u: Journal of chemical education. 1995, 72, str. 17–18.
^abJohn F. Lehmann, Hélène P. A. Mercier, Gary J. Schrobilgen: The chemistry of krypton. u:Coordination Chemistry Reviews. 2002, 233/234, str. 1–39,doi:10.1016/S0010-8545(02)00202-3.
^K. Clusius:Zur Geschichte des Metermasses. u:Cellular and Molecular Life Sciences. 1963, 19, 4, str. 169–177,doi:10.1007/BF02172293.
^K. Schubert:Ein Modell für die Kristallstrukturen der chemischen Elemente. u:Acta Crystallographica. 1974, 30, str. 193–204.
^W. T. Ziegler, D. W. Yarbrough, J. C. Mullins:Calculation of the Vapor Pressure and Heats of Vaporization and Sublimation of Liquids and Solids below One Atmosphere Pressure. VI. Krypton. u:Ga. Inst. Technol., Eng. Exp. Stn., Proj. A-764, Tech. Rep. No. 1, 1964. (NIST webbook).
^abcHelmut Sitzmann:Krypton. Thieme Chemistry (izdavač): RÖMPP Online – Version 3.13. Georg Thieme Verlag KG, Stuttgart 2011.
^R. M. Barrer, D. J. Ruzicka:Non-stoichiometric clathrate compounds of water. Dio 4. –Kinetics of formation of clathrate phases. u:Transactions of the Faraday Society. 1962, 58, str. 2262–2271,doi:10.1039/TF9625802262.
^Wolfram Saenger, Mathias Noltemeyer:Röntgen-Strukturanalyse des α-Cyclodextrin-Krypton-Einschlußkomplexes: Ein Edelgas in organischer Matrix. u:Angewandte Chemie. 1972, 86, 16, str. 594–595,doi:10.1002/ange.19740861611.
^P. Cauwels, J. Buysse, A. Poffijn, G. Eggermont:Study of the atmospheric85Kr concentration growth in Gent between 1979 and 1999. u:Radiation Physics and Chemistry. 2001, 61, str. 649–651,doi:10.1016/S0969-806X(01)00361-9.
^Zackary I. Cleveland, Galina E. Pavlovskaya, Nancy D. Elkins, Karl F. Stupic, John E. Repine, Thomas Meersmann:Hyperpolarized83Kr MRI of lungs. u:Journal of Magnetic Resonance. 2008, 195, 2, str. 232–237,doi:10.1016/j.jmr.2008.09.020.
^A. G. W. Cameron:Abundances of the elements in the solar system. u:Space Science Reviews, 1970, 15, str. 121–146;PDF.
^Stefan I. B. Cartledge, J. T. Lauroesch, David M. Meyer, Ulysses J. Sofia, Geoffrey C. Clayton:Interstellar Krypton Abundances: The Detection of Kiloparsec-scale Differences in Galactic Nucleosynthetic History. u:The Astrophysical Journal. 2008, 687, str. 1043–1053,doi:10.1086/592132.
^Klaus Werner, Thomas Rauch, Ellen Ringat, Jeffrey W. Kruk:First detection of Krypton and Xenon in a white dwarf. u:The Astrophysical Journal. 753, 2012, str. L7,doi:10.1088/2041-8205/753/1/L7.
^abcP. Häussinger, R. Glatthaar, W. Rhode, H. Kick, C. Benkmann, J. Weber, H.-J. Wunschel, V. Stenke, E. Leicht, H. Stenger:Noble Gases. u:Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Wiley-VCH, Weinheim 2006,doi:10.1002/14356007.a17_485.
^abEP patent 1752417, Matthias Meilinger, "Process and apparatus for the production of krypton and/or xenon", izdan 20. 9. 2005, dodijeljen Linde AG
^Jean-Christophe Rostaing, Francis Bryselbout, Michel Moisan, Jean-Claude Parenta:Méthode d’épuration des gaz rares au moyen de décharges électriques de haute fréquence. u:Comptes Rendus de l'Académie des Sciences – Series IV – Physics. 2000, 1, 1, str. 99–105,doi:10.1016/S1296-2147(00)70012-6.
^Thomas H. Johnson, Allen M. Hunter:Physics of the krypton fluoride laser. u:J. Appl. Phys. 1980, 51, str. 2406–2420,doi:10.1063/1.328010.
^Helmut Sitzmann:Edelgas-Ionen-Laser. Thieme Chemistry (izdavač): RÖMPP Online – Version 3.13. Georg Thieme Verlag KG, Stuttgart 19. juni 2014.
^Deokiee Chon, Kenneth C. Beck, Brett A. Simon, Hidenori Shikata, Osama I. Saba, Eric A. Hoffman:Effect of low-xenon and krypton supplementation on signal/noise of regional CT-based ventilation measurements. u:J. Appl. Physiol. 2007, 102, str. 1535–1544,doi:10.1152/japplphysiol.01235.2005.
^V. M. Aulchenko, S. G. Klimenko, G. M. Kolachev, L. A. Leontiev, A. P. Onuchin, V. S. Panin, Yu. V. Pril, V. A. Rodyakin, A. V. Rylin, V. A. Tayurskyet al.: Investigation of an electromagnetic calorimeter based on liquid krypton. u:Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. 1990, 289, str. 468–474,doi:10.1016/0168-9002(90)91518-G.
^E. Mazzucato:Status of the NA48 experiment at the CERN SPS. u:Nuclear Physics B – Proceedings Supplements. 1997, 59, str. 174–181,doi:10.1016/S0920-5632(97)00440-4.
^Leonid Khriachtchev, Hanna Tanskanen, Arik Cohen, R. Benny Gerber, Jan Lundell, Mika Pettersson, Harri Kiljunen, Markku Räsänen:A Gate to Organokrypton Chemistry: HKrCCH. u:Journal of the American Chemical Society. 2003, 125, 23, str. 6876–6877,doi:10.1021/ja0355269.
