Nota: Este artículo, publicado originalmente en 1998, fue actualizado en 2006 para la edición del libro electrónico.
Resumen
El criptón fue uno de los tres gases nobles descubiertos en 1898 por el químico y físico escocés Sir William Ramsay (1852-1916) y el químico inglés Morris William Travers (1872-1961). Ramsay y Travers descubrieron los gases dejando que el aire líquido se evaporara. Al hacerlo, cada uno de los gases que componen el aire normal hirvió, uno a la vez. Tres de esos gases, el criptón, el xenón y el neón, se descubrieron por primera vez de esta manera.
El término gas noble se refiere a los elementos del grupo 18 (VIIIA) de la tabla periódica. La tabla periódica es un gráfico que muestra cómo se relacionan los elementos químicos entre sí. Estos gases han recibido el nombre de «nobles» porque actúan como si fueran «demasiado arrogantes» para reaccionar con otros elementos. Hasta los años 60 no se conocía ningún compuesto de estos gases. Al ser tan inactivos, también se les llama gases inertes. Inerte significa inactivo.
Símbolo
Kr
Número atómico
36
Masa atómica
83.80
FAMILIA
Grupo 18 (VIIIA)
Gas noble
PRONUNCIACIÓN
KRIP-ton
El criptón tiene relativamente pocos usos comerciales. Todos ellos tienen que ver con los sistemas de iluminación de un modo u otro.
Descubrimiento y denominación
En 1898, se habían descubierto dos miembros de la familia de los gases nobles. Eran el helio (número atómico 2) y el argón (número atómico 18). Pero no se había encontrado ningún otro elemento de la familia. La tabla periódica contenía casillas vacías entre el helio y el argón y por debajo del argón. Los gases nobles que faltaban tenían los números atómicos 10, 36, 54 y 86. Los químicos consideran las casillas vacías de la tabla periódica como «elementos que esperan ser descubiertos».
Como los dos elementos nobles conocidos, el helio y el argón, son gases, Ramsay y Travers esperaban que los elementos que faltaban fueran también gases. Y si lo eran, podrían encontrarse en el aire. El problema era que el aire ya había sido analizado cuidadosamente y se había descubierto que tenía un 99,95 por ciento de oxígeno, nitrógeno y argón. ¿Era posible que los gases que faltaban estuvieran en el último 0,05 por ciento del aire?
Para responder a la pregunta, los químicos no trabajaron con el aire en sí, sino con el aire líquido. El aire se convierte en líquido simplemente enfriándolo lo suficiente. Cuanto más se enfría el aire, más gases se convierten en líquidos. A -182,96°C (-297,33°F), el oxígeno pasa de ser un gas a un líquido. A -195,79°C (-320,42°F), el nitrógeno pasa de gas a líquido. Y así sucesivamente. Finalmente, todos los gases del aire pueden licuarse (cambiar a líquido).
Pero el proceso inverso también tiene lugar. Supongamos que un recipiente de aire líquido tiene 100 litros. El aire líquido se calentará lentamente. Cuando su temperatura alcanza los -195,79°C, el nitrógeno líquido vuelve a convertirse en gas. Como aproximadamente el 78 por ciento del aire es nitrógeno, sólo quedará el 22 por ciento del aire líquido original (22 litros).
Cuando la temperatura alcanza los -182,96°C, el oxígeno vuelve a cambiar de líquido a gas. Como el oxígeno constituye el 21 por ciento del aire, otro 21 por ciento (21 litros) del aire líquido se evaporará.
El trabajo de Ramsay y Travers fue muy difícil, sin embargo, porque los gases que buscaban no son abundantes en el aire. El criptón, por ejemplo, sólo constituye un 0,000114 por ciento del aire. Por cada 100 litros de aire líquido, sólo habría 0,00011, es decir, una décima de mililitro de criptón. Una décima de mililitro es aproximadamente una gota. Así que Ramsay y Travers -aunque no lo sabían- buscaban una gota de criptón en 100 litros de aire líquido
Asombrosamente, la encontraron. El descubrimiento de estos tres gases fue un gran mérito de sus habilidades como investigadores. Sugirieron el nombre de criptón para el nuevo elemento. El nombre fue tomado de la palabra griega kryptos que significa «oculto».
Propiedades físicas
El criptón es un gas incoloro e inodoro. Tiene un punto de ebullición de -152,9°C (-243,2°F) y una densidad de 3,64 gramos por litro. Esto hace que el criptón sea unas 2,8 veces más denso que el aire.
«¡Mira, en el cielo! Es un pájaro. Es un avión….
El famoso personaje de dibujos animados Superman tiene muchos superpoderes. Todo el mundo lo sabe. Es el Hombre de Acero. Tiene visión de rayos X. Su oído es tan bueno, que puede sintonizar una voz en una ciudad llena de gente. Y, por supuesto: ¡Es más rápido que una bala! Más poderoso que una locomotora. Capaz de saltar edificios altos de un solo salto.
Pero hay una sustancia que debilita a Superman: la kriptonita. Si se expone a la kriptonita. Superman experimenta dolor y pierde sus superpoderes. Si se expone durante mucho tiempo, puede incluso morir.
La kriptonita, por supuesto, es puramente ficticia. A pesar de la similitud de los nombres, la kriptonita no tiene nada que ver con el elemento 36, el criptón. Según la leyenda de los dibujos animados, Superman vino del planeta Krypton.
Kal-El, como se le conocía originalmente, fue colocado en una nave espacial por sus padres, momentos antes de que el planeta explotara.
Desgraciadamente, mientras el joven Superman se alejaba de Krypton, un trozo de kriptonita se quedó atascado en la nave. Las mismas fuerzas terribles que causaron la explosión del planeta, también habían creado la mortal kriptonita. Y, como Superman descubriría más tarde, ¡los archivillanos siempre parecen tener en sus manos esta roca verde brillante!
Además de la naturaleza ficticia de la kriptonita, hay otra diferencia entre ella y el kriptón. La kriptonita es una roca que puede causar un gran daño, bueno, a una persona. El criptón es un gas inerte que no tiene ningún efecto sobre nada.
Propiedades químicas
Durante muchos años, se pensó que el criptón era completamente inerte. Luego, a principios de la década de 1960, se descubrió que era posible hacer ciertos compuestos del elemento. El químico inglés Neil Bartlett (1932-) encontró la forma de combinar los gases nobles con el elemento más activo de todos, el flúor. En 1963, se fabricaron los primeros compuestos de criptón: difluoruro de criptón (KrF2) y tetrafluoruro de criptón (KrF4). Desde entonces, también se han fabricado otros compuestos de criptón. Sin embargo, no tienen ningún uso comercial. Son sólo curiosidades de laboratorio.
Ocurrencia en la naturaleza
Se cree que la abundancia de criptón en la atmósfera es de aproximadamente 0,000108 a 0,000114 por ciento. El elemento también se forma en la corteza terrestre cuando el uranio y otros elementos radiactivos se descomponen. Sin embargo, la cantidad en la corteza terrestre es demasiado pequeña para estimarla.
Isótopos
Existen seis isótopos naturales de criptón. Son el criptón-78, el criptón-80, el criptón-82, el criptón-83, el criptón-84 y el criptón-86. Los isótopos son dos o más formas de un elemento. Los isótopos se diferencian entre sí por su número de masa. El número escrito a la derecha del nombre del elemento es el número másico. El número másico representa el número de protones más neutrones en el núcleo de un átomo del elemento. El número de protones determina el elemento, pero el número de neutrones en el átomo de cualquier elemento puede variar. Cada variación es un isótopo.
También se conocen al menos dieciséis isótopos radiactivos del criptón. Un isótopo radiactivo es aquel que se rompe y emite alguna forma de radiación. Los isótopos radiactivos se producen cuando se disparan partículas muy pequeñas a los átomos. Estas partículas se adhieren a los átomos y los hacen radiactivos.
Un isótopo radiactivo del criptón se utiliza comercialmente, el criptón-85. Se puede combinar con fósforos para producir materiales que brillen en la oscuridad. Un fósforo es un material que brilla cuando es golpeado por los electrones. La radiación emitida por el criptón-85 incide en el fósforo. El fósforo emite entonces luz. El mismo isótopo se utiliza también para detectar fugas en un contenedor. El gas radiactivo se coloca en el interior del recipiente que se va a comprobar. Como el gas es inerte, el criptón no reacciona con nada más en el contenedor. Pero si el contenedor tiene una fuga, algo de criptón-85 radiactivo se escapará. El isótopo puede detectarse con dispositivos especiales para detectar la radiación.
El criptón-85 también se utiliza para estudiar el flujo de la sangre en el cuerpo humano. Se inhala como gas y luego es absorbido por la sangre. Viaja por el torrente sanguíneo y el corazón junto con la sangre. Su trayectoria puede ser seguida por un técnico que sostiene un dispositivo de detección sobre el cuerpo del paciente. El dispositivo muestra por dónde va el material radiactivo y a qué velocidad se mueve. Un médico puede determinar si este comportamiento es normal o no.
¿Cuánto mide un metro?
El metro es la unidad estándar de longitud en el sistema métrico. Se definió por primera vez en 1791. Como parte de los grandes cambios introducidos por la Revolución Francesa, se creó un sistema de medidas totalmente nuevo: el sistema métrico decimal.
Al principio, el metro se definía de forma muy sencilla. Era la distancia entre dos líneas rayadas en una barra de metal guardada fuera de París. Durante muchos años, esa definición fue satisfactoria para la mayoría de los propósitos. Por supuesto, creaba un problema. Supongamos que alguien en Estados Unidos se dedica a fabricar barras de metro. Esa persona tendría que viajar a París para hacer una copia del contador oficial. Luego, la copia tendría que utilizarse para hacer otras copias. Las posibilidades de error en este proceso son tremendas.
En 1960, los científicos tuvieron otra idea. Sugirieron utilizar la luz producida por el criptón caliente como estándar de longitud. He aquí cómo se desarrolló ese estándar:
Cuando se calienta un elemento, éste absorbe energía del calor. Los átomos presentes en el elemento se encuentran en un estado «excitado» o energético. Normalmente, los átomos no permanecen mucho tiempo en estado de excitación. Desprenden la energía que acaban de absorber y vuelven a su estado normal, «no excitado».
La energía que desprenden puede adoptar diferentes formas. Una de esas formas es la luz.
El tipo de luz que emiten es diferente para cada elemento y para cada isótopo. La luz suele consistir en una serie de líneas muy brillantes llamadas espectro. El número y el color de las líneas producidas son específicos de cada elemento e isótopo.
Cuando se calienta un isótopo del criptón, el criptón-86, éste emite una línea muy clara, distinta y brillante de color rojizo-anaranjado. Los científicos decidieron definir el metro en función de esa línea. Dijeron que un metro es 1.650.763,73 veces la anchura de esa línea.
Esta norma tenía muchas ventajas. Por un lado, casi cualquier persona en cualquier lugar podía encontrar la longitud oficial de un metro. Todo lo que uno necesitaba era el equipo para calentar una muestra de criptón-86. Luego había que buscar la línea rojiza-anaranjada que se producía. La longitud del metro, entonces, era 1.650.763,73 veces el ancho de esa línea.
Esta definición del metro duró sólo hasta 1983. Los científicos decidieron entonces definir el metro por la velocidad a la que viaja la luz en el vacío. Este sistema es aún más exacto que el basado en el criptón-86.
Extracción
El criptón se sigue obteniendo dejando que el aire líquido se evapore.
Usos
Los únicos usos comerciales del criptón son en varios tipos de lámparas. Cuando se hace pasar una corriente eléctrica a través del gas criptón, éste emite una luz muy brillante. Quizá la aplicación más común de este principio sea en las luces de las pistas de aterrizaje de los aeropuertos. Estas luces son tan brillantes que pueden verse incluso en condiciones de niebla a distancias de hasta 300 metros (1.000 pies). Las luces no se encienden continuamente. En su lugar, emiten pulsos de luz muy breves. Los pulsos no duran más de 10 microsegundos (10 millonésimas de segundo). Se encienden y apagan unas 40 veces por minuto. El criptón también se utiliza en los proyectores de diapositivas y películas.
El gas criptón también se utiliza para fabricar luces de «neón». Las luces de neón son luces de colores que se utilizan a menudo en la publicidad. Son similares a las bombillas fluorescentes. Pero emiten una luz de color debido al gas que contienen. Algunas luces de neón contienen el gas neón, pero otras contienen otros gases nobles. Una luz de neón llena de criptón, por ejemplo, brilla de color amarillo.
Compuestos
Los compuestos de criptón se han preparado en el laboratorio pero no existen en la naturaleza. Los compuestos sintéticos (artificiales) se utilizan sólo con fines de investigación.
Aunque las luces de neón a veces incluyen neón, el criptón es a menudo el gas utilizado.
Efectos sobre la salud
No hay pruebas de que el criptón sea perjudicial para los seres humanos, los animales o las plantas.