Note: Denne artikel, der oprindeligt blev offentliggjort i 1998, blev opdateret i 2006 til e-bogsudgaven.
Oversigt
Krypton var en af tre ædelgasser, der blev opdaget i 1898 af den skotske kemiker og fysiker Sir William Ramsay (1852-1916) og den engelske kemiker Morris William Travers (1872-1961). Ramsay og Travers opdagede gasserne ved at lade flydende luft fordampe. I den forbindelse kogte hver af de gasser, der indgår i normal luft, af, én ad gangen. Tre af disse gasser – krypton, xenon og neon – blev opdaget for første gang på denne måde.
Tegningen ædelgas henviser til grundstoffer i gruppe 18 (VIIIA) i det periodiske system. Det periodiske system er et skema, der viser, hvordan kemiske grundstoffer er relateret til hinanden. Disse gasser har fået navnet “ædelgasser”, fordi de opfører sig, som om de er “for arrogante” til at reagere med andre grundstoffer. Indtil 1960’erne var der ingen forbindelser af disse gasser kendt. Da de er så inaktive, kaldes de også for de inaktive gasser. Inert betyder inaktiv.
SYMBOL
Kr
ATOMISK NUMMER
36
ATOMISK MASSE
83.80
FAMILIE
Gruppe 18 (VIIIA)
Ædelgas
PRONUNCIATION
KRIP-ton
Krypton har relativt få kommercielle anvendelsesmuligheder. Alle involverer belysningssystemer på den ene eller anden måde.
I 1898 var to medlemmer af ædelgasfamilien blevet opdaget. De var helium (atomnummer 2) og argon (atomnummer 18). Men ingen andre grundstoffer i familien var blevet fundet. Det periodiske system indeholdt tomme felter mellem helium og argon og under argon. De manglende ædelgasser havde atomnummer 10, 36, 54 og 86. Kemikere betragter de tomme felter i det periodiske system som “grundstoffer, der venter på at blive opdaget”.
Da de to kendte ædelstoffer, helium og argon, begge er gasser, håbede Ramsay og Travers, at de manglende grundstoffer også var gasser. Og hvis de var det, kunne de måske findes i luft. Problemet var, at luft allerede var blevet omhyggeligt analyseret og fundet at bestå af omkring 99,95 procent ilt , kvælstof og argon. Var det muligt, at de manglende gasser befandt sig i de sidste 0,05 procent af luften?
For at besvare spørgsmålet arbejdede kemikerne ikke med selve luften, men med flydende luft. Luft bliver flydende blot ved at afkøle den langt nok. Jo koldere luften bliver, jo flere gasser i den bliver til væske. Ved -182,96 °C (-297,33 °F) ændres ilt fra en gas til en væske. Ved -195,79 °C (-320,42 °F) ændres nitrogen fra en gas til en væske. Og så videre. Til sidst kan alle gasserne i luft gøres flydende (ændres til en væske).
Men den omvendte proces finder også sted. Lad os antage, at en beholder med flydende luft rummer 100 liter. Den flydende luft vil langsomt blive opvarmet. Når dens temperatur når op på -195,79 °C, forvandles flydende nitrogen tilbage til en gas. Da ca. 78 % af luften består af nitrogen, vil der kun være 22 % af den oprindelige flydende luft (22 liter) tilbage.
Når temperaturen når -182,96 °C, ændres ilt fra en væske tilbage til en gas. Da ilt udgør 21 procent af luften, vil yderligere 21 procent (21 liter) af den flydende luft fordampe.
Ramsay og Travers’ arbejde var imidlertid meget vanskeligt, fordi de gasser, som de ledte efter, ikke findes i overflod i luften. Krypton udgør for eksempel kun omkring 0,000114 procent af luften. For hver 100 liter flydende luft ville der kun være 0,00011, eller omkring en tiendedel af en milliliter krypton. En tiendedel af en milliliter er ca. en dråbe. Så Ramsay og Travers – selv om de ikke vidste det – ledte efter en dråbe krypton i 100 liter flydende luft!
Overkommeligt nok fandt de den. Opdagelsen af disse tre gasser var en stor ære for deres evner som forskere. De foreslog navnet krypton til det nye grundstof. Navnet blev taget fra det græske ord kryptos for “skjult”.”
Fysiske egenskaber
Krypton er en farveløs, lugtfri gas. Den har et kogepunkt på -152,9 °C (-243,2 °F) og en massefylde på 3,64 gram pr. liter. Det gør krypton ca. 2,8 gange så tæt som luft.
“Se, oppe i himlen! Det er en fugl! Det er et fly….
Den berømte tegneseriefigur Superman har mange superkræfter. Alle ved det. Han er manden af stål. Han har røntgensyn. Hans hørelse er så god, at han kan lytte sig til en stemme i en overfyldt by. Og, selvfølgelig: Han er hurtigere end en kugle! Kraftigere end et lokomotiv! Han er i stand til at springe over høje bygninger i et enkelt spring!
Men der er et stof, der svækker Superman: kryptonit! Hvis han udsættes for kryptonit. Superman oplever smerte og mister sine superkræfter. Hvis han udsættes for længe, kan han endda dø.
Kryptonit er selvfølgelig rent fiktivt. På trods af navnesammenfaldet har kryptonit intet at gøre med grundstof 36, krypton. Ifølge tegneserielegenden stammer Superman fra planeten Krypton.
Kal-El, som han oprindeligt hed, blev anbragt i et rumskib af sine forældre, kort før planeten eksploderede.
Uheldigvis satte et stykke kryptonit sig fast på rumskibet, da den unge Superman sprang væk fra Krypton. De samme frygtelige kræfter, som fik planeten til at eksplodere, havde også skabt den dødbringende kryptonit. Og som Superman senere skulle finde ud af, synes ærkeskurke altid at få fat i denne grønt lysende sten!
Ud over den fiktive karakter af kryptonit er der en anden forskel mellem det og krypton. Kryptonit er en sten – en sten, der kan forårsage stor skade på, ja, én person i hvert fald. Krypton er en inert gas, der ikke har nogen virkning på noget som helst.
Kemiske egenskaber
I mange år troede man, at krypton var fuldstændig inert. I begyndelsen af 1960’erne fandt man så ud af, at det var muligt at fremstille visse forbindelser af grundstoffet. Den engelske kemiker Neil Bartlett (1932-) fandt måder at kombinere ædelgasser med det mest aktive grundstof af alle, fluor. I 1963 blev de første kryptonforbindelser fremstillet – kryptondifluorid (KrF2) og kryptontetrafluorid (KrF4). Siden da er der også blevet fremstillet andre kryptonforbindelser. Disse har dog ingen kommerciel anvendelse. De er kun laboratoriekuriositeter.
Forekomst i naturen
Den hyppige forekomst af krypton i atmosfæren menes at være omkring 0,000108 til 0,000114 procent. Grundstoffet dannes også i jordskorpen, når uran og andre radioaktive grundstoffer nedbrydes. Mængden i jordskorpen er dog for lille til at kunne estimeres.
Isotoper
Der findes seks naturligt forekommende isotoper af krypton. De er krypton-78, krypton-80, krypton-82, krypton-83, krypton-84 og krypton-86. Isotoper er to eller flere former af et grundstof. Isotoper adskiller sig fra hinanden på grund af deres massetal. Det tal, der er skrevet til højre for grundstoffets navn, er massetallet. Massetallet angiver antallet af protoner plus neutroner i kernen i et atom af grundstoffet. Antallet af protoner er afgørende for grundstoffet, men antallet af neutroner i et atom af et grundstof kan variere. Hver variation er en isotop.
Der kendes også mindst seksten radioaktive isotoper af krypton. En radioaktiv isotop er en isotop, der går i stykker og afgiver en eller anden form for stråling. Radioaktive isotoper dannes, når man affyrer meget små partikler på atomer. Disse partikler sætter sig fast i atomerne og gør dem radioaktive.
En radioaktiv isotop af krypton anvendes kommercielt, nemlig krypton-85. Den kan kombineres med fosforer for at fremstille materialer, der lyser i mørke. En fosfor er et materiale, der lyser, når det rammes af elektroner. Den stråling, der afgives af krypton-85, rammer fosforen. Fosforen afgiver derefter lys. Den samme isotop bruges også til at detektere lækager i en beholder. Den radioaktive gas anbringes inde i den beholder, der skal testes. Da gassen er inaktiv, vil krypton ikke reagere med noget andet i beholderen. Men hvis der er en lækage i beholderen, vil der slippe noget radioaktivt krypton-85 ud. Isotopen kan påvises med særlige apparater til detektering af stråling.
Krypton-85 bruges også til at studere blodgennemstrømningen i menneskekroppen. Den indåndes som en gas og absorberes derefter af blodet. Det bevæger sig gennem blodbanen og hjertet sammen med blodet. Dens vej kan følges af en tekniker, der holder et detektionsapparat over patientens krop. Apparatet viser, hvor det radioaktive stof bevæger sig hen, og hvor hurtigt det bevæger sig. En læge kan afgøre, om denne adfærd er normal eller ej.
Hvor lang er en meter?
Meteren er en standardenhed for længde i det metriske system. Den blev først defineret i 1791. Som en del af de store ændringer, som den franske revolution medførte, blev der skabt et helt nyt målesystem: det metriske system.
I begyndelsen blev meteren defineret på en meget enkel måde. Det var afstanden mellem to streger, der var ridset ind i en metalstang, som blev opbevaret uden for Paris. I mange år var denne definition tilfredsstillende til de fleste formål. Selvfølgelig skabte den et problem. Lad os antage, at nogen i USA fremstillede meterpinde. Denne person ville være nødt til at rejse til Paris for at lave en kopi af den officielle måler. Derefter skulle denne kopi bruges til at lave andre kopier. Der er en enorm risiko for fejl i denne proces.
I 1960 fik forskerne en anden idé. De foreslog at bruge lys produceret af varm krypton som længdestandard. Her er, hvordan denne standard blev udviklet:
Når et grundstof opvarmes, absorberer det energi fra varmen. De atomer, der er til stede i grundstoffet, er i en “exciteret”, eller energisk, tilstand. Atomer forbliver normalt ikke i en exciteret tilstand særlig længe. De afgiver den energi, de netop har optaget, og vender tilbage til deres normale, “uophedede” tilstand.
Den energi, de afgiver, kan antage forskellige former. En af disse former er lys.
Den form for lys, der afgives, er forskellig for hvert grundstof og for hver isotop. Lyset består normalt af en række meget lyse linjer, som kaldes et spektrum. Antallet og farven af de producerede linjer er specifik for hvert grundstof og hver isotop.
Når en isotop af krypton, krypton-86, opvarmes, afgiver den en meget klar, tydelig, lysende linje med en rødlig-orange farve. Forskerne besluttede at definere meteren ud fra denne linje. De sagde, at en meter er 1.650.763,73 gange bredden af denne linje.
Denne standard havde mange fordele. For det første kunne næsten alle hvor som helst finde den officielle længde af en meter. Det eneste, man havde brug for, var udstyret til at opvarme en prøve af krypton-86. Derefter skulle man kigge efter den rødligt-orange linje, der blev produceret. Længden af en meter var således 1.650.763,73 gange bredden af denne linje.
Denne definition af meteren varede kun indtil 1983. Derefter besluttede videnskabsfolk at definere en meter ud fra, hvor hurtigt lyset bevæger sig i et vakuum. Dette system er endnu mere nøjagtigt end det, der er baseret på krypton-86.
Udvinding
Krypton udvindes stadig ved at lade flydende luft fordampe.
Anvendelser
De eneste kommercielle anvendelser af krypton er i forskellige former for lamper. Når en elektrisk strøm ledes gennem kryptongas, afgiver det et meget stærkt lys. Den måske mest almindelige anvendelse af dette princip er i lufthavnenes landingsbanelys. Disse lys er så klare, at de kan ses selv i tåge på afstande på op til 300 meter (1.000 fod). Lysene brænder ikke kontinuerligt. I stedet sender de meget korte lysimpulser ud. Pulserne varer ikke mere end ca. 10 mikrosekunder (10 milliontedele af et sekund). De blinker og slukker ca. 40 gange i minuttet. Krypton anvendes også i dias- og filmprojektorer.
Kryptongas anvendes også til fremstilling af “neon”-lys. Neonlys er farvede lys, der ofte anvendes i reklamer. De ligner fluorescerende pærer. Men de afgiver et farvet lys på grund af den gas, de indeholder. Nogle neonlys indeholder gassen neon, men andre indeholder andre ædelgasser. En neonlampe fyldt med krypton lyser f.eks. gult.
Forbindelser
Forbindelser af krypton er blevet fremstillet i laboratoriet, men findes ikke i naturen. De syntetiske (kunstige) forbindelser anvendes kun til forskningsformål.
Og selv om neonlys nogle gange indeholder neon, er krypton ofte den gas, der anvendes.
Sundhedsmæssige virkninger
Der er ingen beviser for, at krypton er skadeligt for mennesker, dyr eller planter.