Note: Este artigo, originalmente publicado em 1998, foi atualizado em 2006 para a edição do eBook.
Overview
Krypton foi um dos três gases nobres descobertos em 1898 pelo químico e físico escocês Sir William Ramsay (1852-1916) e pelo químico inglês Morris William Travers (1872-1961). Ramsay e Travers descobriram os gases ao permitir a evaporação do ar líquido. Ao fazer isso, cada um dos gases que compõem o ar normal fervia, um de cada vez. Três desses gases – crípton, xenônio e neônio – foram descobertos pela primeira vez desta forma.
O termo gás nobre refere-se aos elementos do Grupo 18 (VIIIA) da tabela periódica. A tabela periódica é um gráfico que mostra como os elementos químicos estão relacionados entre si. Estes gases receberam o nome “nobres” porque agem como se fossem “demasiado arrogantes” para reagir com outros elementos. Até os anos 60, nenhum composto destes gases era conhecido. Como são tão inativos, também são chamados de gases inertes. Inerte significa inativo.
SYMBOL
Kr
NÚMERO ÁTICO
36
MASSA ÁTOMICA
83.80
FAMILY
Grupo 18 (VIIIA)
Gás nobre
PRONUNCIAÇÃO
KRIP-ton
Krypton tem relativamente poucos usos comerciais. Todos eles envolvem sistemas de iluminação de uma forma ou outra.
Discovery and naming
Até 1898, dois membros da família do gás nobre tinham sido descobertos. Eles eram hélio (número atômico 2) e árgon (número atômico 18). Mas nenhum outro elemento da família tinha sido encontrado. A tabela periódica continha caixas vazias entre o hélio e o árgon e abaixo do árgon. Os gases nobres em falta tinham números atómicos 10, 36, 54 e 86. Os químicos pensam em caixas vazias na tabela periódica como “elementos à espera de serem descobertos”
Desde que os dois elementos nobres conhecidos, hélio e argônio, são ambos gases, Ramsay e Travers esperavam que os elementos em falta fossem também gases. E se fossem, poderiam ser encontrados no ar. O problema era que o ar já tinha sido cuidadosamente analisado e encontrado em cerca de 99,95% de oxigênio, nitrogênio e árgon. Era possível que os gases em falta estivessem nos últimos 0,05% do ar?
Para responder à pergunta, os químicos trabalharam não com o ar em si, mas com o ar líquido. O ar torna-se líquido simplesmente arrefecendo-o o suficiente. Quanto mais frio o ar se torna, mais gases dentro dele se transformam em líquidos. A -182,96°C (-297,33°F), o oxigénio passa de um gás para um líquido. A -195,79°C (-320,42°F), o nitrogênio passa de um gás para um líquido. E assim por diante. Eventualmente, todos os gases no ar podem ser liquefeitos (transformam-se em líquido).
Mas o processo inverso também ocorre. Suponha que um recipiente de ar líquido contenha 100 litros. O ar líquido irá aquecer lentamente. Quando sua temperatura atinge -195,79°C, o nitrogênio líquido se transforma novamente em um gás. Como cerca de 78% do ar é nitrogênio, somente 22% do ar líquido original (22 litros) ficará.
Quando a temperatura atinge -182,96°C, o oxigênio muda de um líquido de volta para um gás. Como o oxigênio compõe 21% do ar, outros 21% (21 litros) do ar líquido evaporarão.
O trabalho de Ramsay e Travers foi muito difícil, porém, porque os gases que eles estavam procurando não são abundantes no ar. Krypton, por exemplo, compõe apenas cerca de 0,000114% do ar. Para cada 100 litros de ar líquido, haveria apenas 0,00011, ou cerca de um décimo de um mililitro de krypton. Um décimo de um mililitro é cerca de uma gota. Então Ramsay e Travers- apesar de não saberem-estavam procurando por uma gota de krypton em 100 litros de ar líquido!
Amazimalmente, eles encontraram. A descoberta destes três gases foi um grande crédito para as suas habilidades como investigadores. Eles sugeriram o nome de krypton para o novo elemento. O nome foi retirado da palavra grega kryptos para “oculto”
Propriedades físicas
Krypton é um gás incolor, inodoro. Tem um ponto de ebulição de -152,9°C (-243,2°F) e uma densidade de 3,64 gramas por litro. Isso faz de krypton cerca de 2.8 vezes mais denso que o ar.
“Olha, lá em cima no céu! É um pássaro! É um avião….
T o famoso personagem de desenhos animados Super-Homem tem muitos super poderes. Toda a gente sabe disso. Ele é o Homem de Aço. Ele tem visão raio-x. A sua audição é tão boa que ele consegue sintonizar a uma só voz numa cidade cheia de gente. E, é claro: Ele é mais rápido que uma bala em excesso de velocidade! Mais poderoso que uma locomotiva! Capaz de saltar edifícios altos num único salto!
Mas há uma substância que enfraquece o Super-Homem: a kryptonite! Se exposto à kryptonite. O Super-Homem experimenta dor e perde os seus super poderes. Se exposto por muito tempo, ele pode até morrer.
Kryptonite, é claro, é puramente ficcional. Apesar da semelhança de nomes, a kryptonite não tem nada a ver com o elemento 36, kryptonite. Segundo a lenda dos desenhos animados, o Super-Homem veio do planeta Krypton.
Kal-El, como era originalmente conhecido, foi colocado em uma nave espacial por seus pais, momentos antes do planeta explodir.
Felizmente, quando o jovem Super-Homem explodiu longe de Krypton, um pedaço de kryptonite ficou preso na nave espacial. As mesmas forças terríveis que fizeram o planeta explodir, também tinham criado a kryptonita mortal. E, como o Super-Homem descobriria mais tarde, os arch-vilões parecem sempre deitar as mãos a esta rocha verde brilhante!
Para além da natureza fictícia da kryptonite, existe outra diferença entre ela e kryptonite. Kryptonite é uma rocha – uma rocha que pode causar grandes danos a, bem, uma pessoa de qualquer maneira. Krypton é um gás inerte que não tem efeito em nada.
Propriedades químicas
Por muitos anos, pensou-se que krypton era completamente inerte. Então, no início dos anos 60, foi descoberto que era possível fazer certos compostos do elemento. O químico inglês Neil Bartlett (1932-) encontrou formas de combinar gases nobres com o elemento mais ativo de todos, o flúor. Em 1963, os primeiros compostos de krypton foram difluoreto de krypton (KrF2) e tetrafluoreto de krypton (KrF4). Outros compostos de krypton também foram feitos desde essa época. No entanto, estes não têm usos comerciais. Eles são apenas curiosidades de laboratório.
Ocorrência na natureza
A abundância de krypton na atmosfera é pensada em cerca de 0.000108 a 0.000114 por cento. O elemento também é formado na crosta terrestre quando o urânio e outros elementos radioativos se decompõem. A quantidade na crosta terrestre é muito pequena para estimar, entretanto.
Isótopos
Existem seis isótopos de krypton que ocorrem naturalmente. Eles são krypton-78, krypton-80, krypton-82, krypton-83, krypton-84, e krypton-86. Os isótopos são duas ou mais formas de um elemento. Os isótopos diferem um do outro de acordo com o seu número de massa. O número escrito à direita do nome do elemento é o número de massa. O número de massa representa o número de prótons mais nêutrons no núcleo de um átomo do elemento. O número de prótons determina o elemento, mas o número de nêutrons no átomo de qualquer elemento pode variar. Cada variação é um isótopo.
Pelo menos dezesseis isótopos radioativos de krypton também são conhecidos. Um isótopo radioativo é aquele que se separa e emite alguma forma de radiação. Isótopos radioativos são produzidos quando partículas muito pequenas são disparadas em átomos. Estas partículas grudam nos átomos e os tornam radioativos.
Um isótopo radioativo de krypton é usado comercialmente, krypton-85. Ele pode ser combinado com fosforos para produzir materiais que brilham no escuro. Um fósforo é um material que brilha quando atingido por elétrons. A radiação emitida pelo krypton-85 atinge o fósforo. O fósforo então emite luz. O mesmo isótopo também é usado para detectar vazamentos em um recipiente. O gás radioativo é colocado dentro do recipiente a ser testado. Como o gás é inerte, o krypton não reage com mais nada no recipiente. Mas se o recipiente tiver um vazamento, algum krypton-85 radioativo irá escapar. O isótopo pode ser detectado com dispositivos especiais para detecção de radiação.
Krypton-85 também é usado para estudar o fluxo de sangue no corpo humano. Ele é inalado como um gás, e depois absorvido pelo sangue. Ele viaja através da corrente sanguínea e do coração juntamente com o sangue. O seu percurso pode ser seguido por um técnico que segura um dispositivo de detecção sobre o corpo do paciente. O dispositivo mostra para onde o material radioativo está indo e quão rápido ele está se movendo. Um médico pode determinar se este comportamento é normal ou não.
Quanto tempo é um medidor?
T he metro é a unidade de comprimento padrão no sistema métrico. Ele foi definido pela primeira vez em 1791. Como parte das grandes mudanças trazidas pela Revolução Francesa, um sistema de medição totalmente novo foi criado: o sistema métrico.
No início, o medidor foi definido de uma forma muito simples. Era a distância entre duas linhas riscadas em uma barra metálica mantida fora de Paris. Durante muitos anos, essa definição foi satisfatória para a maioria dos fins. É claro, criou um problema. Suponha que alguém nos Estados Unidos estivesse no negócio de fazer paus de contador. Essa pessoa teria de viajar para Paris para fazer uma cópia do contador oficial. Então, a cópia teria de ser usada para fazer outras cópias. As chances de erro neste processo são tremendas.
Em 1960, os cientistas tiveram outra idéia. Eles sugeriram usar a luz produzida por krypton quente como padrão de comprimento. Aqui está como esse padrão foi desenvolvido:
Quando um elemento é aquecido, ele absorve energia do calor. Os átomos presentes no elemento estão em um estado “excitado”, ou energético. Os átomos normalmente não permanecem em estado excitado por muito tempo. Eles libertam a energia que acabaram de absorver e voltam ao seu estado normal, “não excitado”.
A energia que eles libertam pode assumir diferentes formas. Uma dessas formas é a luz.
O tipo de luz emitida é diferente para cada elemento e para cada isótopo. A luz normalmente consiste de uma série de linhas muito brilhantes chamadas espectro. O número e cor das linhas produzidas é específico para cada elemento e isótopo.
Quando um isótopo de krypton, krypton-86, é aquecido, ele emite uma linha muito clara, distinta e brilhante com uma cor laranja-avermelhada. Os cientistas decidiram definir o medidor em termos dessa linha. Eles disseram que um metro é 1.650.763,73 vezes a largura daquela linha.
Esta norma tinha muitas vantagens. Por um lado, quase qualquer pessoa em qualquer lugar poderia encontrar o comprimento oficial de um medidor. Tudo o que era necessário era o equipamento para aquecer uma amostra de krypton-86. Depois tinha que se procurar a linha vermelha-alaranjada produzida. O comprimento do metro, então, era 1.650.763,73 vezes a largura daquela linha.
Esta definição para o medidor durou apenas até 1983. Os cientistas decidiram então definir um medidor pela rapidez com que a luz viaja no vácuo. Este sistema é ainda mais exato que o baseado em krypton-86.
Extração
Krypton ainda é obtido permitindo que o ar líquido evapore.
Usos
Os únicos usos comerciais de krypton estão em vários tipos de lâmpadas. Quando uma corrente elétrica é passada através do gás de krypton, ela emite uma luz muito brilhante. Talvez a aplicação mais comum deste princípio seja em luzes de pista de aeroporto. Estas luzes são tão brilhantes que podem ser vistas mesmo em condições de nevoeiro para distâncias de até 300 metros (1.000 pés). As luzes não ardem continuamente. Ao invés disso, elas emitem impulsos de luz muito breves. Os impulsos não duram mais que cerca de 10 microssegundos (10 milionésimos de segundo). Eles acendem e apagam cerca de 40 vezes por minuto. Krypton também é usado em projetores de slides e filmes.
Krypton gás também é usado em fazer luzes “neon”. Luzes de néon são luzes coloridas frequentemente usadas em publicidade. Elas são semelhantes às lâmpadas fluorescentes. Mas elas emitem uma luz colorida por causa do gás que contêm. Algumas luzes de néon contêm o néon de gás, mas outras contêm outros gases nobres. Uma luz de néon cheia de krypton, por exemplo, brilha amarelo.
Compostos
Compostos de krypton foram preparados no laboratório mas não existem na natureza. Os compostos sintéticos (artificiais) são usados apenas para fins de pesquisa.
As luzes de néon às vezes incluem néon, o crípton é frequentemente o gás usado.
Efeitos de saúde
Não há evidências de que o crípton seja prejudicial para humanos, animais ou plantas.