Химическая энциклопедия

КРИПТОН (от греч. kryptos-скрытый; лат. Krypton) Кr, хим. элемент VIII гр. периодич. системы, относится к благородным газам; ат. н. 36, ат. м. 83,80. Прир. К., выделенный из воздуха, состоит из изотопов ⁷⁸Кr (0,354% по объему), ⁸⁰Kr (2,27%), ⁸²Kr (11,56%), ⁸³Kr (11,55%), ⁸⁴Кr (56,90%), ⁸⁶Kr (17,37%). Изотопный состав К., выделенного из урановых минералов, иной, т.к. при делении ²³⁵U и ²³⁸U образуются радиоактивные изотопы, напр. ⁸⁵Kr (T_1/2 10,6 г, b-излучатель), к-рый получается также при ядерныi взрывах. Поперечное сечение захвата тепловых нейтронов для прир. смеси изотопов 2,8^.10^-27м². Конфигурация внеш. электронной оболочки 4s²4р⁶; степень окисления +2; энергии ионизации Kr°:Kr:Kr²⁺ соотв. равны 13,9998 и 24,37 эВ; атомный радиус 0,198 нм, ковалентный радиус 0,109 нм. Содержание К. в атмосфере 1,14-10^-4 % по объему; запасы в атмосфере оцениваются в 5,3^.10¹²м³. В газах урансодержащих минералов находится 2,5-3,0% по массе К., в облученном топливе ядерных реакторов - до 0,04%. В космосе на 6^.10⁷ атомов Не приходится 1 атом К.
Свойства. К. - одноатомный газ без цвета и запаха. Т. кип. 119,80 К; плотн. твердого К. 3,100 г/см³ (0 К), жидкого 2,412 г/см³ (120 К), газообразного 3,745 кг/м³ (273 К, 0,1 МПа); t_крит 209,35 К, р 5,50 МПа, d 0,908 г/см³: тройная точка: т-ра 115,78 К, плотн. 2,826 г/см³; C⁰_p 20,79 Дж/(молъ^.К); DH⁰_пл 1,6 кДж/моль, DH⁰_исп 9,1 кДж/моль; S⁰₂₉₈ 163,97 Дж/(моль^.К); ур-ния температурной зависимости давления пара: над твердым К. lgp(Пa)=- 579,6/T+9,86%, над жидким lgp(MПа)=-710,0193/T+7,156931 lgT+0.01039974T+18,5639; теплопроводность 8,54^.10^-3 ВтДм^.К) при 273 К и 0,1 МПа; h 2,33^.10^-5 Па^.с (273 К, 0,1 МПа); диамагнитен, магн. восприимчивость - 2,9^.10^-5; поляризуемость 2,46^.10^-3 нм³; коэф. самодиффузии 7,9^.10^-6 м²/с (273 К, 0,1 МПа); коэф. сжимаемости при 300 К: 0,9979 (0,1 МПа), 0,8083 (10 МПа). Твердый К. кристаллизуется в гранецентрир. кубич. решетке, а=0,572 нм (58 К), z=4, пространств. группа Fm3m. Р-римость в воде при 0,1 МПа (в м³/кг): 1,1^.10^-4 (0°С), 0,054^.10^-3 (25 °С). К. образует соед. включения (клатраты) с водой и орг. в-вами: Kr^.5,75Н₂О (т.разл. -27,7°С при 0,1 МПа. давление диссоциации 1,5 МПа при 0°С); 2,14Kr^.12Х (X=С₆Н,ОН, С₆Н₅СН₃); 2Kr^.Y^.17H₂O [Y=ССl₄, СНСl₃, (СН₃)₂СО]; 0,75 Kr^.Зb-С₆Н₄(ОН)₂. Известны экс и мерные соед., напр. KrF*, KrСl*, KrВr*, КrO*, применяемые в УФ лазерах. Из хим. соед, К. получены только криптона дифторид KrF₂ и его производные, напр.: KrF⁺ SbF^-₆, Kr₂Р₃⁺AuF₆^-, KrF⁺Та₂F₁₁^-.
Получение. К. получают как побочный продукт при воздуха разделении . Газообразный кислород, содержащий Kr и Хе, из конденсатора установки для получения О₂ подается на ректификацию в т. наз. криптоновую колонну, в к-рой Kr и Хе извлекаются из газообразного О₂ при промывке его флегмой, образующейся в верх, конденсаторе криптоновой колонны. Кубовая жидкость при этом обогащается Kr и Хе; ее затем практически полностью испаряют, неиспаривщаяся часть -т. наз. бедный жрилтонксеноновый концентрат (менее 0,2% Kr и Хе) - непрерывно поступает через испаритель в газгольдер. При оптимальном флегмовом числе 0,13 степень извлечения Kr и Хе составляет 0,90. Выделенный концентрат сжимают до 0,5-0,6 МПа и через теплообменник подают в нагретый до ~1000 К контактный аппарат с СuО для выжигания содержащихся в нем углеводородов. После охлаждения в водяном холодильнике газовую смесь очищают от примесей СО₂ и воды с помощью КОН сначала в скрубберах, а затем в баллонах. Выжигание и очистку повторяют неск. раз. Очищенный концентрат охлаждают и непрерывно подают в ректификац. колонну под давлением 0,2-0,25 МПа. При этом Kr и Хе накапливаются в кубовой жидкости до содержания 95-98%. Эту т. наз. сырую криптон-ксeноновую смесь через газификатор, аппарат для выжигания углеводородов и систему очистки направляют в газгольдеры. Из газгольдера газовая смесь поступает в газификатор, где ее конденсируют при 77 К. Часть этой смеси подвергают фракционированному испарению. В результате послед. очистки от О₂ в контактном аппарате с СuО получают чистый К. Оставшуюся газовую смесь подвергают адсорбции в аппаратах с активир. углем при 200-210 К; при этом выделяется чистый К., а Хе и часть К. поглощаются углем. Адсорбированные Kr и Хе разделяют фракционированной десорбцией. При мощности 20000 м³/ч перерабатываемого воздуха (273 К, 0,1 МПа) получают в год 105 м³ К. Его добывают также из метановой фракции продувочных газов в произ-ве NH₃. Выпускают чистый К. (более 98,9% по объему К.), техн. (более 99,5% смеси Kr и Хе) и крип-тон-ксеноновую смесь (менее 94,5% К.).
Определение. Качественно К. обнаруживают эмиссионной спектроскопией (характеристич. линии 557,03 нм и 431,96 нм). Количественно его определяют масс-спектромeтрически, хроматографически, а также методами абсорбц. анализа.
Применение. Используют К. для наполнения ламп накаливания, газоразрядных и рентгеновских трубок. Радиоактивный изотоп ⁸⁵Kr используют как источник b-излучения в медицине, для обнаружения течей в вакуумных установках, как изотопный индикатор при исследованиях коррозии, для контроля износа деталей. Хранят и транспортируют К. и его смеси с Хе под давлением 5-10 МПа при 20°С в герметичных стальных баллонах черного цвета соотв. с одной желтой полосой и надписью "криптон" и двумя желтыми полосами и надписью "криптон-ксенон". К. открыли в 1898 У. Рамзай и М. Траверс. Лит. см. при ст. Благородные газы . В. А. Легасов. В. Б. Соколов.