Wir fahren fort, einige der wichtigsten Materialien in der Wärmebehandlung und Metallurgie zu betrachten.
Krypton (chemisches Symbol: Kr)
Krypton ist ein geruchloses und farbloses Edelgas, das heißt, es ist chemisch inert, außer in seltenen Fällen. Krypton kommt in der Atmosphäre in einer Konzentration von etwa 0,0001 % vor und kostet 100-mal mehr als Argon, ein häufiger verwendetes Edelgas. Aus diesem Grund sind die Verwendungsmöglichkeiten von Krypton sehr begrenzt. Einst galt Krypton als völlig inert, doch inzwischen ist bekannt, dass es mehrere Verbindungen bildet. Kryptondifluorid (KrF2), ein flüchtiger, farbloser Feststoff, ist die am einfachsten herzustellende Kryptonverbindung.
Wie die anderen Edelgase leuchtet auch Krypton, wenn es einer elektrischen Ladung ausgesetzt wird (Abb. 1), und bildet ein Plasma – ein ionisiertes Gas, das als vierter Aggregatzustand der Materie gilt. Im Jahr 1960 wurde die offizielle Länge eines Meters durch die Wellenlänge von 605 nm der orangen Spektrallinie von Krypton-86 definiert. Später, im Jahr 1983, wurde das Meter neu definiert als die Strecke, die das Licht im Vakuum während eines Zeitintervalls von 1/299.792.458stel einer Sekunde zurücklegt.
Krypton wurde 1898 in Großbritannien durch die gemeinsamen Bemühungen des schottischen Chemikers Sir William Ramsay und des englischen Chemikers Morris Travers entdeckt. Ramsay (Abb. 2) hatte zuvor Helium und Argon entdeckt und war auf der Suche nach weiteren Edelgasen, um die Lücken in der Nullgruppe des Periodensystems zu füllen. Sie kühlten Luft ab, bis sie sich verflüssigte, und erhitzten sie dann allmählich, bis die leichteren Gase verdampften. Es stellte sich heraus, dass das verbleibende Gas eine Mischung aus Sauerstoff und Stickstoff (die sie entfernen konnten) sowie Argon und ein weiteres unbekanntes Gas enthielt.
Mit Hilfe der Spektralanalyse identifizierten sie dieses neue Gas und erkannten, dass es den leeren Platz im Periodensystem unterhalb von Argon ausfüllte. Ramsay benannte das neue Gas nach dem griechischen Wort „kryptos“, was „verborgen“ bedeutet. Danach entdeckte er alle übrigen Edelgase und erhielt 1904 den Nobelpreis für Chemie „in Anerkennung seiner Verdienste um die Entdeckung der inerten gasförmigen Elemente in der Luft“
Die weiße Farbe von Krypton, wenn es ionisiert ist, macht es in der Fotografie für Lampen als helle Quelle für rein weißes Licht nützlich. Es wird auch zur Erzeugung von Blitzen für Hochgeschwindigkeitsaufnahmen verwendet. Kryptongas wird auch mit anderen Gasen kombiniert, um Leuchtschilder herzustellen, die mit einem hellen grünlich-gelben Licht leuchten.
Krypton (zusammen mit Xenon) wird in Glühlampen verwendet, um die Verdampfung des Glühfadens zu verringern und höhere Betriebstemperaturen zu ermöglichen. Eine weitere Verwendung von Krypton ist der Kryptonfluoridlaser, der für die Fotolithografie und die Kernfusionsforschung eingesetzt wird. Bei atmosphärischen Tests auf Krypton in der Umgebung von Nordkorea und Pakistan in den frühen 2000er Jahren wurde das Vorhandensein von Krypton-85 nachgewiesen, was die Existenz von geheimen Wiederaufbereitungsanlagen für Kernbrennstoffe in diesen Regionen aufdeckte.
Hier sind einige wichtige Fakten über Krypton (Abb. 3).
- Atomzahl: 36
- Atomgewicht: 83.798
- Schmelzpunkt: 115.79 K (-157.36°C oder -251.25°F)
- Siedepunkt: 119,93 K (-153,22°C oder -243,80°F)
- Dichte: 0,003733 Gramm pro Kubikzentimeter
- Phase bei Raumtemperatur: Gas
- Elementklassifizierung: Nichtmetall
- Periodenzahl: 4
- Gruppennummer: 18
- Gruppenbezeichnung: Edelgas