Прием заказов: на сайте круглосуточно

тел. 8 (029) 806-66-66 (с 09:00 до 17:00)

История ксенона

 

Ксенон (от греческого XENOS-«чужой», странный, необычный; лат.-XENON), Xe=128, химический элемент VIII гр. периодической системы; относится к благородным или инертным газам.

 

Инертные газы были обнаружены в атмосфере в 1894 году.

 

Исследования состава атмосферного воздуха было начато в 1774г. Джозефом Пристли и Карлом Шееле, которые открыли кислород. Затем Даниель Резерфорд исследовал недеятельный – после удаления кислорода-остаток. А ещё через десять лет этот остаток исследовал новым методом Генри Кавендиш, который хотел проверить, однороден ли оставшийся газ. Он пропускал электрические искры через воздух, смешанный с кислородом, в присутствии едкого натра. Кавендишу и его ассистенту приходилось три недели подряд, без остановки, вращать электростатическую машину, прежде чем слабые искры приводили к соединению достаточного количества азота и кислорода (электрический ток в это время был ещё не известен). Ученый получил небольшой остаток – около 1/120 части взятого им объёма. Прошло больше 100 лет прежде чем признали важность этого открытия, хотя у Кавендиша, по всей вероятности, в руках был аргон…

 

После того как были открыты гелий, неон, аргон и криптон, завершающие четыре первых периода таблицы Менделеева, уже не вызывало сомнений, что и пятый, и шестой периоды тоже должны оканчиваться инертными газами. Но найти их удалось не сразу. Это и неудивительно: в кубометре воздуха 9,3 литра аргона и всего лишь 0,08 миллилитра ксенона.

 

В 1894г., исследуя плотности обыкновенных газов – кислорода, водорода и др., Джон Уильям Страйт (лорд Рэлей) обратил внимание на то что азот, получаемый из воздуха после удаления кислорода, имеет несколько большую плотность, чем тот же азот добытый из химических соединений - например из аммиака или азотной кислоты: 1 л «воздушного» азота (при 0С и давлении 760 мм) весил 1,2521 г., а вес 1 л «химического» азота составлял 1,2505 г. Но обьяснить это явление он не смог.

 

После этого к нему обратился Уильям Рамзай(1852-1916) с просьбой разрешения экспериментально проверить идею о причине неодинаковой плотности еще не открытого тяжелого газа. И Рэлей согласился. Долгое время проводя опыты Рамзай выяснил, что в результате их к атмосферному примешивается какой-то более тяжелый газ, на что указывал спектральный анализ. Почти всё лето 1894г. Рамзай вел переписку с Рэлеем, который вел опыты в том же направлении, и к 13 августа они сделали предварительное сообщение на съезде Британского общества естествоиспытателей в Оксфорде.

Так был открыт первый из благородных газов – аргон (от греч. ARGOS – «недеятельный, инертный»). Продолжая свои исследования по выкачиванию газов после сжижения воздуха (к тому времени стараниями прежде всего англичанина Мориса Уильяма Траверса(1872-1961), да и других ученых, появилась возможность получать жидкий воздух в значительных количествах) Рамзай вместе с Траверсом после большого количества фракционировок выделили наиболее труднолетучую фракцию воздуха. Она получалась после отгонки гелия, водорода, неона, кислорода, азота и аргона. Остаток представлял собой сырой (то есть неочищенный) криптон. Оставшиеся после этого пузырьки – очень маленькое количество - было собрано отдельно. По спектру этот газ оказался совершенно иным и голубовато светился в электрическом разряде давая своеобразный спектр с линиями в областях от оранжевой до фиолетовой. Характерные спектральные линии — визитная карточка элемента; у Рамзая и Траверса были все основания считать, что открыт новый инертный газ. Его назвали ксеноном, что в переводе с греческого значит «чужой», в знак того, что в криптоновой фракции воздуха он выглядел чужаком. Это было в 1898 году.

 

                                   Уильям Рамзай                                  Морис Уильям Траверс

                                        Уильям Рамзай                                     Морис Уильям Траверс

 

 

В поисках нового элемента и для изучения его свойств Рамзай и Траверс переработали около 100 тонн жидкого воздуха; индивидуальность ксенона как нового химического элемента они установили, оперируя всего 0,2 см3 этого газа.

 

Хотя содержание ксенона в атмосфере крайне мало, именно воздух — практически единственный и неисчерпаемый источник ксенона. Неисчерпаемый потому, что после использования почти весь ксенон вновь возвращается в атмосферу.

 

Процесс выделения благородных газов из воздуха описан многократно. Воздух, очистив предварительно от углекислоты и влаги, сжижают. Затем его начинают испарять. Сначала «летят» более легкие газы. После того как испарена основная масса воздуха, оставшиеся тяжелые инертные газы рассортировывают.

 

Любопытно, что с точки зрения химии ксенон действительно оказался «чужим» среди инертных газов. Он первым вступил в химическую реакцию, первым образовал устойчивое соединение. И потому сделал неуместным сам термин «инертные газы».

 

КСЕНОН НА СЛУЖБЕ У ЧЕЛОВЕКА


Без ксенона, без этого тяжёлого и пассивного газа, нельзя представить себе современную жизнь. Области его применения разнообразны и порой неожиданны. Человек использует и его инертность и его чудесную способность вступать в реакцию с фтором. Но обо всем по порядку.

 

В светотехнике признание получили ксеноновые лампы высокого давления. В таких лампах светит дуговой разряд в ксеноне, находящемся под давлением в несколько десятков атмосфер. Свет в ксеноновых лампах разгорается сразу после включения, он ярок и имеет непрерывный спектр — от ультрафиолетового до ближней области инфракрасного. Цвет ламп близок к белому с чуть желтоватым оттенком. На ксеноновые лампы можно смотреть только через фильтр: глаза не выдерживают их ярких лучей. Они применяются во всех случаях, когда правильная цветопередача имеет решающее значение: при киносъемках и кинопроекции, при освещении сцены и телевизионных студий, в текстильной и лакокрасочной промышленности.

 

Ксеноном пользуются и медики — при рентгеноскопических обследованиях головного мозга. Как и баритовая каша, применяющаяся при просвечивании кишечника, ксенон сильно поглощает рентгеновское излучение и помогает найти места поражения. При этом он совершенно безвреден. А ß(бета) - активный изотоп элемента № 54 ксенон-133 используют при функциональном исследовании легочной и сердечной деятельности. Применение ксенона в медицине разрешено в качестве анестезиологического средства для наркоза.

 

Промышленность начинает применять и фториды ксенона, и прежде всего моноизотопные фториды. Изотопы — ксенон-133 и особенно ксенон-135 имеют очень большое сечение захвата тепловых нейтронов. Эти изотопы важны для ядерной энергетики. Твердые соединения этих изотопов с фтором весьма перспективны. С другой стороны, представляет интерес возможность уловить радиоактивный ксенон, образующийся при работе ядерного реактора, связывая его фтором. Фториды ксенона очень удобны для сохранения крайне агрессивного фтора, да и самого ксенона. Фторид занимает мало места, оба газа легко выделить из него.

 

Множество применений могут найти соединения ксенона, в частности ксенонаты и пер- ксенонаты, как сильные окислители. Они перспективны для химической технологии.