Úvod
Krypton (Kr) je chemický prvek s protonovým číslem 36. Řadí se do 18. skupiny periodické tabulky mezi vzácné plyny, které se vyznačují svou nízkou reaktivitou. Za normálních podmínek je to bezbarvý plyn bez chuti a zápachu. Přestože je v atmosféře přítomen jen ve stopovém množství, právě zde ho také získáváme. Průmyslově se vyrábí frakční destilací zkapalněného vzduchu, což je metoda oddělování složek směsi na základě jejich odlišných teplot varu. Při elektrickém výboji krypton jasně svítí, což se využívá například v osvětlovací technice a laserech.
Vlastnosti
Krypton, chemická značka Kr, je vzácný plyn s protonovým číslem 36, nacházející se v 18. skupině periodické tabulky. Za normálních podmínek je to plyn bez barvy, chuti a zápachu, který je hustší než vzduch. Patří mezi nejméně reaktivní prvky, ačkoliv za extrémních podmínek dokáže tvořit nestabilní sloučeniny, například s fluorem, jako je difluorid kryptonu. Jeho nejvýraznější vlastností je produkce jasného, bělavého světla při průchodu elektrického výboje, které má silné emisní čáry v zelené a oranžovo-červené části spektra. Jeho nízký bod varu (-153,4 °C) a tání z něj činí plyn i při velmi nízkých teplotách.
Vznik názvu
Název krypton pochází z řeckého slova „kryptos“ (κρυπτός), které v překladu znamená „skrytý“. Tento název odráží skutečnost, že byl prvek dlouho ukrytý v zemské atmosféře a jeho izolace byla pro objevitele, Williama Ramsaye a Morrise Traverse, velmi obtížná, protože zůstával skrytý mezi ostatními plyny.
Objev
Objev kryptonu je spojen se jmény britských chemiků Sira Williama Ramsaye a Morrise Traverse, kteří jej izolovali v roce 1898. Podařilo se jim to po odpaření téměř všech složek zkapalněného vzduchu. Ve zbylém malém množství kapaliny identifikovali nový prvek pomocí spektroskopie, která odhalila dosud neznámé zelené a oranžové emisní spektrální čáry. Jeho název pochází z řeckého slova „kryptos“, což v překladu znamená „skrytý“. Toto jméno dokonale vystihovalo jeho vzácnost a obtížnost izolace. Objev následoval krátce po izolaci argonu a byl součástí systematického hledání dalších vzácných plynů v zemské atmosféře.
Výskyt v přírodě
Krypton se v přírodě vyskytuje téměř výhradně v zemské atmosféře, avšak ve velmi nízké koncentraci, která činí přibližně jednu částici na milion (1 ppm). Jeho získávání probíhá komerčně jako vedlejší produkt při výrobě zkapalněného kyslíku a dusíku. Základní metodou je kryogenní frakční destilace vzduchu. Vzduch se nejprve ochladí a zkapalní. Následně se v destilačních kolonách postupně zahřívá, přičemž jednotlivé plyny se odpařují při svých specifických bodech varu. Krypton, který je těkavější než xenon, se odděluje z frakce kapalného kyslíku. Tento energeticky náročný proces činí krypton poměrně drahým plynem.
Využití
Krypton má široké využití v osvětlovací technice. Plní se jím vysoce výkonné žárovky, například na letištních drahách, a zvyšuje účinnost a životnost zářivek. V laserech, konkrétně v krypton-fluoridových excimerových laserech, je klíčový pro mikročipy a oční chirurgii. Ve vysokorychlostní fotografii produkuje extrémně jasný záblesk. V energeticky úsporných oknech slouží jako izolační plyn mezi skly, kde díky své vysoké hustotě a nízké tepelné vodivosti minimalizuje tepelné ztráty. V medicíně se izotop krypton-83 uplatňuje při zobrazování plic. V přírodě nemá aktivní roli, je pouze stopovou součástí zemské atmosféry.
Sloučeniny
Jelikož je krypton vzácný plyn, je extrémně nereaktivní a v přírodě netvoří žádné stabilní sloučeniny. Všechny jeho známé sloučeniny byly připraveny uměle za extrémních laboratorních podmínek. Nejstálejší a nejvýznamnější z nich je difluorid kryptonu (KrF₂), bezbarvá těkavá krystalická látka, která je mimořádně silným oxidačním a fluoračním činidlem. Existují i další, mnohem nestabilnější sloučeniny s fluorem, například soli obsahující kationty [KrF]+. Krypton také může tvořit takzvané klatráty, kde jsou jeho atomy pouze fyzicky uvězněny v krystalové mřížce jiné látky, například vody, aniž by došlo k vytvoření pravé chemické vazby.
Zajímavosti
Krypton byl po více než dvě desetiletí klíčový pro metrologii. Od roku 1960 do roku 1983 byla mezinárodní jednotka délky, metr, definována přesně jako 1 650 763,73násobek vlnové délky oranžovo-červené emisní čáry izotopu kryptonu-86 ve vakuu. Tento standard nahradil fyzický prototyp. Krypton je přibližně třikrát hustší než vzduch, což přispívá k jeho izolačním vlastnostem. Získává se frakční destilací zkapalněného vzduchu, což je velmi náročný proces, a proto je drahý. Jeho radioaktivní izotop krypton-85, produkt jaderného štěpení, se využívá ke sledování tajných jaderných aktivit na dálku.
