الكريبتون هو عنصر كيميائي رمزه Kr ورقمه الذري 36. هو غاز نبيل عديم اللون والرائحة يوجد بكميات ضئيلة في الغلاف الجوي للأرض. للكريبتون استخدامات متعددة في مجالات مختلفة مثل الإضاءة وأبحاث الفضاء والتصوير الطبي. لكن كيفية تحضيره في المختبر تتطلب عمليات خاصة نظراً لندرته وطبيعته الخاملة.
مصادر الكريبتون
الكريبتون يُستخرج عادة من الهواء الجوي من خلال عملية فصل الغازات. يُعتبر جزءاً من الغازات النبيلة التي تشكل حوالي 1% من الغلاف الجوي، والكريبتون نفسه يشكل حوالي 1 جزء في المليون من حجم الهواء.
تحضير الكريبتون في المختبر
يمكن تحضير الكريبتون في المختبر من خلال عملية فصل الهواء السائل، والتي تتم عبر الخطوات التالية:
- تسييل الهواء: يتم ضغط الهواء وتبريده حتى يصل إلى حالة سائلة. هذه العملية تتطلب استخدام مبردات قوية وضغوط عالية.
- تجزئة الهواء السائل: يتم تمرير الهواء السائل من خلال أعمدة تجزئة حيث تُفصل المكونات المختلفة حسب درجات غليانها المختلفة. الأكسجين، النيتروجين، والغازات النبيلة الأخرى تُفصل في مراحل مختلفة.
- جمع الكريبتون: يُجمع الكريبتون مع الزينون لأن لديهما درجات غليان متقاربة (الكريبتون حوالي -153.4 درجة مئوية والزينون حوالي -108.1 درجة مئوية). يُستخلص هذا الخليط عبر تمرير الهواء السائل من خلال مجموعة من المبادلات الحرارية وأعمدة التجزئة.
- فصل الكريبتون والزينون: يُستخدم الامتزاز أو الطرق الكيميائية لفصل الكريبتون عن الزينون. على سبيل المثال، يمكن استخدام الفحم المنشط أو غربال جزيئي لامتصاص الكريبتون.
التحديات والاعتبارات
- ندرة الكريبتون: يعتبر الكريبتون نادراً في الهواء الجوي، ما يجعل فصله عملية تتطلب كميات كبيرة من الهواء ومعالجة مكثفة.
- التكلفة: عملية فصل الهواء واستخراج الكريبتون مكلفة جداً وتتطلب معدات متقدمة وتقنيات عالية.
- الأمان: التعامل مع الغازات النبيلة والسائلة يتطلب إجراءات أمان صارمة لمنع أي حوادث أو تفاعلات غير مرغوب فيها.
الاستخدامات والتطبيقات
- الإضاءة: يُستخدم الكريبتون في بعض أنواع المصابيح الفلورية والمصابيح الغازية.
- البحوث العلمية: يُستخدم في دراسة التفاعلات الكيميائية وفي تطبيقات الليزر.
- التصوير الطبي: يُستخدم في التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI) وفي تقنيات التصوير الأخرى.
تحضير الكريبتون في المختبر هو عملية معقدة تتطلب معدات متقدمة وتقنيات دقيقة. ورغم التحديات المرتبطة باستخراجه، فإن للكريبتون تطبيقات واسعة تجعل من الجهود المبذولة في تحضيره ذات قيمة عالية في مجالات متعددة.
