Газ ксенон — где применяется и как его добывают

В настоящее время инертные газы получили широкое распространение в самых различных сферах человеческой жизни. Не является исключением и газ ксенон – один из самых необычных химических элементов, известных науке. Он представляет собой так называемый благородный газ, состоящий из молекул с одним атомом, который не обладает каким-либо запахом, вкусом или цветом. Кроме того, он не горит, не приводим к взрывам и является относительно безопасным для человека.

 

В природе этот химический элемент представлен в крайне малых количествах. Очень незначительные запасы такого вещества сосредоточены в земной коре и атмосфере нашей планеты. Кроме того, как известно современным ученым, он занимает невысокие позиции по своей распространенности и в космосе. Возможно, именно по этой причине этот элемент долгое время оставался неизвестным науке и был открыт лишь в конце 19-го века.

 

Ключевой особенностью газа ксенона, которая отличает его от многих других инертных газов, является его способность вступать в химические реакции с образованием ковалентных связей. Это первый благородных газ, с помощью которого удалось получить химические соединения, например, такие как дифторид ксенона. Кроме того, он обладает и другими особенностями, которые позволяют применять его в самых различных направлениях деятельности.

 

 

Использование в источниках света

Различные виды ламп создаются с применением газообразных веществ, которые позволяют создать внутри такого изделия соответствующие условия. При создании источников света применяется и ксенон. Им наполняют некоторые виды ламп накаливания, а также высокомощные импульсные и газоразрядные лампы. Некоторые из них способны создавать по-настоящему мощное свечение, так как окруженная Xe электрическая дуга создает очень яркий свет.

 

 

Очень часто лампы с Xe применяются при создании кинопроекторов, а также софитов для концертного и театрального оборудования. Это вещество все чаще используется в качестве аналога ртути в лампах, предназначением которых является получение ультрафиолета. Еще одно его свойство заключается в том, что из-за высокой атомной массы он препятствует испарению вольфрама с поверхности нити накаливания (находясь внутри колбы лампы).

 

 

Применение в области медицины

В конце 20-го века впервые были проведены испытания медицинского ксенона, которые показали, что он является безопасным и эффективным средством для наркоза и обезболивания. Это связано с тем, что при правильной концентрации такой газ является полностью безопасным для человека. Он не вступает в какие-либо химические реакции и быстро выводится из организма.

 

 

В наркозе ксенон обладает опьяняющим эффектом, аналогичным тому, который возникает при использовании так «веселящего газа» – закиси азота. Об этом стало известно еще задолго до того, как Xe начал применяться в области медицины. В последствии многочисленные исследования показали, что данный газ представляет собой идеальное вещество для наркоза.

В настоящее время его активно применяют в различных странах мира. Например, с конца 90-х годов он официально разрешен для использования в качестве анестезии на территории Российской Федерации, а в середине 2000-х годов получил разрешение и в странах-членах Европейского Союза. Если вас интересует возможность применения газов и их смесей в медицине, то предлагаем вам прочесть отдельную статью, посвященную этой теме.

 

Как газ ксенон применяется в сфере покорения космоса?

Обладая самой высокой стабильностью среди других тяжелых инертных газов, этот химический элемент применяется в качестве рабочего тела в:

• ионных реактивных двигателях;
• плазменных реактивных двигателях.

Для этих целей его используют преимущественно в чистом виде. При этом очищенные от различных посторонних добавок благородные газы могут обладать достаточно высокой стоимостью. Узнать с чем это связано вы можете в нашем материале, посвященном теме глубокой очистки газов.

 

Ионные и плазменные реактивные двигатели в настоящее время используются в современных и высокомощных космических кораблях, основным назначением которых является изучение планет Солнечной системы.

 

Кроме того, вас может заинтересовать и другой инертный газ – криптон, прочесть о применении которого вы можете здесь.

 

В чем заключается сложность получения ксенона?

Во-первых, в атмосфере Земли этот элемент является очень редким, поэтому его добыча в чистом виде невозможна. Во-вторых, технология его получения очень сложная и дорогостоящая. Его добывают как побочный продукт в процессе производства жидкого кислорода, а также при искусственном разделении воздуха на кислород и азот. Ученые ищут новые способы получения Xe, которые были бы более эффективными и безопасными в плане экологии.

 

 

Выводы

Xe – это инертный тяжелый газ, который обладает особыми качествами и широко применяется в различных сферах жизни, в том числе в медицине, науке и технике. Единственная сложность заключается в трудоемком процессе его получения, а, следовательно, высокой стоимости.

 

Также, если вас интересуют другие технические газы, вы можете изучить каталог продукции на сайте компании «ПРОМТЕХГАЗ» по ссылке http://www.propangaz.ru/.

Применение ксенона

Без ксенона — тяжелого, редкого и пассивного газа сегодня не могут обойтись многие отрасли народного хозяйства. Области его применения разнообразны и порой неожиданны.

Применение ксенона в фарах

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 появляется сразу после включения, он ярок и имеет непрерывный спектр — от ультрафиолетового до ближней области инфракрасного.
Цвет его близок к белому с чуть желтоватым оттенком; на него можно смотреть только через фильтр: глаза не выдерживают таких ярких лучей.
Ксеноновые лампы 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.
Коллектив Московского электролампового завода создал уникальное осветительное устройство — ксеноновый светильник «Сириус». В лампе используется непрерывный электрический разряд в сосуде из кварцевого стекла, наполненном ксеноном под высоким давлением. Между двойными стенками сосуда циркулирует охлаждающая его вода. Мощность лампы «Сириус» 300 киловатт. Одна такая лампа способна осветить большую городскую площадь. Это, пожалуй, самая мощная лампа в мире.

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. Радиоактивный изотоп элемента № 54, ксенон-133, используют при исследовании функциональной деятельности легких и сердца.

Промышленность начинает применять фториды ксенона, прежде всего моноизотопные. Изотопы ксенон-133 и особенно ксенон-135 имеют очень большие сечения захвата тепловых нейтронов, это сильные реакторные яды. Но после получения твердых и достаточно стойких соединений элемента № 54 появилась надежда использовать это свойство изотопов ксенона на благо ядерной физики. С другой стороны, возможность связать эти изотопы фтором позволяет решить и технически, и экологически важную задачу эффективного улавливания этих изотопов. А еще: в виде фторидов ксенона удобно хранить и транспортировать и дефицитный ксенон, и всеразрушающий фтор.
Окислительные свойства соединений ксенона, прежде всего того же дифторида, уже широко используют в лабораторной практике и несколько уже — при синтезе новых практически важных веществ. В частности, с помощью соединений ксенона получают некоторые медицинские препараты, например 5-фторурацил. Но, как говорится, это только цветочки — ягодки впереди. Как и другие новые области науки, химия благородных газов, в первую очередь ксенона, развивается очень быстрыми темпами. Скоро никого уже не удивит, например, реактивный двигатель с ксенонсодержащим окислителем.
Соединения элемента № 54 коренным образом преобразили его судьбу.

• КЛАТРАТНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ. В 1896 г. было сделано открытие, долгое время казавшееся абсурдным. Вайяр сообщил, что им синтезирован гидрат аргона Аг-6Н ₂0. Почти 30 лет не удавалось получить аналогичных соединений других инертных газов. Лишь в 1925 г. Форкан обнаружил, что при взаимодействии ксенона со льдом под давлением образуется гидрат ксенона Хе-6Н₂0. В 1940 г. известный советский химик Б. А. Никитип при кристаллизации фенола под давлением 40 атм в присутствии ксенона получил соединение Хе-ЗС₆Н₅ОН. Все эти соединения — клатратные (или соединения включения). В них нет химической связи. Процесс их образования сводится к внедрению «чужих» молекул в полости, которые уже существуют или могут возникнуть при определенных условиях в кристаллической решетке того или иного вещества. Нужно только, чтобы совпадали размеры пустот и размеры «внедряемых» атомов.
• В ЦИКЛОТРОННОМ ТАНДЕМЕ. Сейчас физикам уже очевидно, что получать элементы далекой трансурановой области можно только в ядерных реакциях с участием тяжелых ионов, причем чем тяжелее будут ускоряемые частицы, тем тяжелее окажется и составное ядро. И пусть оно будет жить неизмеримо малое время; образование ядер новых элементов возможно не только в результате реакции слияния, но и распада! При распаде сверхтяжелых ядер могут образовываться и сверхтяжелые осколки — тоже новые ядра. И возможно — ядра атомов гипотетической пока области относительной стабильности в районе элементов с атомными номерами 114 и 126. Интерес представляет такая, к примеру, реакция:

²³⁸₉₂U +¹²⁹₅₄Хе  → ⁶⁷146.
Ученые надеются, что среди осколков деления такого ядра будут ядра элемента № 114 с 184 нейтронами, а они, по расчетам теоретиков, должны жить достаточно долго.
Опыты по ускорению тяжелых ионов ксенона начались в Дубне, в Объединенном институте ядерных исследований, в 1971 г.
Оказалось, что даже мощности большого дубненского циклотрона У-300 недостаточно, чтобы придать необходимую энергию таким тяжелым «снарядам» (их пучок к тому же должен быть достаточно интенсивным). Нашли обходный маневр: первоначально ионы ксенона ускорялись и «обдирались»— теряли электроны в большом циклотроне, а затем по нопопроводу направлялись в малый, где приобретали необходимую энергию и заряд. Так что не исключено, что ксенон будет полезен и при синтезе новых химических элементов.

• ИЗОТОПЫ. Обычный природный ксенон состоит из 9 изотопов, массовые числа которых — 124, 126, 128, 129, 130, 131, 132, 134 и 136. В 1946 г. советский ученый В. Г. Хлопин с сотрудниками впервые установил присутствие ксенона в осколках, образующихся при спонтанном делении урана. Среди продуктов такого деления ксенона много —19% общей суммы осколков. Радиогенный ксенон образуется не только из самого урана, но и из некоторых продуктов его деления. Например, в ксенон превращается радиогенный теллур — путем двойного бета-перехода. А при нейтронном захвате бета-активные изотопы теллура превращаются сначала в йод, а затем — в ксенон.

Радиоактивные    изотопы    ксенона    тоже    многочисленны.    Их    массовые    числа    —    от    113    до    145, а    период    полураспада    самого    долгоживущего    —    ксенона-127    —    34,4    суток.

• В    МЕТАЛЛИЧЕСКОМ    СОСТОЯНИИ.    Под    действием    высокого    давления    замороженный ксенон    способен    переходить    в    металлическое    состояние.    Впервые    это    удалось    сделать    в    начале 1979    г.    группе    сотрудников    Института    физики    высоких    давлений    Академии    наук    СССР    на    той    же установке,    на    которой    четырьмя    годами    раньше    был    получен    металлический    водород.    Почти одновременно    об    открытии    металлического    ксенона    сообщили    американские    исследователи. Металлический    ксенон,    дополнительно    охлажденный    жидким    гелием,    оказался сверхпроводником.    Сверхпроводящие    свойства    он    сохранял    до    температуры    6,8±0,1    ºК.
• ЕСТЬ    И    ОРГАНИЧЕСКИЕ    СОЕДИНЕНИЯ.    Сообщения    о    новых    соединениях    ксенона    в    наши дни    появляются    регулярно.    И    немногие    из    этих    соединений    становятся    популярными    даже    среди химиков.    Исключение    составили,    пожалуй,    лишь    впервые    полученные    в    1975    г.    соединения,    в которых    есть    связь    ксенон    —    азот,    да    ксенонорганические    соединения,    такое,    например:    CF ₃— Xe—CF₃.    Его    получили    в    реакции    гексафторэтана    с    дифторидом    ксенона.

Ксенон и его воздействие на организм

Ксенон — редчайший газ земной атмосферы, содержание в воздухе 8,6•10^-5% по объему. Общие запасы ксенона в атмосфере 1,6•10¹¹м³.  Ксенон выделяют как побочный продукт при переработке воздуха на азот и кислород.

Физические свойства ксенона

Ксенон — одноатомный газ без цвета и запаха. В 100 мл воды при 20°C растворяется 9,7 мл Xe. Ксенон образует клатраты с водой и многими органическими веществами: Хе•5,75Н

2О, 4Хе•3С₆Н₅ОН и другие. В клатратах атомы-гости Xe занимают полости в кристаллических решетках веществ-хозяев.

Химические свойства ксенона

Первый «инертный газ», для которого были получены настоящие химические соединения.

Непосредственно Xe взаимодействует только со фтором, образуя XeF₂, XeF₄ и XeF₆. Дифторид ксенона XeF₂ имеет тетрагональную решетку, температуру плавления 129°C, плотность 4,32 г/см3. Решетка тетрафторида XeF₄ моноклинная, температура плавления 117,1°C, плотность 4,0 г/см3. Решетка гексафторида XeF₆ моноклинная, температура плавления 49,5°C, плотность 3,41 г/см3.

Гидролизом XeF₄ и XeF₆ получают неустойчивые оксифториды XeОF₄, XeО₂F₂, XeОF₂, XeО₃F₂ и XeО₂F₄ и оксиды ХеО₃ и ХеО₄, которые при комнатной температуре разлагаются на простые вещества. Фториды ксенона взаимодействуют с водными растворами щелочей, образуя ксенаты МНХеО₄ (М = Na, K, Rb, Cs), устойчивые до 180°C. При гидролизе растворов XeF6, диспропорционировании XeО₃ в щелочных растворах и при озонировании водных растворов XeО₃ получены перксенаты Na₄XeO₆ и (NH₄)₄XeO₆.

Применение ксенона

Несмотря на высокую стоимость, ксенон незаменим в ряде случаев:

• Ксенон используют для наполнения ламп накаливания, мощных газоразрядных и импульсных источников света (высокая атомная масса газа в колбах ламп препятствует уносу вольфрама с поверхности нити накаливания).

• Радиоактивные изотопы (¹²⁷Xe, ¹³³Xe, ¹³⁷Xe, и др.) применяют в качестве источников излучения в радиографии и для диагностики в медицине, для обнаружения течи в вакуумных установках.

• Фториды ксенона используют для пассивации металлов.

• Ксенон как в чистом виде, так и с небольшой добавкой паров цезия-133, является высокоэффективным рабочим телом для электрореактивных (главным образом — ионных и плазменных) двигателей космических аппаратов.

• С конца ХХ века ксенон стал применяться, как средство для общего наркоза (достаточно дорогой, но практически нетоксичный, точнее — не вызывает химических последствий — как инертный газ). Первые диссертации о технике ксенонового наркоза в России — 1993 г (…).

• Жидкий ксенон иногда используется как рабочая среда лазеров огромной мощности.
• Фториды и оксиды ксенона предложены в качестве мощнейших окислителей ракетного топлива, а так же в качестве компонентов газовых смесей, применяемых в боевых лазерах огромной мощности(как наземных для противовоздушной обороны так и для лазеров космического базирования).

Ксенон сегодня широко применяется в разных отраслях медицины, поскольку использование этого газа позволяет эффективно бороться со многими заболеваниями, а также оказывает на организм профилактическое действие. Ксеноновые ингаляции обладают рядом преимуществ перед проведением процедуры с использованием лекарственных препаратов. Прежде всего, — это отсутствие аллергических реакций и возникновение побочных явлений, что дает возможность проводить терапию даже при лечении беременных женщин.

Воздействие ингалянций ксенона на организм

Ксенон повышает умственные способности организма, поэтому они особенно показаны для тех людей, чья работа связана с умственной деятельностью и стрессовыми ситуациями. Кроме того, ксеноновые ингаляции снимают усталость, нервное перенапряжение, способствуют эмоциональному подъему. Именно поэтому обычно такие процедуры являются обязательной частью восстановительной терапии.

Возможным становится применение ксенона в хирургии и стоматологии для погружения пациента в сон, после чего наступает быстрое и легкое пробуждение без возможных осложнений в отличие от других медицинских препаратов. Ксенон оказывает на человеческий организм ярко выраженный противовоспалительный, обезболивающий и успокоительный эффект.

Не стоит опасаться вредного воздействия ксенона, поскольку он является абсолютно нетоксичным препаратом, не повреждая клетки и ткани, а также, не затрагивая центральную нервную систему. Ингаляции официально разрешены к применению при подготовке спортсменов, так как они эффективно повышают физические способности, не являясь при этом допингом.

Особенности проведения процедуры ксеноном

Ксеноновые ингаляции обязательно должны проводиться в спокойной обстановке, способствующей расслаблению пациента. Именно поэтому важно, чтобы в помещении было мягкое освещение, несколько отдельных палат, спокойная музыка, а также предварительная беседа с врачом – все это настроит человека на получение максимального эффекта от лечебной процедуры.

Процедура ингаляции с использованием ксенона обычно длиться полчаса.  При этом газ поступает в организм в течение не более 3 минут, оказывая на него мягкое терапевтическое действие. Эффект после проведенной процедуры может длиться до 5 суток, но, чтобы достичь ожидаемого результата, необходимо провести 3-5 сеансов.

Используемый медицинский газ не вызывает у пациента физической или психической зависимости, он очень быстро выводится из организма, не имея свойства в нем накапливаться. При этом быстрое выведение ксенона не влияет на продолжительность восстанавливающего и лечебного действия препарата.

Противопоказания для проведения процедуры ксеноном

Несмотря на положительные свойства, которыми обладает ксенон, все же существуют определенные противопоказания к проведению процедуры. Именно поэтому назначать, а тем более проводить ксеноновые ингаляции, должен исключительно специалист. Стоит отказаться от проведения терапии при инфаркте миокарда, пневмотораксе, стенокардии, выраженной недостаточности кровообращения, пороках сердца – как врожденных, так и приобретенных, эпилепсии, дыхательной недостаточности, шизофрении, протекании острых инфекционных заболеваний.

Как видно, ксеноновые ингаляции противопоказаны только при критических состояниях, которые требуют госпитализации пациента.

Физиологическое действие ксенона

• Газ ксенон безвреден, но способен вызвать наркоз (по физическому механизму), а в больших концентрациях вызывает асфиксию.
• Фториды ксенона ядовиты, ПДК в воздухе 0,05 мг/м³.

 

Читайте также:

Оцените статью:

[Всего голосов: 2    Средний: 5/5]

Ксенон — Применение

Химия — Ксенон — Применение

01 марта 2011

Оглавление:
1. Ксенон
2. История
3. Определение
4. Изотопы
5. Применение
6. Биологическая роль

Ксеноновая лампа-вспышка

Ксеноновая лампа

Прототип ионного двигателя на ксеноне.

Несмотря на высокую стоимость, ксенон незаменим в ряде случаев:

• Ксенон используют для наполнения ламп накаливания, мощных газоразрядных и импульсных источников света.

• Радиоактивные изотопы применяют в качестве источников излучения в радиографии и для диагностики в медицине, для обнаружения течи в вакуумных установках.

• Фториды ксенона используют для пассивации металлов.

• Ксенон как в чистом виде, так и с небольшой добавкой паров цезия-133, является высокоэффективным рабочим телом для электрореактивных двигателей космических аппаратов.

• В конце XX века был разработан метод применения ксенона в качестве средства для общего наркоза и обезболивания. Первые диссертации о технике ксенонового наркоза появились в России в 1993 г. В 1999 году ксенон был разрешён к медицинскому применению в качестве средства для общего ингаляционного наркоза.

• В наши дни ксенон проходит апробацию в лечении зависимых состояний.

• Жидкий ксенон иногда используется как рабочая среда лазеров.

• Фториды и оксиды ксенона предложены в качестве мощнейших окислителей ракетного топлива, а также в качестве компонентов газовых смесей для лазеров.

• В изотопе Xe возможно поляризовать значительную часть ядерных спинов для создания состояния с сонаправленными спинами — состояния называемого гиперполяризацией.

• Для транспортировки фтора, проявляющего сильные окисляющие свойства.

Просмотров: 7334

Ксенон

Ксенон
Атомный номер	54
Внешний вид простого вещества	инертный газ без цвета, вкуса и запаха
Свойства атома
Атомная масса (молярная масса)	131,29 а. е. м. (г/моль)
Радиус атома	? (108) пм
Энергия ионизации (первый электрон)	1 170,0 (12,13) кДж/моль (эВ)
Электронная конфигурация	[Kr] 4d10 5s2 5p6
Химические свойства
Ковалентный радиус	140[1]пм
Радиус иона	190 пм
Электроотрицательность (по Полингу)	2,6
Электродный потенциал	0
Степени окисления	0, +1, +2, +4, +6, +8
Термодинамические свойства простого вещества
Плотность	3,52 (при −109 °C) г/см³
Молярная теплоёмкость	20,79 Дж/(K·моль)
Теплопроводность	0,0057 Вт/(м·K)
Температура плавления	161,3 K
Теплота плавления	2,27 кДж/моль
Температура кипения	166,1 K
Теплота испарения	12,65 кДж/моль
Молярный объём	42,9 см³/моль
Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки	кубическая гранецентрированая
Параметры решётки	6,200 Å
Отношение c/a	—
Температура Дебая	n/a K

Xe	54
131,29
[Kr]4d105s25p6
Ксенон

Ксенон — элемент главной подгруппы восьмой группы, пятого периода периодической системы химических элементов, с атомным номером 54. Обозначается символом Xe (Xenon). Простое вещество ксенон (CAS-номер: 7440-63-3) — инертный одноатомный газ без цвета, вкуса и запаха. Открыт в 1898 году английскими учеными У.Рамзаем и У. Рэлей как небольшая примесь к криптону.

Происхождение названия

ξένος — чужой.

Распространённость

Ксенон относительно редок в атмосфере Солнца, на Земле, в составе астероидов и комет. Концентрация ксенона в атмосфере Марса аналогична земной: 0.08 миллионной доли, хотя содержание ¹²⁹Xe на Марсе выше, чем на Земле или Солнце. Поскольку данный изотоп образуется в процессе радиоактивного распада, полученные данные могут свидетельствовать о потере Марсом первичной атмосферы, возможно, в течение первых 100 миллионов лет после формирования планеты. У Юпитера, напротив, необычно высокая концентрация ксенона в атмосфере — почти в два раза выше, чем у Солнца.

Земная кора

Ксенон находится в земной атмосфере в крайне незначительных количествах, 0.087±0.001 миллионной доли (μL/L), а также встречается в газах, испускаемых некоторыми минеральными источниками. Некоторые радиоактивные изотопы ксенона, например, ¹³³Xe и ¹³⁵Xe, получаются как результат нейтронного облучения ядерного топлива в реакторах.

Определение

Качественно ксенон обнаруживают с помощью эмиссионной спектроскопии (характеристические линии 467,13 нм и 462,43 нм). Количественно его определяют масс-спектрометрически, хроматографически, а также методами абсорбционного анализа.

Физические свойства

Температура плавления −112 °C,температура кипения −108 °C,свечение в разряде фиолетовым цветом.

Химические свойства

Первый инертный газ, для которого были получены настоящие химические соединения. Примерами соединений могут быть дифторид ксенона, тетрафторид ксенона, гексафторид ксенона, триоксид ксенона.

Изотопы ксенона

Получение

Ксенон получают как побочный продукт производства жидкого кислорода на металлургических предприятиях.

В промышленности ксенон получают как побочный продукт разделения воздуха на кислород и азот. После такого разделения, которое обычно проводится методом ректификации, получившийся жидкий кислород содержит небольшие количества криптона и ксенона. Дальнейшая ректификация обогащает жидкий кислород до содержания 0.1-0.2 % криптоноксеноновой смеси, которая отделяется адсорбированием на силикагель или дистилляцией. В заключение, ксеноно-криптоновый концентрат может быть разделен дистилляцией на криптон и ксенон. Из-за своей малой распространенности, ксенон гораздо дороже более легких инертных газов.

Применение

Ксеноновая лампа Прототип ионного двигателя на ксеноне.

Несмотря на высокую стоимость, ксенон незаменим в ряде случаев:

• Ксенон используют для наполнения ламп накаливания, мощных газоразрядных и импульсных источников света (высокая атомная масса газа в колбах ламп препятствует испарению вольфрама с поверхности нити накаливания).

• Радиоактивные изотопы (¹²⁷Xe, ¹³³Xe, ¹³⁷Xe, и др.) применяют в качестве источников излучения в радиографии и для диагностики в медицине, для обнаружения течи в вакуумных установках.

• С конца XX века ксенон стал применяться как средство для общего наркоза (достаточно дорогой, но абсолютно нетоксичный, точнее — как инертный газ — не вызывает химических последствий). Первые диссертации о технике ксенонового наркоза в России — 1993 г., в качестве лечебного наркоза эффективно применяется для снятия острых абстинентных состояний (Абстинентный синдром) и лечения наркомании, а также психических и соматических расстройств.

• Жидкий ксенон иногда используется как рабочая среда лазеров

• Фториды и оксиды ксенона предложены в качестве мощнейших окислителей ракетного топлива, а так же в качестве компонентов газовых смесей для лазеров.

• В изотопе ¹²⁹Xe возможно поляризовать значительную часть ядерных спинов для создания состояния с сонаправленными спинами — состояния называемого гиперполяризацией.

• Ксенон используется в конструкции ячейки Голея.

Биологическая роль

Ксенон не играет никакой биологической роли.

Физиологическое действие

Газ ксенон безвреден, но способен вызвать наркоз (по физическому механизму), а в больших концентрациях (более 80 %) вызывает асфиксию.
Фториды ксенона ядовиты, ПДК в воздухе 0,05 мг/м³.

Ксенон применение — Знаешь как

Ксенон

Без ксенона — тяжелого, редкого и пассивного газа сегодня не могут обойтись многие отрасли народного хозяйства. Области его применения разнообразны и порой неожиданны. 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 появляется сразу после включения, он ярок и имеет непрерывный спектр — от ультрафиолетового до ближней области инфракрасного.

Цвет его близок к белому с чуть желтоватым оттенком; на него можно смотреть только через фильтр: глаза не выдерживают таких ярких лучей.Ксеноновые лампы 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.Коллектив Московского электролампового завода создал уникальное осветительное устройство — ксеноновый светильник «Сириус». В лампе используется непрерывный электрический разряд в сосуде из кварцевого стекла, наполненном ксеноном под высоким давлением. Между двойными стенками сосуда циркулирует охлаждающая его вода. Мощность лампы «Сириус» 300 киловатт.

Одна такая лампа способна осветить большую городскую площадь. Это, пожалуй, самая мощная лампа в мире.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. Радиоактивный изотоп элемента № 54, ксенон-133, используют при исследовании функциональной деятельности легких и сердца.Промышленность начинает применять фториды ксенона, прежде всего моноизотопные. Изотопы ксенон-133 и особенно ксенон-135 имеют очень большие сечения захвата тепловых нейтронов, это сильные реакторные яды.

Но после получения твердых и достаточно стойких соединений элемента № 54 появилась надежда использовать это свойство изотопов ксенона на благо ядерной физики. С другой стороны, возможность связать эти изотопы фтором позволяет решить и технически, и экологически важную задачу эффективного улавливания этих изотопов.А еще: в виде фторидов ксенона удобно хранить и транспортировать и дефицитный ксенон, и всеразрушающий фтор.Окислительные свойства соединений ксенона, прежде всего того же дифторида, уже широко используют в лабораторной практике и несколько уже — при синтезе новых практически важных веществ. В частности, с помощью соединений ксенона получают некоторые медицинские препараты, например 5-фторурацил.Соединения элемента № 54 коренным образом преобразили его судьбу.

КЛАТРАТНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ, В 1896 г. было сделано открытие, долгое время казавшееся абсурдным. Вайяр сообщил, что им синтезирован гидрат аргона Аr x 6Н₂O. Почти 30 лет не удавалось получить аналогичных соединений других инертных газов. Лишь в 1925 г. Форкан обнаружил, что при взаимодействии ксенона со льдом под давлением образуется гидрат ксенона Хе x 6H₂O. В 1940 г. известный советский химик Б. А. Никитин при кристаллизации фенола под давлением 40 атм в присутствии ксенона получил соединение Хе x 3C₆H₅OHОН. Все эти соединения — клатратные (или соединения включения). В них нет химической связи. Процесс их образования сводится к внедрению «чужих» молекул в полости, которые уже существуют или могут возникнуть при определенных условиях в кристаллической решетке того или иного вещества. Нужно только, чтобы совпадали размеры пустот и размеры «внедряемых» атомов.

В ЦИКЛОТРОННОМ ТАНДЕМЕ. Сейчас физикам уже очевидно, что получать элементы далекой трансурановой области можно только в ядерных реакциях с участием тяжелых ионов, причем чем тяжелее будут ускоряемые частицы, тем тяжелее окажется и составное ядро. И пусть оно будет жить неизмеримо малое время; образование ядер новых элементов возможно не только в результате реакции слияния, но и распада! При распаде сверхтяжелых ядер могут образовываться и сверхтяжелые осколки — тоже новые ядра, И возможно — ядра атомов гипотетической пока области относительной стабильности в районе элементов с атомными номерами 114 и 126.

Интерес представляет такая, к примеру, реакция:

²³⁸₉₂U + ¹²⁹₅₄Хе → ³⁶⁷146.

Ученые надеются, что среди осколков деления такого ядра будут ядра элемента № 114 с 184 нейтронами, а они, по расчетам теоретиков, должны жить достаточно долго.Опыты по ускорению тяжелых иопов ксенона начались в Дубне, в Объединенном институте ядерных исследований., в 1971 г.Оказалось, что даже мощности большого дубненского циклотронаУ-300 недостаточно, чтобы придать необходимую энергию таким тяжелым «снарядам» (их пучок к тому же должен быть достаточно интенсивным). Нашли обходный маневр: первоначально ионыксенона ускорялись и «обдирались»— теряли электроны в большом циклотроне, а затем по ионопроводу направлялись в малый, где приобретали необходимую энергию и заряд. Так что не исключено, что ксенон будет полезен и при синтезе новых химических элементов.

ИЗОТОПЫ. Обычный природный ксенон состоит из 9 изотопов, массовые числа которых — 124, 126, 128, 129, 130, 131, 132, 134 и136. В 1946 г. советский ученый В. Г. Хлопын с сотрудниками впервые установил присутствие ксенона в осколках, образующихся при спонтанном делении урана. Среди продуктов такого деления ксенона много — 19% общей суммы осколков. Радиогенный ксенон образуется не только из самого урана, но и из некоторых продуктов его деления. Например, в ксенон превращается радиогенный теллур — путем двойного бета-перехода. А при нейтронном захвате бета-активные изотопы теллура превращаются сначала в иод, а затем — в ксенон.Радиоактивные изотопы ксенона тоже многочисленны. Их массовые числа—от 121 до 144, а периоды полураспада — от секунды (¹⁴⁴Хе) и почти до двух недель (¹²⁷Хе).

Вы читаете, статья на тему ксенон применение

Ксенон — Мегаэнциклопедия Кирилла и Мефодия — статья

Ксено́н (лат. Xenon, от греческого xenos — чужой), Хе (читается «ксенон»), химический элемент с атомным номером 54, атомная масса 131, 29. Инертный, или благородный, газ. Расположен в группе VIIIA в 5 периоде периодической системы.

Природный атмосферный ксенон состоит из девяти изотопов: ¹²⁴ Хе (0, 096%), ¹²⁶ Хе (0, 090%), ¹²⁸ Хе (1, 92%), ¹²⁹ Хе (26, 44%), ¹³⁰ Хе (4, 08), ¹³¹ Хе (21, 18%), ¹³² Хе (26, 89%), ¹³⁴ Хе (10, 44%) и ¹³⁶ Хе (8, 87%).

Радиус атома 0, 218 нм. Электронная конфигурация внешнего слоя 5s²p⁶ .Энергии последовательной ионизации — 12, 130, 21, 25, 32, 1 эВ. Электроотрицательность по Полингу 2, 6.Открыт английскими учеными У. Рамзаем и М. Траверсом в 1898 методом спектрального анализа как примесь к криптону. В 1962 в Канаде Н. Бартлетт получил первое устойчивое при комнатной температуре химическое соединение ксенона XePtF ₆.

Ксенон — редчайший газ земной атмосферы, содержание в воздухе 8, 6·10^-5% по объему. Общие запасы ксенона в атмосфере 1, 6·10¹¹м³.

Ксенон выделяют как побочный продукт при переработке воздуха на азот и кислород.

Ксенон — одноатомный газ без цвета и запаха. Температура кипения –108, 12 °C, плавления –11, 85 °C. Критическая температура 16, 52 °C, критическое давление 5, 84 МПа. Плотность 5, 85 кг/м³.

В 100 мл воды при 20 °C растворяется 9, 7 мл Xe.

Ксенон образует клатраты с водой и многими органическими веществами: Хе·5, 75Н₂О, 4Хе·3С₆Н₅ОН и другие. В клатратах атомы-гости Xe занимают полости в кристаллических решетках веществ-хозяев.

Непосредственно Xe взаимодействует только со фтором, образуя XeF₂, XeF₄ и XeF₆. Дифторид ксенона XeF₂ имеет тетрагональную решетку, температуру плавления 129 °C, плотность 4, 32 г/см³. Решетка тетрафторида XeF₄ моноклинная, температура плавления 117, 1 °C, плотность 4, 0 г/см³. Решетка гексафторида XeF₆ моноклинная, температура плавления 49, 5 °C, плотность 3, 41 г/см³.

Гидролизом XeF₄ и XeF₆ получают неустойчивые оксифториды XeОF₄, XeО₂F₂, XeОF₂, XeО₃F₂ и XeО₂F₄ и оксиды ХеО₃ и ХеО₄, которые при комнатной температуре они разлагаются на простые вещества.

Фториды ксенона взаимодействуют с водными растворами щелочей, образуя ксенаты МНХеО₄ (М = Na, K, Rb, Cs), устойчивые до 180 °C. При гидролизе растворов XeF₆, диспропорционировании XeО₃ в щелочных растворах и при озонировании водных растворов XeО₃ получены перксенаты Na₄XeO₆ и (NH₄)₄XeO₆.

Ксенон используют для наполнения ламп накаливания, мощных газоразрядных и импульсных источников света.

Радиоактивные изотопы применяют в качестве источников излучения в радиографии и для диагностики в медицине, для обнаружения течи в вакуумных установках. Фториды ксенона используют для пассивации металлов.

Газ ксенон безвреден. Фториды ксенона ядовиты, ПДК в воздухе 0, 05 мг/м³.

• С. С. Бердоносов. Инертные газы вчера и сегодня. М., 1966.
• Фастовский В. Г., Ровинский А. Е., Петровский Ю. В. Инертные газы. М., 1972.