Ausgesprochen „ZEE-non“, ist dieses Element ein Gas, das hauptsächlich in der Lichtfertigung verwendet wird. Xenon gehört zu den Edelgasen und ist geruchlos, farblos, geschmacksneutral und chemisch nicht reaktiv. Während es selbst nicht giftig ist, sind seine Verbindungen starke Oxidationsmittel, die sehr giftig sind.
Nur die Fakten
Nach Angaben des Jefferson National Linear Accelerator Laboratory sind die Eigenschaften von Helium:
- Atomzahl: 54
- Atomgewicht: 131.293
- Siedepunkt: 165.03 K (-108.12°C oder -162.62°F)
- Schmelzpunkt: 161.36 K (-111.79°C oder -169.22°F)
- Phase bei Raumtemperatur: Gas
- Dichte: 0,005887 Gramm pro Kubikzentimeter
- Elementklassifizierung: Nicht-Metall
- Periodenzahl: 5
- Gruppennummer: 18
- Gruppenname: Edelgas
Geschichte
Xenon wurde von dem schottischen Chemiker William Ramsay und dem englischen Chemiker Morris Travers im Juli 1898 am University College London entdeckt. Dies war nicht ihre erste Entdeckung. Die beiden hatten bereits Argon, Neon und Krypton aus flüssiger Luft extrahiert.
Ihre Entdeckung kam zustande, als ein wohlhabender Industrieller, Ludwig Mond, dem Team eine neue Flüssigluftmaschine schenkte. Mit der neuen Maschine extrahierten sie mehr Krypton aus der flüssigen Luft. Dann destillierten sie das Krypton wiederholt und isolierten ein schwereres Gas. Ramsay und Travers untersuchten das schwerere Gas in einer Vakuumröhre und sahen, dass es ein schönes blaues Leuchten abgab. Sie stuften das neue Gas als inert ein und nannten es Xenon, abgeleitet vom griechischen „xenos“, was so viel wie „fremd“ bedeutet.
Neil Bartlett wies jedoch 1962 nach, dass Xenon in Wirklichkeit nicht inert war. Es konnte Reaktionen und Verbindungen hervorrufen. Er bewies dies, indem er ein Fluor-Derivat herstellte. Seitdem wurden nach Angaben der Royal Society of Chemistry mehr als 100 Xenon-Verbindungen hergestellt.
Natürliches Xenon hat neun stabile Isotope und 20 instabile Isotope. Einige Verbindungen, die mit Xenon gebildet werden können, sind Difluorid, Xenon-Deuterat, Xenon-Trioxid, Natriumperxenat, Xenon-Hydrat, Tetrafluorid und Hexafluorid. Eine weitere interessante Verbindung ist ein metallisches Xenon, das durch massiven Druck erzeugt wird.
Quellen
Xenon ist ein Spurengas, das nach Angaben des Los Alamos National Laboratory in der Erdatmosphäre zu etwa einem Teil in 20 Millionen vorkommt. Damit ist es sehr selten. Auch in der Marsatmosphäre ist es mit 0,08 ppm zu finden.
Auch auf der Erde ist das Edelgas zu finden. Einige Mineralquellen emittieren Xenon. Unternehmen gewinnen das Gas für die kommerzielle Nutzung aus Industrieanlagen, die das Gas aus flüssiger Luft extrahieren.
Xenon kann auch in der Erde vorkommen. Lange Zeit vermuteten Wissenschaftler aufgrund ihrer Kenntnisse über andere Edelgase, dass das Gas zu 90 Prozent in der Erdatmosphäre zu finden sein müsste. „Das Paradox des fehlenden Xenons ist eine seit langem bestehende Frage“, sagt Yanming Ma, ein Computerphysiker und Chemiker an der Jilin Universität in Changchun, China. .
Schließlich fanden Wissenschaftler, darunter Ma, Hinweise darauf, dass das fehlende Gas im Erdkern zu finden sein könnte. Die extremen Temperaturen und Drücke, die im Erdkern herrschen, könnten dazu führen, dass sich Xenon mit dem im Kern befindlichen Eisen und Nickel verbindet und das Gas dort speichert. „Wir hoffen, dass zukünftige Hochdruckexperimente unsere Vorhersagen bestätigen können“, sagte Ma.
Verwendung
Xenon erzeugt ein blaues oder lavendelfarbenes Leuchten, wenn es einer elektrischen Entladung ausgesetzt wird. Lampen, die Xenon verwenden, leuchten besser als herkömmliche Lampen. Zum Beispiel verwenden Stroboskoplampen, fotografische Blitzlampen, hochintensive Bogenlampen für die Filmprojektion, einige Lampen für die Tiefseebeobachtung, bakterizide Lampen, Sonnenbanklampen und Hochdruckbogenlampen dieses Gas. In der Tat sehen Sie wahrscheinlich Xenon-Lampen auf einer regelmäßigen Basis. Einige Fahrzeugscheinwerfer verwenden Xenon. Wenn Sie Scheinwerfer sehen, die einen sanften blauen Schein abgeben, sind sie wahrscheinlich mit Xenon hergestellt.
Das Gas hat auch andere Anwendungen. Es wird in Atomkraftwerken und zum Füllen von Fernseh- und Radioröhren verwendet. Mikroprozessoren aus Silizium werden mit Xenondifluorid geätzt. Xenon-Ionen-Antriebssysteme halten einige Satelliten und andere Raumfahrzeuge in der Umlaufbahn. Xenon wird sogar zur Herstellung eines Medikaments namens 5-Fluorouracil verwendet, das zur Behandlung bestimmter Krebsarten eingesetzt wird, so die Royal Society of Chemistry.
Aktuelle Forschung
Es gibt mehrere Studien, die sich mit Xenon beschäftigen. Das Xenon Dark Matter Project zum Beispiel experimentiert mit einem Flüssig-Xenon-Detektor, um nach dunkler Materie zu suchen. Dunkle Materie wird als ein unsichtbarer Klebstoff beschrieben, der das Universum zusammenhält. Bei diesem Experiment wird flüssiges Xenon in eine Zeitprojektionskammer gegeben. Wenn sich die Teilchen in der Kammer auf eine Art und Weise verhalten, die sie nicht tun sollten, könnte dies ein Zeichen für dunkle Materie sein, die mit den Teilchen interagiert.
Die Large Underground Xenon (LUX) Kollaboration ist ein weiteres, ähnliches Experiment. Dieser Detektor für dunkle Materie verwendet ebenfalls flüssiges Xenon. Obwohl das Projekt nichts gefunden hat, hat die Forschung Ideen über dunkle Materie neu geformt.
Wer hätte das gedacht?
- Radioaktives Jod-131 kann in stabiles Xenon zerfallen, wie es in Fukushima geschah.
- Xenon ist nicht das einzige Edelgas. Neon, Argon, Krypton, Helium und Radon sind ebenfalls Edelgase.
- Wie Helium kann man Ballons mit Xenon füllen, aber es ist sehr teuer und der Ballon wird sehr schwer, weil das Gas so dicht ist. Ein durchschnittlicher Ballon kann etwa 40 lbs. (18,1 Kilogramm) Xenon aufnehmen, so ein Experiment der Royal Society of Chemistry.
- Xenon-Atome, die flüssigem Helium hinzugefügt werden, werden verwendet, um Quanten-Tornados zu beobachten.