گاز زنون – خواص و کاربرهای آن چیست ؟

گاز زنون غیرقابل اشتعال، بی رنگ و بی بو و غیر واکنشی است.  یکی از اصلی ترین کاربردهای زنون، صنایع روشنایی است . خرید و فروش زنون در این صنعت رایج تر است.

اگر کاربرد زنون در زمینه های واسنجی و یا آزمایشگاهی باشد، دراین صورت خلوص زنون بسیار اهمیت پیدا می کند ، وجود مقادیر ناچیزی از ناخالصی باعث بسیاری از مشکلات مانند خطا در نتایج آزمایش ها و…می شود پس بنابراین برای کاربردهای بسیار دقیق و حساس خلوص بیشتری از زنون مورد انتظار است . هرچه خلوص زنون بیشتر شود قیمت گاز زنون نیز افزایش پیدا می کند.

در ادامه مقاله نشریه علمی جهان شیمی فیزیک به توضیحات کامل تری از مشخصات شیمیایی و فیزیکی ، تولید و کاربرد زنون می پردازیم.

مشخصات فیزیکی و شیمیایی گاز زنون :

زنون با نماد شیمیایی Xe  و در جدول تناوبی مندلیف در گروه گاز های نجیب قرار دارد. زنون دارای عدد اتمی ۵۴ است، یعنی هسته آن شامل ۵۴ پروتون است. در دما و فشار استاندارد ، زنون خالص چگالی ۵.۷۶۱ کیلوگرم بر متر دارد.

چگالی گاز زنون از هوا بیشتر است . گاز زنون را در دسته گازهای سنگین قرار می دهند. به دلیل چگالی بیشتری که نسبت به هوا دارد این گاز را در لایه های زیرین جو می یابند. این گاز را نمیتوان مطلقا و کامل بی اثر دانست به دلیل اینکه ترکیب های آن در طبیعت یافت می شود. ترکیب‌های زنون عبارت‌اند از:فلوروید زنون(II)، هگزا فلوروید زنون، فلورید زنون (I)، اکسید زنون(VI) پرگزنات سدیم

زنون در غلظت ۰.۰۸۶ قسمت در میلیون حجم در جو وجود دارد. مقدار آن در زمین بسیار کم است و جز دسته عناصر کمیاب محسوب می شود زنون به تنهایی سمی نیست ولی ترکیبات آن به دلیل خاصیت اکسیداسیونی قوی بسیار سمی است . حداقل ۸۰ ترکیب زنون وجود دارد که در آنها فلوئور یا اکسیژن به زنون چسبیده‌اند. برخی ترکیبات زنون ، رنگی اما بیشتر آنها بی‌رنگ هستند. این گاز در حالت طبیعی دارای ۸ ایزوتوپ پایدار و یک ایزوتوپ تا حدی رادیواکتیو است. غیر این شکلهای پایدار ۲۰ ایزوتوپ ناپایدار وغیر فعال نیز شناخته شده است.

 

Xe	نماد شیمیایی
۵۴	عدد اتمی
۱۳۱.۲۹۳	جرم اتمی
C° -۱۱۱.۷	نقطه ذوب
Kr]4d۱۰ ۵s۲ ۵p۶]	آرایش الکترونی
۱۳۱.۲۹۳	نقطه جوش
۵٫۸۶۷۱ گرم بر لیتر (هوا=۱٫۲۹)	چگالی
۷۴۴۰-۶۳-۳	CAS Number
زنون,gas  Xenon , Xe  , Xenos , سیلندر  زنون , زنون خلوص بالا,کپسول  زنون , زنون آزمایشگاهی خالص,  Xenomatic, زنون گرید ۵, زنون ۹۹.۹  ۹۹.۹۹  ۹۹.۹۹۹	کلمات مترادف

 

تاریخچه زنون:

 

در سال ۱۸۹۸ زنون در پس مانده های حاصل از تبخیر ترکیبات هوای مایع توسط  در انگلستان توسط(William Ramsay) ویلیام رامسای و (Morris Travers) موریس تراورز بعد از کشف کریپتون و نئون کشف شد.

پیدایش گاز زنون:

 

زنون به مقدار بسیار کم  با غلظت ۰.۰۸۶ قسمت در میلیون حجم در جو زمین وجود دارد . زنون به صورت طبیعی از چشمه های معدنی خارج می شود. این گاز را برای مصارف تجاری از باقی مانده های هوای مایع استخراج می کنند . با روش تاباندن نوترون در رآکتورهای اتمی خنک شونده با هوا  Xe-133 و Xe-135 تولید می شود.

انواع خلوص گاز زنون :

 

گازهای صنعتی و تجاری دارای خلوص مختلفی هستند . ممکن است همراه با گازها ناخالصی هایی از گاز های دیگر همراه باشد که این ناخالصی ها حتی در اندازه خیلی کم برای کاربران ایجاد مشکل کند. اگر کاربرد گاز در زمینه های واسنجی و یا آزمایشگاهی باشد خلوص بیشتری مورد انتظار است و هر چه ناخالصی بیشتر باشد نتایج آزمایش ها خطای بیشتری خواهد داشت.

زنون با دو نوع خلوص مختلف قابل عرضه است : زنون گرید ۴ با خلوص ۹۹.۹۹%  ،  زنون گرید ۵ با خلوص۹۹.۹۹۹%

مصارف و کاربرد های گاز زنون :

 

 

زنون در صورت تخلیه الکتریکی ، درخشندگی آبی  ایجاد می کند. چراغ هایی که در آنها از زنون استفاده می کنند بهتر از چراغ های معمولی روشن می شوند. لامپ های استروبوسکوپی ، چراغ های فلش عکاسی ، لامپ های قوسی با شدت بالا برای فرافکنی تصویر متحرک ، برخی از لامپ ها برای مشاهده در اعماق دریا و لامپ های ضد باکتری ،  بعضی از چراغ های جلو خودرو از زنون استفاده می کنند.اگر چراغهای جلو را می بینید که درخشش ملایم آبی دارند ، احتمالاً با زنون ساخته شده اند.

این گاز در نیروگاه های انرژی هسته ای و برای پر کردن لوله های تلویزیون و رادیو استفاده می شود. سیستم های نیرو محرکه یونی زنون در برخی از ماهواره ها و سایر فضاپیماها برای نگهداری آن ها در مدار فضاپیما ها کاربرد دارد. لیزرهای محتوی گاز هلیوم، گاز نئون، گاز آرگون، کریپتون و زنون وجود دارد و اخیرا بسیار مورد توجه قرار گرفته است.

نکته :

مزیت های استفاده از گازهای خنثی در لیزرها این است که آن ها در لیزرها نسبتا ارزان هستند و اغلب آسیب رسان نیستند.

 

از پرزنات  زنون Xe در شيمي تحليلي بعنوان يك عامل اكسيد كننده استفاده مي شود. ايزوتوپ Xe-133 يك راديو ايزوتوپ مفيدي به حساب مي آيد. اززنون مایع در اندازه گیری اشعه گاما استفاده می شود.

زنون در پزشکی نیز کاربرد دارد . از این گاز در بیهوشی ، فتوتراپی زنون در درمان امراض پوستی ، در پزشکی هسته إي  و هم چنین  زنون در سی تی اسکن ریه و مطالعات پرفیوژن استفاده می شود. زنون حتی برای تولید دارویی به نام  فلوئوروراسیل ۵  استفاده می شود که برای درمان انواع خاصی از سرطان استفاده می شود. زنون دی فلوئورید در میکرو فرآورش سیلیکون به کار برده می شود.

 

نکات قابل توجه هنگام خرید گازهای خاص:

 

خرید و فروش گاز زنون در شرایط امروز کاری استرس زا باشد . خرید گاز خالص برای امور تحقیقاتی و آزمایشگاهی بسیار اهمیت دارد .خلوص گاز می تواند بر روی کارایی دستگا ه های تجزیه إي و هم نتایج تحقیقات آزمایشگاهی تاثیر بگذارد.

گازهای خاص نیاز به استفاده از  تجهیزات سیلندر خاصی دارند ( مانند رگلاتور ) که از موادی ساخته شده که از خلوص و یکپارچگی گاز محافظت می کنددارند. زنون در مخازن و سیلندر های تحت فشار فولادی و آلومینیمی نگهداری می شود.حجم سیلندر ها از ۲ لیتری شروع و به ۵۰ لیتر ختم می شود.

مشخصات ایمنی زنون:

 

زنون را می توان در ظروف شیشه ای در بسته در فشار و دمای استاندارد نگهداری کرد. زنون گاز ساکنی است و دارای خاصیت خفقان آور می باشد. تنفس زنون به مقدار زیاد باعث سرگیجه، حالت تهوع، استفراغ، کم شدن هوشیاری و مرگ می شود. به میزان کاهش اکسیژن هوا توسط آن گاز (فشار جزئی) اثرات گاز زنون نیز می تواند متغییر باشد.