Газ ксенон:
В настоящее время инертные газы получили широкое распространение в различных сферах человеческой жизни. Не является исключением и газ ксенон – один из самых необычных химических элементов, известных науке. Он является так называемым благородным газом, состоящим из молекул с одним атомом, не имеющим какого-либо запаха, вкуса или цвета. Кроме того, он не горит, не вызывает взрывов и является относительно безопасным для человека.
В природе этот химический элемент представлен в очень малых количествах. Совсем 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 данный элемент долгое время оставался неизвестным науке и был открыт лишь в конце XIX века.
Ключевой особенностью газа ксенона, отличающей его от многих других инертных газов, является его способность вступать в химические реакции с образованием ковалентных связей. Это первый благородный газ, с помощью которого удалось получить химические соединения, например такие, как дифторид ксенона. Кроме того, он обладает и другими свойствами, которые позволяют использовать его в различных сферах деятельности.
Использование в источниках света
Различные виды ламп создаются с применением газообразных веществ, которые позволяют сформировать внутри такого изделия соответствующие условия. При создании источников света используется и ксенон. Им наполняют некоторые виды ламп накаливания, а также мощные импульсные и газоразрядные лампы. Некоторые из них способны создавать действительно мощное свечение, поскольку окружённая Xe электрическая дуга даёт очень яркий свет.
Очень часто лампы с Xe применяются при создании кинопроекторов, а также софитов для концертного и театрального оборудования. Всё чаще это вещество используется как аналог ртути в лампах, назначение которых — получение ультрафиолета. Ещё одно его свойство заключается в том, что из-за высокой атомной массы он препятствует испарению вольфрама с поверхности нити накаливания (находясь внутри колбы лампы).
В конце XX 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 полностью безопасен для человека. Он не вступает ни в какие химические реакции и быстро выводится из организма.
В наркозе ксенон оказывает опьяняющий эффект, аналогичный тому, который возникает при использовании так называемого «весёлого газа» – закиси азота. Об этом стало известно ещё задолго до того, как Xe начал применяться в области медицины. В дальнейшем многочисленные исследования показали, что этот газ является идеальным веществом для наркоза.
Сегодня его активно применяют в разных странах мира. В середине 2000-х годов он получил разрешение и в странах — членах Европейского Союза.
В сфере освоения космоса
Обладая наибольшей стабильностью среди других тяжёлых инертных газов, этот химический элемент применяется как рабочее тело в:
- ионных реактивных двигателях;
- плазменных реактивных двигателях;
Для этих целей его используют преимущественно в чистом виде. При этом очищенные от различных примесей благородные газы могут иметь довольно высокую стоимость. Узнать, с чем это связано, вы можете в нашем материале, посвящённом теме глубокой очистки газов.
Ионные и плазменные реактивные двигатели сегодня применяются в современных и мощных космических кораблях, основным назначением которых является изучение планет Солнечной системы.
В чём заключается сложность получения ксенона?
Во-первых, в атмосфере Земли этот элемент очень редкий, поэтому его добыча в чистом виде невозможна. Во-вторых, технология его получения очень сложная и дорогая. Его получают как побочный продукт в процессе производства жидкого кислорода, а также при искусственном разделении воздуха на кислород и азот. Учёные ищут новые способы получения Xe, которые были бы более эффективными и экологически безопасными.