Xe

Xenon


Lampen. Dat is vrijwel de enige toepassing voor dit kleurloze, reukloze edelgas. Het zorgt voor intens wit licht in projectoren en flitslampen en is steeds vaker te vinden in autolampen. Xenon levert ook het UV-licht van zonnebanken en speciale lasers. Tot de verbeelding spreekt de toepassing als brandstof voor ionenmotoren in ruimtesondes.
Symbool Xe Protonen/elektronen 54
Groep 18 Isotopen 124, 126, 128 t/m 132, 134, 136Xe
Periode Elektronenconfiguratie [Kr] 5s2 4d10 5p6
Blok p Elektronegativiteit (Pauling)
Bij kamertemperatuur gas Atoomstraal 124 10-12m
Dichtheid 5.49 kg m-3 Relatieve atoommassa 131.3
Smeltpunt -112 oC
(161 K)
Soortelijke warmte 160 J kg-1K-1
Kookpunt -108 oC
(165 K)
Warmtegeleidingscoëfficiënt 0.0052 W m-1K-1

UV-lamp; zonnebank

Gasontladingsbuizen gevuld met xenon leveren blauw en ultraviolet licht op. Deze buizen vind je in zonnebanken. Het licht van de lampen heeft - afhankelijk van de menging van xenon met andere gassen - golflengten tussen 337 en 415 nm. Daarmee is het in principe veilig. Andere UV-lichtbronnen (bijvoorbeeld de kwik­lamp) stralen vaak ook licht met een kortere golflengte uit. Dit brengt het risico op huidkanker met zich mee en moet daarom weggefilterd worden.

 

Bij het testen van verven en coatings worden xenongevulde UV-buizen gebruikt om snelle veroudering na te bootsen. Men kan dan in een redelijk korte tijd onderzoeken hoe het materi­aal zich gedraagt bij langdurige blootstelling aan licht. Het is zelfs mogelijk het zonlicht te benaderen met hogedruk-xenonlampen met een vermogen van 100.000 Watt.

Autolampen

Sinds een jaar of tien zijn voor gebruik in auto's xenonlampen verkrijgbaar. Dit zijn in feite metaalhalide gasontladingslampen gevuld met xenongas. Het xenon genereert zelf alleen licht in de opstartfase van de lamp. Deze lampen hebben een hoge lichtopbrengst, geven helder wit licht en hebben bovendien een lange levensduur.  

Projectielamp

Door de vulling met een mengsel van xenon en krypton is een veel hogere temperatuur mogelijk dan bij een argon­vulling. Daardoor is de opbrengst aan wit licht veel hoger. In projectoren voor het grote IMAX-formaat zijn vaak xenonlampen te vinden.

 

Elektronenflitser

De gasontladingsbuis van de meeste elektronenflitsers bevat xenon. Het levert wit licht op met een voor de meeste films geschikte kleurtempe­ratuur.

UV-laser

Lasers op basis van xenonfluoride, - chloride en -bromide (XeF, XeCl, XeBr) worden excimeerlasers genoemd. Het monochroma­tische ultraviolette licht van deze lasers heeft een zodanig korte golflengte dat ze bijzonder geschikt zijn voor uiterst gedetailleerde materiaalbewerking. Ze spelen een belangrijke rol in de fabricage van computerchips en andere micro-elektronica. Het licht van de xenonfluoride-laser heeft een golflengte van 354 nm,; bij xenonchloride en -bromide is dat respectievelijk 308 en 282 nm.

Brandstof ionenmotor

Xenon dient als ???brandstof??? voor zogenaamde ionenmotoren. Deze motoren genereren voortstuwingskracht voor ruimtevoertuigen door xenon-ionen te versnellen. De versnelling van de ionen zorgt voor een tegenovergestelde reactiekracht die het voertuig voortstuwt. Deze kracht is gering, maar de motor is wel bijzonder zuinig. Per kilogram brandstof heeft een ionenmotor aanzienlijk meer voortstuwingskracht dan conventionele raketmotoren. De ionenmotor is voor het eerst uitgebreid getest door het onbemande ruimtevaartuig Deep Space 1. Inmiddels zijn een aantal ruimtesondes met deze aandrijving uitgerust.

 

Meer toepassingen

  • bellenvat
  • controle van de echtheid van bankbiljetten (UV-licht)
  • geneeskunde:  bepaling van de doorbloeding van spieren, hersenen, longen en nieren (133Xe)
  • narcose (80 % Xe/20 % O2)
  • navigatielichten, o.a. voor start- en landingsbanen
  • reclameverlichting
  • sfeerverlichting in dancings en discotheken
  • streepjescodelezers
  • stroboscoop

Naam

De naam xenon is afgeleid van het Griekse woord xenos voor onbekend of vreemd. Het element werd ontdekt als een als onbekende en vreemde component in de kryptonfractie van 'ruwe argon', die aanvankelijk als zuivere stof werd beschouwd.

 

Ontdekking

De Engelse chemicus Morris William Travers en zijn Schotse collega William Ramsay (foto) ontdekten xenon in 1898 via spectraal­analyse in 'ruwe argon' - de 'restanten' van lucht waaruit ze zuurstof en stikstof hadden verwijderd. (Zie ook 18 - Argon). Ze hadden eerst al krypton ontdekt en troffen vervolgens in de kryptonfrac­tie sporen aan van het zwaardere xenon.

Travers en Ramsay slaagden er tevens in xenon te isoleren door destillatie van vloeibare lucht. Om één liter xenon te verkrijgen is minimaal 10.000 m3 lucht nodig (ruim zestig lesloka­len vol!).

Voorkomen

Afgezien van enkele radioactieve elementen is xenon het minst op aarde voorkomende element. Het aandeel in de aardkorst bedraagt een schamele 3.10-9 %; het staat op plaats 83 in de rangorde van voorkomen.  In de damp­kring bedraagt het aandeel 8,6.10-6%. 

Winning

Xenon wordt bereid door gefractioneerde destillatie van vloeibare lucht.

Xenon wordt bereid door gefractioneerde destillatie van vloeibare lucht.

Deel dit op: