氙氣

惰性氣體中原子序數較大的元素

氙氣是惰性氣體中原子序數較大的元素(也就是較重的元素),氙原子半徑較大。原子序數54,外圍電子排布5s2 5p6,位於第五周期18族(IUPAC新規定,即原來的0族),原子共價半徑209皮米第一電離能1172kJ/mol。單質由單原子分子組成。稀有氣體,無色、無臭、無味,密度5.887千克/立方米,熔點-111.9℃,沸點-107.1±3℃,20℃時每升水中可溶解110.9毫升(體積)。能吸收X射線

簡介


化學符號:Xe
氙的光譜線
氙的光譜線
密度:5.89Kg/立方米(標準狀況下)
分子量:131.3
中文名稱:氙;氙氣;液氙
英文名稱:Xenon;xenon,refrigerated liquid(cryogenic liquid)
國標編號 22015
CAS號 7440-63-3
EINECS號 231-172-7
InChI InChI=1/Xe

性質


無色無味的惰性氣體;
蒸汽壓:724.54kPa(-64℃);
熔點-112℃;
沸點-107.1℃;
溶解性:不溶於水;
密度:
相對密度(水=1)3.52(-109℃);
相對密度(空氣=1)4.56;
穩定性:穩定;
危險標記:5(不燃氣體);
溫度(℃)壓力
100Kpa 1000 Kpa 10000 Kpa 20000 Kpa
15 0.9941 0.9391
50 0.9959 0.9576 0.4334 0.5207
主要用途:用於閃光管、閃光燈充氣,以及作深度麻醉劑。氙氣是一種無色無味的氣體,可以在通電時發出特強的白光,例如:人造小太陽和廣場照明。
氙氣毒性及安全防護
氙本身無毒,人吸入后以原形排出,但在高濃度時有窒息作用。氙有麻醉性,它和氧的混合物(20%Xe,80%O2,體積)是對人體的一種麻醉劑。
氙為非腐蝕性氣體,可使用所有的通用材料。氙可用玻璃瓶包裝,外加木箱或紙箱保護。貯運過程中要輕裝輕卸嚴防碰損。

用途及製備


用途

由於它的透霧能力特彆強常用作有霧導航燈,廣泛用於機場、車站、碼頭。氙燈凹面聚光后可生成2500℃高溫可用於焊接或切割難熔金屬如鈦、鉬等。在醫學方面,氙是一種沒有副作用的深度麻醉劑X光攝影的造影劑

製法

⒈空分法:從空分裝置中提取氪、氙混合氣,經精餾提取貧氪、清除碳氫化合物、二氧化碳、分離、精製製得99.99%的純氙。
⒉由合成氨尾氣中提取氙,在尾氣提氬工藝流程中甲烷塔的液甲烷中含有的氪、氙再經精餾、洗滌、除氧、吸附、解吸后可製得95%氙。

安全性

屬不燃氣體,危規編號:GB 2.2類22015。UNNO.2036。IMDG CODE 2188頁2.2類。(壓縮的)GB 2.2類22016。UNNO.2591。IMDG CODE 2188頁,2.2類。(液化的)。用6m3鋼瓶或2L安瓿瓶包裝外用木箱或紙箱保護。貯存於陰涼、乾燥處。防高溫。貯運裝卸過程中輕拿輕放,謹防包裝破損。失火時可用水和各種滅火器撲救。

綜述


氙氣化學性質不活潑。能跟水,氫醌、苯酚等形成弱鍵包合物,在加熱或紫外線照射、放電條件下,氙可跟氟直接化合生成XeF2、XeF4、XeF6等氟化物,XeF4和XeF6強烈水解可得到XeO6或XeOF4等。在電場作用下能發出強烈的白光。用於制高壓長弧氙燈(俗稱人造小太陽),產生紫外線的高壓電弧燈、閃光燈、中子計數器,X射線計數器,還用作麻醉劑、原子反應堆中的中子吸收劑、充填閘流管和探測宇宙線用的電離室。1898年英國人拉姆塞和特拉威斯在分餾液態氪的混合物時,通過光譜分析發現了氙。在空氣中含有9×10%(體積)。工業上用分餾液體空氣提取。
弧光放電中,電子與氣體發生彈性碰撞損失的能量同氣體的原子量成反比,所以與其他惰性氣體相比氙氣弧光放電時損失較小,發光效率高。同時,氙氣的電離電勢較低,放電時電極附近的電壓降小,這樣可以延長電極的壽命。又由於氙原子結構的特點,長弧氙燈發出的光譜和日光非常接近,所以汽車燈里充入氙氣比充入其它的氣體效果好,這也是氙氣燈的最大特點。
氙氣的“體重”在惰性氣體中排行老二,幾乎已在地球大氣層中絕跡,證據隨處可見,但原因卻難以確定。德國地質學家發表研究顯示,氬氣和其他稀有氣體隱藏在鈣 鈦礦中,但大多數氙氣卻不能溶解其中,並消失在太空中。地球冷卻后,氬氣和其他惰性氣體開始滲透到鈣鈦礦中並填充到大氣中。而氙氣作為痕量級溶解於鈣鈦礦 的物質,也只是以痕量級存在於大氣中。但法國科學家卻對此持懷疑態度,認為在火星氙氣消失現象也可被解釋時,地球氙氣消失的謎題才能真正解開。

對環境的影響


健康危害
侵入途徑:吸入。
健康危害:對人的危害與氬相似。人吸入混有70%氙氣的氧,引起輕度麻醉,約經3分鐘即意識喪失。
毒理學資料及環境行為
危險特性:若遇高熱,容器內壓增大,有開裂和爆炸的危險。
現場應急監測方法
攜帶型儀器法
實驗室監測方法
氣相色譜法,參照《分析化學手冊》(第四分冊,色譜分析),化學工業出版社
應急處理處置方法
一、泄漏應急處理
迅速撤離泄漏污染區人員至上風處,並進行隔離,嚴格限制出入。建議應急處理人員戴自給正壓式呼吸器,穿一般作業工作服。儘可能切斷泄漏源。合理通風,加速擴散。如有可能,即時使用。漏氣容器要妥善處理,修復、檢驗后再用。
二、防護措施
呼吸系統防護:一般不需特殊防護。但當作業場所空氣中氧氣濃度低於18%時,必須佩戴空氣呼吸器、氧氣呼吸器或長管面具。
眼睛防護:一般不需特殊防護。
身體防護:穿一般作業工作服。
手防護:戴一般作業防護手套。
其它:避免高濃度吸入。進入罐、限制性空間或其它高濃度區作業,須有人監護。
三、急救措施
吸入:迅速脫離現場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難,給輸氧。如呼吸停止,立即進行人工呼吸。就醫。
滅火方法:該品不燃。切斷氣源。噴水冷卻容器,可能的話將容器從火場移至空曠處。

MSDS


中文名稱
氙氣
CAS NO.
7440-63-3
中文別名
氙,液氙
英文名稱
Xenon
英文別名
XENON;Xe;Xeneisol 133A;Xenomatic;Xenon atom;XENON, PRESSURE TIN WITH 1 L;XENON 99.999%;Xenon,99.995%, disposablecylinder,w/CGA-580valve;Xenon, refrigerated liquid (cryogenic liquid).;xenon, refrigerated liquid;Xenon (133Xe) Injection
EINECS
231-172-7
分子式
XE
分子量
131.293
分子結構圖
危險品標誌
T Toxic
有毒物品
安全術語
S9 Keep container in a well-ventilated place. 保持容器置於良好通風處。
S38 In case of insufficient ventilation, wear suitable respiratory equipment. 通風不良時,須佩戴適當的呼吸器。
風險術語
氙氣的物理化學性質
無色氣體,不能燃燒,也不助燃。能吸收X射線。氣體相對密度5.887±0.009,液態相對密度3.52(100℃),固體相對密度2.7(-140℃)。臨界溫度16.6℃,臨界壓力58.2×100 Pa,臨界密度1.155。是相對原子質量最大、密度最大的天然稀有氣體。
產品用途
氙氣的應用領域
一:廣泛用於電子、電光源工業。用氙氣充填的燈泡與相同功率的充氬燈泡相比,具有發光率高、體積小、壽命長、省電等優點。
二:由於它的透霧能力特彆強,常用作有霧導航燈,廣泛用於機場、車站、碼頭。氙燈凹面聚光后可生成2500℃高溫,可用於焊接或切割難熔金屬如鈦、鉬等。
三:在醫學方面,氙是一種沒有副作用的深度麻醉劑,X光攝影的造影劑。
氙氣的生產方法
空分法從空分裝置中提取氪、氙混合氣,經精餾提取貧氪、清除碳氫化合物、二氧化碳、分離、精製,製得99.99%的純氙。
由合成氨尾氣中提取氙,在尾氣提氬工藝流程中,甲烷塔的液甲烷中含有的氪、氙再經精餾、洗滌、除氧、吸附、解吸后可製得95%氙。
氙氣化學品安全說明書(MSDS)
氙氣的毒性和危險性
類別:有害氣體
毒性分級:低毒
急性毒性:吸入-小鼠 TCL0 67000 ppm
爆炸物危險特性:鋼瓶高熱可爆
可燃性危險特性:不燃; 可令人窒息
滅火劑:水, 二氧化碳, 乾粉, 泡沫
氙氣的儲運特性
庫房通風低溫乾燥; 輕裝輕卸。