Elementul chimic al stronțiului este o descriere, proprietăți și formulă

Stronțiul (Sr) este un element chimic, un metal alcalino-pământos din grupa a 2-a a tabelului periodic. Folosit în lumină roșie și fosfor, este un pericol major de sănătate în cazul contaminării radioactive.

Istoria descoperirii

Minerali de la o mină de plumb lângă satul Strontian din Scoția. Inițial a fost recunoscut ca un fel de carbonat de bariu, dar Adair Crawford și William Crewkshenck în 1789 au sugerat că aceasta este o altă substanță. Chimist Thomas Charles Hope, a numit un nou strontitom mineral, în numele satului, iar Sro de oxid de stronțiu corespunzătoare - stronțiu. Metal a fost izolat în 1808 de Sir Humphrey Davy, care este supus amestecului electroliza este umed, cu un hidroxid sau clorură de oxid de mercur, folosind un catod de mercur și apoi din care rezultă un amalgam de mercur vaporizat. El a numit noul element, folosind rădăcina cuvântului "stronțiu".

Fiind în natură

Abundența relativă a stronțiului, elementul treizeci și opt al mesei periodice, în spațiu este estimată la 18,9 atomi pentru fiecare 10⁶ atomi de siliciu. Este de aproximativ 0,04% din masa crustă a pământului. Concentrația medie a elementului din apa de mare este de 8 mg / l.

Elementul chimic al stronțiului se găsește pe scară largă în natură și, potrivit experților, este cea de-a 15-a substanță cea mai abundentă de pe Pământ, atingând o concentrație de 360 ​​părți per milion. Având în vedere reactivitatea sa extremă, există numai sub formă de compuși. Principalele sale minerale sunt celestina (SrSO sulfat₄) și strontianită (SrCO carbonat₃). Dintre acestea, celestitul se găsește în cantități suficiente pentru o producție eficientă din punct de vedere al costurilor, mai mult de 2/3 din cantitatea mondială provine din China, în timp ce Spania și Mexic furnizează majoritatea restului. Cu toate acestea, este mai avantajos să extrageți stronțiți, deoarece stronțiul este mai des folosit în formă de carbonat, dar depunerile cunoscute sunt relativ mici.

proprietăţi

Stronțiu este un metal moale, similar cu plumbul, care strălucește ca un argintiu la locul tăiat. În aer, reacționează rapid cu oxigenul și umiditatea prezentă în atmosferă, obținând o nuanță gălbuie. Prin urmare, acesta trebuie depozitat în mod izolat de masele de aer. Cel mai adesea este depozitat în kerosen. În stare liberă, nu se găsește în natură. Spre deosebire de calciu, stronțiul face parte numai din 2 minereuri de bază: celestina (SrSO₄) și strontianită (Srco₃).

În seria elementelor chimice de magneziu-calciu-stronțiu (metale alcalino-pământoase), Sr este în grupul 2 (fostul 2A) al tabelului periodic între Ca și Ba. În plus, este situat în a 5-a perioadă între rubidiu și ytriu. Deoarece raza atomică a stronțiului este similară cu raza de calciu, înlocuiește cu ușurință cea din urmă în minerale. Dar este mai moale și mai reactiv în apă. La contactul cu acesta, formează hidroxid și hidrogen gazos. Există 3 alotropuri de stronțiu cu puncte de trecere de 235 ° C și 540 ° C.

Pământul alcalin, de obicei, nu reacționează cu azotul sub 380 ° C și la temperatura camerei formează doar oxid. Cu toate acestea, sub forma unei pulberi de stronțiu se aprinde spontan pentru a forma un oxid și o nitrudă.

Proprietăți chimice și fizice

Caracteristicile elementului chimic al stronțiului conform planului:

• Nume, simbol, număr atomic: stronțiu, Sr, 38.
• Grupa, perioadă, bloc: 2, 5, s.
• Masa atomică: 87,62 g / mol.
• Configurație electronică: [Kr] 5s².
• Distribuția electronilor de-a lungul cochiliilor: 2, 8, 18, 8, 2.
• Densitate: 2,64 g / cm³.
• Punct de topire și punct de fierbere: 777 ° C, 1382 ° C.
• Gradul de oxidare: 2.

izotopi

Stronțiul natural este un amestec de 4 izotopi stabili: ⁸⁸Sr (82,6%), ⁸⁶Sr (9,9%), ⁸⁷Sr (7,0%) și ⁸⁴Sr (0,56%). Dintre acestea, numai ⁸⁷Sr este radiogen - se formează în timpul decăderii rubidiului izotopic radioactiv ⁸⁷Rb cu timp de înjumătățire 4,88 x 10¹⁰ ani. Se crede că ⁸⁷Sr a fost produs în timpul "nucleosintezei primare" (stadiul incipient al Big Bang-ului) împreună cu izotopii ⁸⁴sr, ⁸⁶Sr și ⁸⁸Sr. În funcție de locație, raportul ⁸⁷Sr și ⁸⁶Sr poate diferi de mai mult de 5 ori. Acest lucru este folosit în datarea eșantioanelor geologice și în determinarea originii scheletelor și a artefactelor de lut.

Ca urmare a reacțiilor nucleare, s-au obținut circa 16 izotopi radioactivi sintetici ai stronțiului, dintre care cea mai durabilă ⁹⁰Sr (timpul de înjumătățire 28,9 ani). Acest izotop, format în timpul unei explozii nucleare, este considerat cel mai periculos produs al decăderii. Datorită asemănării sale chimice cu calciu, acesta este absorbit in oase si dinti, în cazul în care el continuă să împingă electronii, provocând pagube de radiații prin deteriorarea măduvei osoase, perturbarea formarea de noi celule sanguine si cauza cancer.

Cu toate acestea, în condiții controlate din punct de vedere medical, stronțiul este utilizat pentru a trata anumite neoplasme maligne superficiale și cancer de țesut osos. Se utilizează, de asemenea, sub formă de fluorură de stronțiu în surse chimice de curent și în generatoarele termoelectrice cu radioizotopi, în care căldura de degradare sale radioactive este transformată în energie electrică, care servește surse de energie de lumină de lungă durată în geamanduri de navigație, stații meteorologice de la distanță și nave spațiale.

⁸⁹Sr este utilizat pentru a trata cancerul, deoarece atacă țesutul osos, produce radiații beta și după câteva luni se dezintegrează (timp de înjumătățire 51 zile).

Elementul chimic al stronțiului nu este necesar pentru forme mai înalte de viață, iar sărurile sale sunt, de obicei, netoxice. Ce face ⁹⁰Sr este periculos, este folosit pentru a crește densitatea oaselor și creșterea lor.

conexiuni

Proprietățile elementului chimic al stronțiului sunt foarte asemănătoare proprietăți ale calciului. În compuși, Sr are o stare exclusivă de oxidare de +2 sub forma ionului Sr²⁺. Metalul este un agent activ de reducere și reacționează ușor cu halogeni, oxigen și sulf pentru a produce halogenuri, oxid și sulfuri.

Compușii de stronțiu au o valoare comercială destul de limitată, deoarece compușii corespunzători ai calciului și bariului îndeplinesc de obicei aceiași, dar sunt mai ieftini. Cu toate acestea, unele dintre ele au găsit aplicații în industrie. Nu s-au ajuns încă la ce substanțe să se obțină culori violente în focuri de artificii și lumini de semnal. În prezent, numai sărurile de stronțiu sunt utilizate pentru a produce această culoare, cum ar fi Sr (NO nitrat₃)₂ și clorat Sr (ClO₃)₂ . Aproximativ 5-10% din producția totală a acestui element chimic consumă pirotehnica. Hidroxidul de stronțiu Sr (OH)₂ este uneori folosit pentru a extrage zahăr din melasă deoarece formează o zaharidă solubilă din care zahărul poate fi ușor regenerat prin acțiunea dioxidului de carbon. Monosulfid SrS este folosit ca un depilator și un ingredient în fosforii dispozitivelor electroluminescente și a vopselelor luminoase.

Stratul de ferită formează o familie de compuși cu formula generală SrFe_xO_la, Reacțiile rezultate din reacția de temperatură ridicată (1000-1300 ° C) a SrCO₃ și Fe₂O₃. Dintre acestea, magneți ceramici sunt fabricate, care sunt utilizate pe scară largă în difuzoare, ștergătoare de parbriz pentru autovehicule și jucării pentru copii.

producere

Majoritatea celestinei minerale SrSO₄ este transformat în carbonat în două moduri: fie cesile este distilat direct cu o soluție de carbonat de sodiu, fie încălzit cu carbon pentru a forma o sulfură. În cea de-a doua etapă, se obține o substanță de culoare închisă, care conține în principal sulfură de stronțiu. Această "cenușă neagră" se dizolvă în apă și este filtrată. Carbonatul de stronțiu precipită din soluția de sulfură prin introducerea dioxidului de carbon. Sulfatul este redus la sulfură prin reducerea carbotermică a SrSO₄ + 2C → SrS + 2CO₂. Elementul poate fi preparat prin contactul electrochimică a catodului, în care tija de fier răcit, care acționează ca un catod, atinge suprafața amestecului de clorură de potasiu și stronțiu, și se ridică atunci când strontiu se solidifică pe acesta. Reacțiile la electrozi pot fi reprezentate după cum urmează: Sr²⁺ + 2e^- → Sr (catod) - 2CI^- → Cl₂ + 2e^- (un anod).

Stratul metalic poate fi de asemenea recuperat din alumina sa. Este maleabil și ductil, un bun conductor de electricitate, dar este folosit relativ puțin. Una dintre aplicațiile sale este agentul de aliere a aluminiului sau a magneziului în cazul turnării blocurilor de cilindri. Stronțiul îmbunătățește prelucrabilitatea și rezistența la fluaj de metal. O modalitate alternativă de obținere a stronțiului este reducerea oxidului său cu aluminiu într-un vid la temperatura de distilare.

Aplicare comercială

Elementul chimic al stronțiului este utilizat pe scară largă în sticla tuburilor catodice de televizoare color pentru a preveni penetrarea razelor X. Poate fi, de asemenea, parte din vopsele de aerosoli. Aceasta, aparent, este una dintre sursele cele mai probabile ale impactului stronțiului asupra populației. În plus, elementul este utilizat pentru a produce magneți de ferită și pentru a purifica zincul.

Sarurile de stronțiu sunt folosite în pirotehnica, deoarece atunci când ard, flacăra este colorată în lumină roșie. Un aliaj de săruri de stronțiu cu magneziu este utilizat în compoziția amestecurilor incendiare și semnal.

Titanatul are un indice de refracție extrem de mare și o dispersie optică, ceea ce îl face util în domeniul opțiunii. Poate fi folosit ca un înlocuitor pentru diamante, dar este rar folosit în acest scop din cauza extremității de moale și a vulnerabilității la zgârieturi.

Aluminatul de stronțiu este un fosfor luminos cu rezistență îndelungată la fosforescență. Oxidul este uneori folosit pentru a îmbunătăți calitatea glazurilor ceramice. izotop ⁹⁰Sr este unul dintre cei mai buni emițători beta cu durată lungă de viață. Se utilizează ca sursă de energie pentru generatoarele termoelectrice radioizotopice (RTG), care transformă căldura eliberată în electricitate în degradarea elementelor radioactive. Aceste dispozitive sunt utilizate în vehiculele spațiale, stațiile meteorologice îndepărtate, geamandurile de navigație etc. - unde este necesară o sursă de energie electrică ușoară și de lungă durată.

Utilizarea stronțiului medical: caracteristicile caracteristice, tratamentul medicamentos

izotop ⁸⁹Sr este un ingredient activ în preparatul radioactiv Metastron, utilizat pentru tratarea durerii osoase provocată de cancerul de prostată metastatic. Elementul chimic al stronțiului acționează, ca și calciul, în principal încorporat în oase în locuri cu osteogeneză crescută. Această localizare se concentrează asupra impactului radiațiilor asupra cancerului.

radioizotop ⁹⁰Sr este, de asemenea, utilizat în tratamentul cancerului. Radiația beta și durata de înjumătățire lungă sunt ideale pentru terapia radiațiilor de suprafață.

Un medicament experimental, obținut prin combinarea strontiu cu acid ranelinovoy, promovează creșterea oaselor, creșterea densității osoase și scăderea fracturii. Ranelatul de staniu este înregistrat în Europa ca tratament pentru osteoporoză.

Clorura de stronțiu este uneori utilizată în pastele de dinți pentru dinții sensibili. Conținutul său atinge 10%.

măsuri de precauție

Stronțiul are o activitate chimică ridicată, iar în stare zdrobită, metalul se aprinde spontan. Prin urmare, acest element chimic este considerat un pericol de incendiu.

Efecte asupra corpului uman

Corpul uman absoarbe stronțiul în același mod ca și calciul. Aceste două elemente sunt chimic atât de asemănătoare încât formele stabile de Sr nu reprezintă o amenințare semnificativă pentru sănătate. Spre deosebire de aceasta, izotopul radioactiv ⁹⁰Sr poate conduce la diferite tulburări osoase și boli, inclusiv cancer osos. Pentru a măsura radiația unui absorbit ⁹⁰Sr este o unitate de stronțiu.