СТРОНЦИЈУМ: ИСТОРИЈА, СТРУКТУРА, СВОЈСТВА, РЕАКЦИЈЕ И УПОТРЕБЕ - ХЕМИЈА - 2025

Стронцијум је земноалкални метал чији је хемијски симбол је господин Свеже рез је бела са сребрним сјајем, али када је изложена ваздуху оксидира и стиче жућкасту боју. Из тог разлога, он мора бити заштићен од кисеоника током складиштења.

Стронцијум се извлачи из његових вена у облику минерала целестита или целестина (СрСО ₄ ) и стронтианита (СрЦО ₃ ). Међутим, целестит је главни облик у коме долази до ископавања стронцијума, а његова лежишта су у седиментним тлима и у вези са сумпором.

Метални узорак стронцијума заштићен атмосфером аргона. Извор: Стронтиум унтер Аргон Сцхутзгас Атмоспхаре.јпг Маттхиас Зеппердеривативни рад: Материалсциентист

Целестит се јавља у облику ромбичних кристала, обично је безбојан, стакласт и прозиран. Иако се стронцијум екстракује на овај начин, он се мора трансформисати у свој карбонат из кога се коначно смањује.

1790. године стронцију су идентификовали као нови елемент Адаир Цравфорд и Виллиам Цруицксханк, у минералу из рудника олова у близини града Стронтион у Аргиллу, Шкотска. Стронцијум је изолиран 1807. године Хумпхри Дави, коришћењем електролизе.

Стронцијум је прости, дуктилни метал и добар проводник електричне енергије; али има мало индустријске и комерцијалне намене. Једна од његових примена је стварање легура са алуминијумом и магнезијумом, побољшавајући руковање и флуидност ових метала.

У периодичној табели, стронцијум се налази у групи 2, између калцијума и баријума, откривајући да нека од његових физичких својстава, као што су густина, талиште и тврдоћа, имају прелазне вредности у односу на оне приказане за калцијум и баријев.

Стронцијум се у природи појављује као четири стабилна изотопа: ⁸⁸ Ср са обиљем .82.6%; ⁸⁶ Мк, са 9,9% обиљем; ⁸⁷ Мк, са 7,0% обиљем; и ⁸⁴ Ср, са 0,56% обиља.

⁹⁰ Ср је радиоактивни изотоп који представља најштетнију компоненту радиоактивног испада, продукта нуклеарних експлозија и цурења из нуклеарних реактора, јер се због сличности калцијума и стронцијума изотоп налази у костима , производе рак костију и леукемију.

Историја

Испитан је минерал из рудника олова у близини села Стронтиан у Аргиллу у Шкотској. Првобитно је идентификован као врста баријевог карбоната. Али Адаир Цравфорд и Виллиам Цруицксханк су 1789. године приметили да је испитивана супстанца била још једна у питању.

Хемичар Тхомас Цхарлес Хопе је нови минерални стронтит назвао, а одговарајућа "земља" (стронцијев оксид, СрО) назвала га је стронтиа.

1790. године Цравфорд и Цруицксханк су запалили испитивану супстанцу и приметили да је пламен гримизно црвене боје, различит од пламена запажених до тада у познатим елементима. Закључили су да су пред новим елементом.

1808. Сир Виллиам Хумпхри Дави, подвргнут је електролизи влажној смеши хидроксида или хлорида стронцијума са оксидом живе, користећи катоду живе. Затим је жива из формираног амалгама испарена, остављајући стронцијум слободним.

Дејв је изолирани елемент назвао стронцијум (стронцијум).

Структура и електронска конфигурација стронцијума

Метални стронциј кристализира на собној температури у кубној (фцц) структури која је усредсређена на лице.

У овој структури, атоми Ср смештени су у врховима и на кубним површинама јединичне ћелије. Релативно је гушћа од осталих структура (као што је кубична или бцц) по томе што има укупно четири атома Мр.

Атоми Ср остају уједињени захваљујући металној вези, продукту преклапања њихових атомских валенција у свим правцима унутар кристала. Ова орбитала је 5с који у електронској конфигурацији има два електрона:

5с ²

Тако настају пуни 5с опсег и 5п опсег проводљивости (теорија опсега).

Што се тиче осталих металних фаза, нема много библиографских података, мада је сигурно да се њихови кристали подвргавају трансформацијама када су изложени високим притисцима.

Оксидациони бројеви

Стронцијум, као и други метали, има велику тенденцију да губи валентне електроне; Ово су два електрона из орбите 5с. Тако се атоми Ср-а претварају у двовалентне катионе Ср ²⁺ (М ²⁺ , као и остали земноалкалијски метали), изоелектронски у крипто племенити гас. Каже се да стронцијум има оксидациони број +2.

Када уместо да изгуби два електрона изгуби само један, формира се Ср ⁺ катион ; и због тога је његов број оксидације +1. Ср ⁺ је редак у једињењима која потичу из стронцијума.

Својства

Изглед

Сребрно беле боје са металним сјајем, са благим жутим нијансом.

Моларна маса

87,62 г / мол.

Тачка топљења

777 ° Ц.

Тачка кључања

1.377 ° Ц

Густина

- Температура околине: 2,64 г / цм ³

-Ликуид стате (тачка топљења): 2.375 г / цм ³

Растворљивост

Растворљиви у алкохолу и киселинама. Није растворљив у води, јер снажно реагује с њом.

Топлина фузије

7,43 кЈ / мол.

Топлина испаравања

141 кЈ / мол.

Термални моларни капацитет

26,4 Ј / (мол · К).

Електронегативност

0,95 на Паулинг скали.

Енергија јонизације

Први ниво јонизације: 549,5 кЈ / мол.

Други ниво јонизације: 1,064,2 кЈ / мол.

Трећи ниво јонизације: 4.138 кЈ / мол.

Атомски радио

Емпиријски 215 пм.

Ковалентни радијус

195 ± 10 сати.

Термално ширење

22.5 µм / (м · К) на 25 ° Ц.

Топлотна проводљивост

35,4 В / (мК).

Електрична отпорност

132 нΩ · м на 20 ° Ц.

Тврдоћа

1,5 на Мохсовој скали.

Пожарни потенцијал

Стронцијум, када је фино подељен, спонтано сагорева у ваздуху. Уз то се пали када се загрева изнад талишта и може бити опасна од експлозије ако је изложена топлоти пламена.

Складиште

Да бисте избегли оксидацију стронцијума, препоручује се његово чување уроњено у керозин или нафту. Стронцијум треба чувати на хладном и добро проветреном месту, далеко од органских и других лако оксидирајућих материјала.

Номенклатура

Како оксидациони број +1 није тако чест, претпоставља се да постоји само +2 за поједностављење номенклатуре око стронцијумових једињења. Зато се у номенклатури залиха (ИИ) на крају имена игнорише; а у традиционалној номенклатури увек се завршавају суфиксом -ицо.

На пример, СрО је стронцијев оксид или коситрени оксид, према залихама и традиционалним номенклатурама.

Облици

Због своје велике реактивности, метални стронцијум се не појављује изоловано у природи. Међутим, може се наћи у његовом елементарном стању заштићеном од кисеоника, урањањем у керозин или у атмосфери инертних гасова (попут племенитих гасова).

Такође је пронађено да формира легуре са алуминијумом и магнезијумом, као и агрегат у легуру калаја и олова. Стронцијум се налази у јонском облику (Ср ²⁺ ) растворен у земљи или морској води итд.

Према томе, говорити о стронцијуму је ^{значење} катиона Ср ²⁺ (и у мањој мери Ср ⁺ ).

Такође може у интеракцији у јонском облику са другим елементима да формира соли или друга хемијска једињења; попут стронцијумовог хлорида, карбоната, сулфата, сулфида итд.

Стронцијум је присутан углавном у два минерала: целеститу или целестину (СрСО ₄ ) и стронтиту (СрЦО ₃ ). Целестит је главни извор вађења стронцијума.

Стронцијум има 4 природна изотопа од којих је један у већем обиљу ⁸⁸ г. Исто тако, постоје бројни радиоактивни изотопи, вештачки произведени у нуклеарним реакторима.

Биолошка улога

Није позната биолошка улога стронцијума у ​​кичмењака. Због сличности са калцијумом, може га заменити у коштаним ткивима; то јест, Ср ²⁺ потискује Ца ²⁺ . Али однос који се налази у кости између стронцијума и калцијума је између 1/1000 и 1/2000; то јест, изузетно мало.

Према томе, стронцијум не сме да испуни природну биолошку функцију у костима.

Стронцијумов ранелат коришћен је у лечењу остеопорозе, јер изазива очвршћавање костију; али у сваком случају, ово је терапијско деловање.

Један од ретких примера биолошке функције стронцијума јавља се у Ацантхареа, радиоларијанском протозоану који има костур са присуством стронцијума.

Где се могу наћи и продуцирати

Кристал целестита, минералошки извор стронцијума. Извор: Арам Дулиан (Корисник: Арамгутанг)

Стронцијум се налази у отприлике 0,034% свих магматских стена. Међутим, само два минерала: целестит или целестин налазе се у лежиштима са значајним садржајем стронцијума.

Од два важна минерала стронцијум, само целестит се налази у довољној количини у седиментним наслагама које омогућавају стварање објеката за вађење стронцијума.

Стратионит је кориснији од целестита, јер се већи део стронцијума производи у облику стронцијумовог карбоната; али једва да су пронађена лежишта која омогућавају одрживо копање.

Садржај стронцијума у ​​морској води креће се између 82 и 90 умол / Л, знатно нижа концентрација од оне калцијума, између 9,6 и 11 ммол / Л.

Скоро читаво копање заснива се на лежиштима целестита, пошто су стронцијанитне вене оскудне и не баш профитабилне за вађење стронцијума из њих. Упркос томе, већина стронцијума се производи у облику стронцијумовог карбоната.

Пидгеон-ова метода

Целестит се спаљује у присуству угља како би се стронцијум сулфат претворио у стронцијум сулфид. У другој фази, тамни материјал који садржи стронцијум сулфид је растворен у води и филтриран.

Затим је раствор стронцијум сулфида третиран угљен-диоксидом, да се добије таложење стронцијумовог карбоната.

Стронцијум се може изоловати варијантом Пидгеон-ове методе. Реакција стронцијумовог оксида и алуминијума одвија се у вакууму, где се стронцијум претвара у гас и транспортује се кроз производну реторту до кондензатора, где се таложи као чврста супстанца.

Електролиза

Стронцијум се може добити у облику штапова методом контактне катодне електролизе. У овом поступку, охлађена гвоздена шипка која делује као катода долази у контакт са површином растопљене смеше калијум хлорида и стронцијумовог хлорида.

Како се стронциј учвршћује на катоди (гвоздена шипка), штап се диже.

Реакције

Са хакогенима и халогенима

Стронцијум је активни редуктивни метал и реагује са халогенима, кисеоником и сумпором да би створио халогене, оксиде и сумпор. Стронцијум је сребрнаст метал, али оксидира до стронцијумовог оксида када је изложен ваздуху:

Ср (с) + 1 / 2О ₂ (г) => СрО (и)

Оксид ствара тамни слој на површини метала. Иако је његова реакција са хлором и сумпором следећа:

Ср (с) + Цл ₂ (г) => СрЦл ₂ (с)

Ср (с) + С (л) => СрС (и)

Стронцијум реагује са стопљеним сумпором.

Са ваздухом

Може се комбиновати са кисеоником да би се створио стронцијумов пероксид; али за њен стварање потребан је висок притисак кисеоника. Такође може да реагује са азотом за производњу стронцијумовог нитрида:

3СР (с) + Н ₂ (г) => Ср ₃ Н ₂ (с)

Међутим, температура мора бити изнад 380 ° Ц да би дошло до реакције.

Са водом

Стронцијум може силовито реаговати са водом да би формирао стронцијум хидроксид, Ср (ОХ) ₂ и гас водоник. Реакција између стронцијума и воде нема насиље које је опажено у реакцији између алкалних метала и воде, као ни оно које је опажено у случају баријева.

Са киселинама и водоником

Стронцијум може да реагује са сумпорном киселином и азотном киселином да би формирао стронцијум сулфат и нитрат. Такође се комбинује вруће са водоником да би се створио стронцијум хидрид.

Стронцијум, као и други тешки елементи у блоку периодичне табеле, има широк распон координацијских бројева; као што су 2, 3, 4, 22 и 24 , на пример , у једињењима попут СрЦд ₁₁ и СрЗн ₁₃ .

Апликације

- Елементарни стронцијум

Легуре

Користи се као еутектички модификатор за побољшање чврстоће и дуктилности Ал-Аг легуре. Користи се као инокулант у ливници нодуларног гвожђа за контролу стварања графита. Такође се додаје легура кала и олова како би се додала жилавост и пластичност.

Поред тога користи се као деоксидизатор за бакар и бронзу. Мала количина стронцијума се додаје у растаљени алуминијум ради оптимизације топљивости метала, што га чини погоднијим за израду предмета који су традиционално израђени од челика.

То је легирајуће средство за алуминијум или магнезијум које се користи у ливењу блокова мотора и точкова. Стронцијум побољшава управљивост и флуидност метала на који је легиран.

Изотопи

Упркос штетном дејству, ⁹⁰ Ср се користи као термоелектрични генератор, користећи топлотну енергију свог зрачења за производњу дуготрајне електричне енергије, са применом у свемирским возилима, даљинским истраживачким станицама и навигационим бојевима.

⁸⁹ Ср се користи у лечењу канцера костију, користећи радиоактивни Емиссион п тип за уништавање ћелија тумора.

Атом стронцијума коришћен је за успостављање система за мерење времена, који једва заостаје једну секунду сваких 200 милиона година. Због чега је то најтачнији сат.

- Једињења

Карбонат

Фери и магнети

Стронцијум карбонат (СрЦО ₃ ) реагује са феррикс оксидом (Фе ₂ О ₃ ) на температури између 1.000 и 1.300 ° Ц, да би створио стритицијум ферит. Ова породица ферита има општу формулу СрФе _к О ₄ .

Керамички магнети се праве од ферита и користе се у разним применама. Међу њима: производња звучника, мотора за аутомобилске брисаче ветробранског стакла и играчака за децу.

Стронцијум карбонат се такође користи у производњи стакла за телевизијске екране и дисплеје.

Наочаре

Поред побољшања својства стакла за приказе течних кристала (ЛЦД), користи се и у застакљивању керамичких производа, појачавајући његову отпорност на огреботине и стварање мехурића током печења.

Користи се у производњи стакла које се може користити у оптици, стакленој опреми и расвети. Такође је део стаклопластике и лабораторијских и фармацеутских наочара, јер повећава тврдоћу и отпорност на гребање, као и његову светлину.

Производња метала и соли

Користи се за добијање цинка високе чистоће, јер доприноси елиминацији оловних нечистоћа. Помаже у производњи стронцијумовог хромата, једињења које се користи као инхибитор корозије у штампарским бојама.

Отпадне воде и фосфоресцентне сијалице

Користи се у третману отпадних вода за уклањање сулфата. Поред тога, користи се у производњи ортофосфорне киселине која се користи у производњи флуоресцентних сијалица.

Пиротехника

Стронцијум карбонат, попут осталих стронцијумових соли, користи се у ватромету да би му пружио гримизно црвену боју. Боја која се такође користи у испитивању стронцијума.

Хидроксид

Користи се за екстракцију шећера из репе, јер се стронцијум хидроксид комбинује са шећером како би се добио сложени сахарид. Комплекс се може одвојити дејством угљен-диоксида, остављајући шећер слободним. Такође се користи у стабилизацији пластике.

Оксид

Присутан је у чаши која се користи за производњу телевизијске слике, почевши од ове апликације 1970. године. Телевизори у боји, као и други уређаји који садрже катодне зраке, морају да користе стронцијум у предњој плочи да би се зауставио. Кс-зраци.

Ови телевизори се више не користе, јер су катодне цеви замењене другим уређајима, па употреба једињења стронцијума није потребна.

Са друге стране, стронцијев оксид се користи за побољшање квалитета керамичких глазура.

Хлорид

Стронцијум хлорид се користи у неким пастама за зубе за осетљиве зубе и за израду ватромета. Поред тога, користи се ограничено за уклањање нежељених гасова у посудама подвргнутим вакууму.

Ранелате

Користи се у лечењу остеопорозе, јер повећава густину костију и смањује учесталост прелома. Примењено локално, инхибира сензорну иритацију. Међутим, његова употреба је смањена због доказа да повећава учесталост кардиоваскуларних болести.

Алуминате

Користи се као додатак у индустрији електронике. Такође се често користи да одређене играчке блистају у мраку, јер је хемијски и биолошки инертно једињење.

Референце

1. Схивер & Аткинс. (2008). Неорганска хемија . (Четврто издање). Мц Грав Хилл.
2. Википедиа. (2019). Стронцијум. Опоравак од: ен.википедиа.орг
3. Тимотхи П. Хануса (2019). Стронцијум. Енцицлопӕдиа Британница. Опоравак од: британница.цом
4. Национални центар за информације о биотехнологији. (2019). Стронцијум. ПубЦхем база података. ЦИД = 5359327. Опоравак од: пубцхем.нцби.нлм.них.гов
5. Траци Педерсен. (20. мај 2013.). Чињенице о стронцијуму. Опоравило од: лифециенце.цом
6. Др Доуг Стеварт. (2019). Чињенице елемента стронцијума. Опоравак од: цхемицоол.цом
7. Хелменстине, др Анне Марие (03. јула 2019.). Чињенице стронцијума (атомски број 38 или Ср). Опоравак од: тхинкцо.цом
8. Леннтецх БВ (2019). Стронцијум. Опоравак од: леннтецх.цом