Strontium i sin reneste form. Strontium - egenskaper av egenskaper med et bilde, dens biologiske rolle i menneskekroppen, behandling med medisiner basert på et kjemisk element

Atom nummer 38 med masse 87,62. Det forekommer i naturen i en stabil tilstand i form av 4 isotoper: 84, 86, 87, 88. Den vanligste i naturen er 88. På grunn av forfallet av naturlig rubidium 87 nøyaktig mengde strontium endres over tid. Mennesket mottok radioaktive atomer med tallene 80-97.

Dessuten ble den mest brukte isotopen hentet fra uran - Strontium 90. Historien om oppdagelsen av elementet går tilbake til det fjerne 90-tallet av det attende århundre. Så tidlig som i 1787 ble strontium først isolert fra mineralet strontianitt nær landsbyen Strontiana i Skottland.

De første studiene ble utført av kjemikerne Ader Crawford og Martin Heinrich Klapot. I Russland ble studier av strontiumjord utført av Tobias Lovitz. Særpreget kjennetegn det brant med en knallrød flamme.

Beskrivelse og egenskaper til strontium

Strontium formel– Sr. Det er et polymorft hvitt metall med en sølvskinnende glans. På grunn av den raske responsen inn ren form med atmosfærisk oksygen får en oksidfilm med en gul fargetone. Strontium metall veldig myk og lett å smi.

Den presenteres i tre modifikasjoner: kubisk ansiktssentrert krystallgitter - opp til 231 °C, sekskantet - fra 231 til 623 °C, kubisk kroppssentrert - ved temperaturer over 623 °C. Strontium atom har strukturen til det ytre elektronskallet 5s2. I reaksjoner oksideres det og har formen +2, noen ganger +1. Struktur atom strontium: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 5s2

De viktigste fysiske indikatorene:

Atomvolum - 34 cm 3 / g × atom;

Atomets radius er 2,15 A;

Tetthet - 2,63 g / cm 3 ved 20 ° C;

Tm. = 770 °С;

Tbp. = 1380 °C;

Oud. varme 0,176 cal / g × grader ved 20 ° C;

Damptrykk 10-3 mmHg ved 462°C, 1 mmHg 733°C og 100 mmHg ved 1092°C;

Overflatespenning 165 dyn/cm;

Brinell hardhet 13 kg/mm2;

Kjemisk karakteristisk for strontium. Når det gjelder reaktivitet, er strontium nær sine brødre i barium- og kalsiumgruppene. På normale forhold reagerer raskt med oksygen atmosfærisk luft. Dannet strontiumoksid SrO og SrO 2 med en gulaktig fargetone.

Som alle jordalkalimetaller, reagerer det med vann for å dannes strontiumhydroksid. Samspillet med halogener er veldig aktivt - halogenider dannes. Den pulveriserte formen av metallet antennes veldig raskt selv ved romtemperatur og atmosfærisk trykk.

Spesielt viktig er jodid og strontiumklorid. Når den varmes opp, kombineres den aktivt med karbondioksid, og danner karbonat og bikarbonat. I gassfasen resulterer tilsetning av hydrogen i dannelsen av SrH 2 hydrid. Følgende forbindelser er også mest vanlige: karbid - karbonbaserte forbindelser (SrC 2), amid - med ammoniakk i gassform (Sr (NH 2) 2), sulfid - med svovel (SrS), selenid - med selen (SrSe) ) og noen andre.

Strontium i smeltet tilstand blandes lett med metaller som aluminium, jern, barium og andre. Smelten homogeniseres for å oppnå intermetalliske forbindelser. Strontium reagerer lett med fortynnede syrer. Et stort antall forskjellige salter oppnås i reaksjoner med organiske og mineralsyrer.

Imidlertid viser den høy reaktivitet med svake syrer, med konsentrerte, tvert imot viser den ikke aktivitet. Derfor sulfater, nitrater, nitritter og andre strontiumsalter oppnås ved reaksjon med fortynnede syrer. Hovedtyngden av saltene er farget hvite med varierende grader av løselighet i vann (basert på mineralsyrer, som regel løses bedre).

Kjennetegn på strontium som et radioaktivt grunnstoff. En radioaktiv isotop oppnås i atomreaktorer under β-nedbrytningen av rubidium 90, hvoretter strontium går gjennom β-nedbrytningsstadiet for å produsere yttriumnuklid 90. Halveringstid for strontium tilsvarer 28,79 år.

Forekomster og utvinning av strontium

Strontium er vidt distribuert i naturen. Grunnstoffet i form av malmer ligger i jordskorpen. Mer enn 24 % av den totale tilførselen av grunnstoffet er i verdenshavene. Naturreservater eksisterer bare i en bundet tilstand og er mineraler, det totale antallet er minst 40. I landet til CIS-landene, Vest-Europa, Nord-Amerika, hovedsakelig i Canada, ble de største forekomstene av malm funnet: strontianitt - strontiumkarbonat og - strontiumsulfat.

Industrielle metoder for å oppnå metall er basert på bearbeiding av mineralmalm. ulike forbindelser. Deretter utføres den termiske dekomponeringen av forbindelsene, eller elektrolytisk virkning. Imidlertid, som et resultat av slike reaksjoner, dannes en pulverform av metallet, som er svært brannfarlig, eller utbyttet av elementet er svært lavt og oppnås med urenheter. Derfor brukes ikke metodene beskrevet ovenfor for øyeblikket.

Den mest populære er reduksjonen av strontiumoksid med tilsetning av metallisk aluminium og flintsand. Reaksjonen foregår i et vakuumrør laget av stål ved svært høye temperaturer over 1000 °C. Elementet renses ved destillasjon også under vakuum. For kjernekraft er det ekstremt viktig å få tak i radioaktive isotoper.

De produseres i reaktorer under halveringstiden til Uranium 235. Isotopen Sr 89 ( halveringstid for strontium 50,5 dager) dannes etter forfall med frigjøring av en enorm mengde energi fra en stabil isotop. Strontium er en vesentlig del av dyret og flora. Mange organismer akkumulerer grunnstoffet i seg selv sammen med kalsium og fosfor.

Påføring av strontium

I form av et metall brukes det som et legeringsmiddel. Legger til formbarhet og duktilitet. Eksplosiv når det blandes med barium og kalsium. Det er en del av termittblandinger.

Bruk av strontiumforbindelser:

SrO er en del av oksidkatoder, pyrotekniske blandinger.

SrCO 3 - motta spesielle belegg - kjemisk stabile og varmebestandige glasurer.

Sr(NO 3) 2 er en komponent av pyrotekniske stoffer for signalraketter.

SrSO 4 - fyllstoff for maling og gummi.

SrCrO 4 er en komponent i lakk og primere i flyindustrien.

SrTiO 3 er et materiale for produksjon av dielektriske antenner, ledere og sensorer.

SrF 2 - brukes i produksjon av spesialiserte.

SrCl 2 er en komponent i pyrotekniske sammensetninger, kosmetikk og medisinske preparater.

SrS brukes i produksjon av tilsetningsstoffer ved fremstilling av lær.

90 Strontium 137 cesium brukes som en komponent i radioaktivt brensel.

Det mest nyttige stoffet basert på organiske forbindelser - strontiumranelat- en beinvekststimulator. Dette stoffet brukes til å behandle osteoporose.

Strontium pris

Strontiummetall selges oftest i form av forbindelser. Priser strontiumforbindelser varierer mye: Nitrat - 3,8 USD, Klorid - 500-800 rubler, Ranelat i form av preparater fra 1500 til 2500 rubler.

Strontium i menneskekroppen: rolle, kilder, mangel og overskudd

Strontium (Sr) er et kjemisk grunnstoff som opptar D.I. Mendeleev 38. plass. Enkelt sagt, med normale forhold er et jordalkali-sølv-hvitt metall, veldig duktil, myk og formbar (lett skjæres med en kniv). I luft oksideres det veldig raskt av oksygen og fuktighet, og blir dekket med oksid. gul farge. Kjemisk veldig aktiv.

Strontium ble oppdaget i 1787 av to kjemikere W. Cruikshank og A. Crawford, og ble først isolert i ren form av H. Davy i 1808. Det har fått navnet sitt fra den skotske landsbyen Stronshian, hvor det i 1764 ble oppdaget et tidligere ukjent mineral, også kalt strontium etter landsbyen.

På grunn av sin høye kjemiske aktivitet forekommer ikke strontium i sin rene form i naturen. I naturen er det ganske vanlig, det er en del av rundt 40 mineraler, hvorav de vanligste er celestine (strontiumsulfat) og strontianitt (strontiumkarbonat). Det er fra disse mineralene at strontium utvinnes i industriell skala. De største forekomstene av strontiummalm finnes i USA (Arizona og California), Russland og noen andre land.

Strontium og dets forbindelser er mye brukt i radio-elektronisk industri, metallurgi, Mat industri og pyroteknikk.

Strontium følger ofte med kalsium i mineraler og er et ganske vanlig kjemisk grunnstoff. Dens massefraksjon i jordskorpen er omtrent 0,014 %, konsentrasjonen i sjøvann er omtrent 8 mg/l.

Strontiums rolle i menneskekroppen

Svært ofte, når de snakker om effekten av strontium på menneskekroppen, har de en negativ konnotasjon. Dette er en veldig vanlig misforståelse på grunn av det faktum at dens radioaktive isotop 90 Sr faktisk er ekstremt helsefarlig. Det dannes under kjernefysiske reaksjoner i reaktorer og under atomeksplosjoner, og når det kommer inn i menneskekroppen, avsettes det i benmargen og fører veldig ofte til veldig tragiske konsekvenser, siden det bokstavelig talt blokkerer bloddannelsen. Men vanlig, ikke-radioaktiv, strontium i rimelige doser er ikke bare ikke farlig, men bare nødvendig for menneskekroppen. Strontium brukes til og med i behandlingen av osteoporose.

Generelt finnes strontium i nesten alle levende organismer, både i planter og i dyr. Det er en analog av kalsium og kan enkelt erstatte det i beinvev uten noen spesielle helsekonsekvenser. Det er forresten denne kjemiske egenskapen til strontium som gjør den nevnte radioaktive isotopen ekstremt farlig. Nesten alt (99 %) av strontium avsettes i beinvev, og mindre enn 1 % av strontium holdes tilbake i andre vev i kroppen. Konsentrasjonen av strontium i blodet er ca. 0,02 µg/ml, i lymfeknutene 0,30 µg/g, lungene 0,2 µg/g, eggstokkene 0,14 µg/g, nyrer og lever 0,10 µg/g.

Hos små barn (under 4 år) akkumuleres strontium i kroppen, siden beinvev dannes aktivt i denne perioden. Kroppen til en voksen inneholder omtrent 300-400 mg strontium, som er ganske mye sammenlignet med andre sporstoffer.

Strontium forhindrer utvikling av osteoporose og tannkaries.

En synergist og samtidig en antagonist av strontium er kalsium, som i sin kjemiske egenskaper veldig nær ham.

Kilder til strontium i menneskekroppen

Det eksakte daglige menneskelige behovet for strontium er ikke fastslått; ifølge noe av tilgjengelig informasjon er det opptil 3-4 mg. Det er anslått at en person i gjennomsnitt bruker 0,8-3,0 mg strontium per dag med mat.

Strontium som følger med maten absorberes kun med 5-10%. Absorpsjonen skjer hovedsakelig i tolvfingertarmen og ileum. Strontium skilles hovedsakelig ut gjennom nyrene, i mye mindre grad med galle. Bare uabsorbert strontium finnes i avføring.

Forbedrer absorpsjonen av strontium vitamin D, laktose, aminosyrer arginin og lysin. I sin tur reduserer et plantebasert kosthold med mye fiber, samt natrium- og bariumsulfater absorpsjonen av strontium i fordøyelseskanalen.

Matvarer som inneholder strontium:

• belgfrukter (bønner, erter, bønner, soyabønner);
• frokostblandinger (bokhvete, havre, hirse, myk og durumhvete, villris, rug);
• planter som danner knoller, samt rotvekster (poteter, rødbeter, neper, gulrøtter, ingefær);
• frukt (aprikos, kvede, ananas, druer, pære, kiwi);
• greener (selleri, dill, ruccola);
• nøtter (peanøtter, paranøtter, cashewnøtter, macadamia, pistasjnøtter, hasselnøtter);
• kjøttprodukter, spesielt bein og brusk.

Mangel på strontium i menneskekroppen

Det er ingen informasjon om strontiummangel i menneskekroppen i den spesialiserte litteraturen. Eksperimenter utført på dyr viser at mangel på strontium fører til utviklingsforsinkelse, vekstinhibering, tannråte (karies) og forkalkning av bein og tenner.

Overflødig strontium i menneskekroppen

Med et overskudd av strontium kan det utvikles en sykdom, som populært kalles "Urovs sykdom", og på medisinsk språk - "strontium rakitt" eller Kashin-Becks sykdom. Denne sykdommen ble først identifisert blant befolkningen som levde i elvebassenget. Ural og inn Øst-Sibir. Bosatt i byen Nerchensk I.M. Yurensky skrev i 1849 i tidsskriftet "Proceedings of the Free Economic Society" en artikkel "Om styggheten til innbyggerne ved bredden av Urova i Øst-Sibir."

I lang tid kunne legene ikke forklare arten av denne endemiske sykdommen. Senere studier forklarte naturen til dette fenomenet. Det viste seg at denne sykdommen oppstår på grunn av det faktum at strontiumioner, når de kommer inn i kroppen i overkant, fortrenger en betydelig andel kalsium fra beinene, noe som fører til en mangel på sistnevnte. Som et resultat lider hele organismen, men den mest typiske manifestasjonen denne sykdommen det er en utvikling av dystrofiske endringer i bein og ledd, spesielt i en periode med intensiv vekst (hos barn). I tillegg er fosfor-kalsium-forholdet i blodet forstyrret, tarmdysbakteriose, lungefibrose utvikles.

For å fjerne overflødig strontium fra kroppen, brukes kostfiber, magnesium- og kalsiumforbindelser, natrium- og bariumsulfater.

Imidlertid er det radioaktive strontium-90 nevnt ovenfor av spesiell fare. Akkumulerer i beinene, påvirker ikke bare benmargen, hindrer kroppen i å utføre den hematopoietiske funksjonen, men forårsaker også strålesyke, påvirker hjernen og leveren, øker risikoen for å utvikle kreft, spesielt blodkreft, tusen ganger.

Situasjonen forverres av det faktum at strontium-90 har en middels lang halveringstid (28,9 år) - bare den gjennomsnittlige varigheten av generasjonen av mennesker. Derfor, i tilfelle radioaktiv forurensning av området, er det ikke nødvendig å vente på dets raske dekontaminering, men samtidig er radioaktiviteten veldig høy. Andre radioaktive grunnstoffer forfaller enten veldig raskt, for eksempel har mange isotoper av jod en halveringstid på timer og dager, eller veldig sakte, så de har lav strålingsaktivitet. Verken det ene eller det andre kan sies om strontium-90.

Men det er ikke alt. Faktum er at strontium-90, når det kommer inn i jorda, fortrenger kalsium og blir deretter absorbert av planter, dyr og, gjennom næringskjeden, når en person med alle de påfølgende konsekvenser. Spesielt "rik" på strontium er rotvekster og grønne deler av planter. Som et resultat kan jordbruksland forurenset med radioaktivt strontium tas ut av sirkulasjon i hundrevis av år.

Strontium

STRONTIUM-JEG; m.[lat. strontium] Et kjemisk grunnstoff (Sr), et lett, sølvhvitt metall hvis radioaktive isotoper brukes i kjernefysisk testing og prosjektering.

◁ Strontium, th, th.

(lat. Strontium), et kjemisk grunnstoff i gruppe II i det periodiske systemet, tilhører jordalkalimetallene. Oppkalt etter mineralet strontianitt funnet nær landsbyen Strontian i Skottland. Sølv hvitt metall; tetthet 2,63 g/cm 3, t pl 768°C. Det er kjemisk veldig aktivt, så selve metallet brukes lite (ved smelting av kobber og bronse for rensing, i elektrovakuumteknologi som en getter), salt brukes i produksjon av maling, lysende sammensetninger, glasurer og emaljer. SrTiO 3 er et ferroelektrisk materiale. På atomeksplosjoner, i atomreaktorer dannes den radioaktive isotopen 90 Sr (halveringstid 29,1 år), som utgjør en stor fare for mennesker når den kommer inn i det naturlige miljøet.

STRONTIUM (lat. Strontium, fra landsbyen Srtrontian i Skottland, i nærheten av det ble funnet), et kjemisk grunnstoff med atomnummer 38, atommasse 87,62. Det kjemiske symbolet er Sr, som lyder "strontium". Det ligger i den femte perioden i gruppe IIA av det periodiske systemet av elementer. jordalkalimetall. Naturlig strontium består av fire stabile isotoper med massetall 84 (0,56 % av massen), 86 (9,86 %), 87 (7,02 %) og 88 (82,56 %).
Konfigurasjon av ytre elektronlag 5 s 2 . Oksydasjonstilstanden er +2 (valens II). Atomets radius er 0,215 nm, radiusen til Sr 2+-ionet er 0,132 nm (koordinasjonsnummer 6). Sekvensielle ioniseringsenergier er 5,6941 og 11,0302 eV. Elektronegativitet ifølge Pauling (cm. PAULING Linus) 1,0.
Strontium er et mykt sølvhvitt relativt lett metall.
Oppdagelseshistorie
I 1764 ble et nytt mineral, strontianitt, oppdaget i en blygruve. I 1890 kom engelskmannen A. Crawford og samtidig engelskmannen T. Hope, den tyske kjemikeren M. Klaproth (cm. KLAPROT Martin Heinrich) og den russiske akademikeren T. E. Lovitz (cm. LOVITS Tovy Egorovich) oksidet til et nytt grunnstoff ble isolert fra strontianitt. I 1808 fikk den engelske kjemikeren G. Davy et amalgam av strontium. (cm. DEVI Humphrey).
Utbredelse i naturen
Innholdet i jordskorpen er 0,034 vekt%. Det forekommer ikke i fri form. De viktigste mineralene: strontianitt (cm. strontianitt) og Celestine (cm. CELESTIN) SrSO4. Som en urenhet finnes det i kalsiummineraler, for eksempel i fluorapatitt 3Ca 3 (PO 4) 2 CaF 2.
Kvittering
Hovedkilden til råvarer i produksjonen av strontium og dets forbindelser - celestine SrSO 4 - reduseres først med kull under sterk oppvarming:
SrSO 4 + 4C \u003d SrS + 4CO
Deretter strontiumsulfid SrS med saltsyre (cm. SALTSYRE) omdannet til SrCl 2 og dehydrert. For å oppnå Sr reduseres kloridet med magnesium. (cm. MAGNESIUM) i en hydrogenatmosfære:
SrCl2 + Mg = MgCl2 + Sr
Strontium oppnås også ved reduksjon av SrO med aluminium (cm. ALUMINIUM), silisium (cm. SILICON) eller ferrosilisium:
4SrO + 2Al = 3Sr + SrAl2O4
Fysiske og kjemiske egenskaper
Strontium er et mykt, sølvhvitt metall som kommer i tre former. Opp til 231°C er a-modifikasjonen med et kubisk flatesentrert gitter av Cu-typen stabil, en= 0,6085 nm. Ved 231-623°C - b-modifikasjon med et heksagonalt gitter, ved 623°C opp til smeltepunktet (768°C) - g-modifikasjon med et kubisk kroppssentrert gitter. Kokepunkt 1390°C, densitet 2,63 kg/dm 3 . Strontium er et formbart, formbart metall.
Strontium er kjemisk svært aktivt. Standard elektrodepotensial Sr 2+ /Sr - 2,89 V.
Ved romtemperatur i luft er strontium dekket med en film av SrO oksid og SrO 2 peroksid. Den antennes når den varmes opp i luft. interaksjon med halogener, (cm. HALOGENER) danner halogenider SrCl 2 og SrBr 2 . Ved oppvarming til 300-400°C reagerer den med hydrogen (cm. HYDROGEN) og danner et hydrid SrH2. Ved å varme opp strontium i en atmosfære av CO 2 får man:
5Sr + 2CO2 = SrC2 + 4SrO
Strontium reagerer aktivt med vann:
Sr + 2H 2 O \u003d Sr (OH) 2 + H 2
Ved oppvarming interagerer strontium med nitrogen, svovel, selen og andre ikke-metaller for å danne Sr 3 N 2-nitrid, SrS-sulfid, SrSe-selenid, og så videre.
Strontiumoksid - basisk, interagerer med vann og danner hydroksid:
SrO + H 2 O \u003d Sr (OH) 2
Ved interaksjon med sure oksider danner SrO salter:
SrO + CO 2 \u003d SrCO 3
Sr 2+ ioner er fargeløse. SrCl 2 klorid, SrBr 2 bromid, SrI 2 jodid, Sr(NO 3) 2 nitrat er svært løselige i vann og farger flammen karminrød. Uløselig karbonat SrCO 3 , sulfat SrSO 4 , gjennomsnittlig ortofosfat Sr 3 (PO 4) 2 .
applikasjon
Strontium brukes som legeringstilsetning til legeringer basert på magnesium, aluminium, bly, nikkel og kobber. Strontium er en del av getters. Strontiumforbindelser brukes i pyroteknikk, er en del av selvlysende materialer, emisjonsbelegg av radiolamper, og brukes til fremstilling av briller.
Strontiumtitanat SrTiO 3 brukes til fremstilling av dielektriske antenner, piezoelektriske elementer, små, ikke-lineære kondensatorer, som sensorer infrarød stråling. 90 Sr-preparater brukes i strålebehandling av hud og enkelte øyesykdommer.
Fysiologisk virkning
Strontiumforbindelser er giftige. Ved inntak er skade på beinvev og lever mulig. MPC av strontium i vann 8 mg/l, i luft for hydroksid, nitrat og oksid 1 mg/m 3, for sulfat og fosfat 6 mg/m 3.
Problemer 90 Sr
Ved eksplosjoner av atomladninger eller på grunn av lekkasje av radioaktivt avfall inn i miljø kommer den radioaktive isotopen 90 Sr inn. Danner svært vannløselig bikarbonat Sr(HCO 3) 2 , 90 Sr migrerer inn i vann, jord, planter og dyreorganismer.

encyklopedisk ordbok. 2009 .

Se hva "strontium" er i andre ordbøker:

- (ny lat.). Lysegult metall, oppkalt etter landsbyen i Skottland, i nærheten av den ble oppdaget for første gang; i kombinasjon med karbondioksid danner mineralet strontianitt. Ordbok med utenlandske ord inkludert i det russiske språket. ... ... Ordbok for utenlandske ord i det russiske språket

Tabell over nuklider Generell informasjon Navn, symbol Strontium 90, 90Sr Alternative navn Radio strontium Nøytroner 52 Protoner 38 Nuklidegenskaper Atommasse 8 ... Wikipedia

STRONTIUM- kjemi. grunnstoff, symbol Sr (lat. Strontium), kl. n. 38, kl. m. 87,62; refererer til jordalkalimetaller, har en sølvhvit farge, tetthet 2630 kg/m3, tsmelte = 768 °C. Den er kjemisk veldig aktiv, så lite brukes i sin rene form. Bruk… Great Polytechnic Encyclopedia

Chem. element II gr. periodisk system, løpenummer 38, kl. i. 87, 63; består av 4 stabile isotoper. Den gjennomsnittlige isotopsammensetningen til vanlig S. er som følger: Sr84 0,56 %, Si86 9,86 %, Sr87 7,02 %, Sr88 82,56 %. En av isotopene til C. Sr87 ... ... Geologisk leksikon

Celestin ordbok for russiske synonymer. strontium n., antall synonymer: 5 utlendinger (23) metall ... Synonymordbok

- (Strontium), Sr, kjemisk element av gruppe II i det periodiske systemet, atomnummer 38, atommasse 87,62; mykt jordalkalimetall. Som et resultat kjernefysisk testing, ulykker ved atomkraftverk og med radioaktivt avfall kommer ut i miljøet ... ... Moderne leksikon

- (lat. Strontium) Sr, et kjemisk grunnstoff i gruppe II i det periodiske systemet, atomnummer 38, atommasse 87,62, tilhører jordalkalimetallene. Oppkalt etter mineralet strontianitt, funnet nær landsbyen Strontian i Skottland. ... ... Stor encyklopedisk ordbok- (Strontium), Sr, chem. element II gruppe periodisk. systemer av elementer, kl. nummer 38, kl. vekt 87,62, jordalkalimetall. Natural S. er en blanding av stabil 84Sr, 86Sr 88Sr, der 88Sr (82,58%) dominerer, og 84Sr (0,56%) er minst. ... ... Fysisk leksikon

Lenge før oppdagelsen av strontium ble dets udekrypterte forbindelser brukt i pyroteknikk for å produsere røde lys. Og frem til midten av 40-tallet av forrige århundre var strontium først og fremst metallet for fyrverkeri, moro og salutter. Atomalderen tvang til å se annerledes på det. For det første som en alvorlig trussel mot alt liv på jorden; for det andre som et materiale som kan være svært nyttig for å løse alvorlige problemer innen medisin og teknologi. Men mer om det senere, men la oss starte med historien til "morsom" metall, med en historie der navnene til mange store vitenskapsmenn finnes.

Fire ganger åpent "land"

I 1764 ble det funnet et mineral i en blygruve nær den skotske landsbyen Strontian, som de kalte strontianitt. Lenge ble det ansett som en variasjon av fluoritt CaF 2 eller witherite BaCO 3, men i 1790 analyserte de engelske mineralogene Crawford og Cruickshank dette mineralet og fant ut at det inneholdt en ny "jord", og i dagens språk, oksid.

Uavhengig av dem ble det samme mineralet studert av en annen engelsk kjemiker, Hope. Etter å ha kommet til de samme resultatene, kunngjorde han at det er et nytt element i strontianitt - metall strontium.

Tilsynelatende var oppdagelsen allerede "i luften", fordi nesten samtidig kunngjorde den fremtredende tyske kjemikeren Klaproth oppdagelsen av en ny "jord".

I de samme årene kom også den kjente russiske kjemikeren, akademiker Toviy Egorovich Lovitz, over spor av «strontiumjord». Han hadde lenge vært interessert i mineralet kjent som tung spar. I dette mineralet (sammensetningen er BaSO 4) oppdaget Karl Scheele i 1774 oksidet til det nye grunnstoffet barium. Vi vet ikke hvorfor Lovitz ikke var likegyldig til tung sparring; det er bare kjent at forskeren, som oppdaget adsorpsjonsegenskapene til kull og gjorde mye mer innen generell og organisk kjemi, samlet prøver av dette mineralet. Men Lovitz var ikke bare en samler, han begynte snart å systematisk studere tung spar og kom i 1792 til den konklusjon at dette mineralet inneholdt en ukjent urenhet. Han klarte å trekke ut ganske mye fra samlingen sin - mer enn 100 g ny "jord" og fortsatte å utforske dens egenskaper. Resultatene av forskningen ble publisert i 1795. Lovitz skrev da: «Jeg ble positivt overrasket da jeg leste ... den utmerkede artikkelen av Mr. Professor Klaproth om strontiumjord, som det tidligere hadde vært en veldig vag idé om. Alle egenskapene til saltsyre og nitratmediumsalter som er angitt av ham på alle punkter, sammenfaller perfekt med egenskapene til mine samme salter. Jeg måtte bare sjekke. den bemerkelsesverdige egenskapen til strontiumjord er å farge åndeflammen i en karminrød farge, og faktisk mitt salt. hadde denne eiendommen fullt ut.

Dermed nesten samtidig har flere forskere i forskjellige land kom nær oppdagelsen av strontium. Men i elementær form ble den isolert først i 1808.

Den fremragende vitenskapsmannen i sin tid, Humphry Davy, forsto allerede at elementet i strontiumjord tilsynelatende skulle være et jordalkalimetall, og han oppnådde det ved elektrolyse, det vil si på samme måte som kalsium, magnesium, barium. For å være mer spesifikk, da verdens første metalliske strontium ble oppnådd ved elektrolyse av dets fuktede hydroksid. Strontiumet som frigjøres ved katoden ble umiddelbart kombinert med , og dannet et amalgam. Davy dekomponerte amalgamet ved oppvarming, og isolerte det rene metallet.

Dette metallet hvit farge, ikke tung (tetthet 2,6 g / cm 3), ganske myk, smelter ved 770 ° C. I henhold til dets kjemiske egenskaper er det en typisk representant for familien av jordalkalimetaller. Likheten med kalsium, magnesium, barium er så stor at i monografier og lærebøker blir de individuelle egenskapene til strontium som regel ikke vurdert - de analyseres ved å bruke eksemplet med kalsium eller magnesium.

Og i området praktiske applikasjoner disse metallene sto mer enn en gang i veien for strontium, fordi de er mer tilgjengelige og billigere. Dette skjedde for eksempel i sukkerindustrien. En gang oppdaget en kjemiker at ved hjelp av strontiumdisakkarat (C 12 H 22 O 4 * 2SrO), uløselig i vann, kan sukker isoleres fra melasse. Oppmerksomheten til strontium økte umiddelbart, flere begynte å motta det, spesielt i Tyskland og England. Men snart fant en annen kjemiker at det analoge kalsiumsakkaratet også var uløselig. Og interessen for strontium forsvant umiddelbart. Det er mer lønnsomt å bruke billig, mer vanlig kalsium.

Dette betyr selvfølgelig ikke at strontium fullstendig har "mistet ansiktet". Det er kvaliteter som skiller og skiller det fra andre jordalkalimetaller. Vi vil fortelle deg mer om dem.

Strontium metall røde lys

Dette er hvordan akademiker A.E. Fersman kalte strontium. Det er faktisk verdt å kaste en klype av et av de flyktige strontiumsaltene inn i flammen, siden flammen umiddelbart vil bli en lys karminrød farge. Strontiumlinjer vil vises i spekteret av flammen.

La oss prøve å forstå essensen av denne enkle opplevelsen. Det er 38 elektroner i de fem elektronskallene til strontiumatomet. De tre skjellene nærmest kjernen er helt fylt, og det er "ledige" plasser på de to siste. I brennerflammen blir elektroner termisk eksitert og, får høyere energi, passerer de fra den nedre energinivåer til toppen. Men en slik eksitert tilstand er ustabil, og elektronene går tilbake til gunstigere lavere nivåer, mens de frigjør energi i form av lyskvanter. Et atom (eller ion) av strontium sender hovedsakelig ut kvanter med frekvenser som tilsvarer lengden på røde og oransje lysbølger. Derav den karminrøde fargen på flammen.

Denne egenskapen til flyktige strontiumsalter har gjort dem til uunnværlige komponenter i forskjellige pyrotekniske sammensetninger. De røde figurene av fyrverkeri, de røde signallysene og tenningsraketter er strontiums "håndverk".

Oftest i pyroteknikk brukes Sr(NO 3) 2-nitrat, SrC 2 O 4-oksalat og strontiumkarbonat SrCO 3. Strontiumnitrat er foretrukket: det farger ikke bare flammen, men fungerer også som et oksidasjonsmiddel på samme tid. Den brytes ned i en flamme og frigjør fritt oksygen:

Sr(NO3)2 -> SrO + N2 + 2,502

Strontium oxide SrO farger bare flammen inn rosa farge. Derfor introduseres klor i pyrotekniske sammensetninger i en eller annen form (vanligvis i form av organoklorforbindelser), slik at overskuddet forskyver reaksjonslikevekten til høyre:

2SrO + CI2 → 2SrCl + O2.

Emisjonen av strontiummonoklorid SrCl er mer intens og lysere enn SrO. I tillegg til disse komponentene inkluderer pyrotekniske sammensetninger organiske og uorganiske brennbare stoffer, hvis formål er å produsere en stor ufarget flamme.

Det er ganske mange oppskrifter på røde lys. La oss ta to av dem som eksempel. Først: Sr (NO 3) 2 - 30%, Mg - 40%, harpiks - 5%,

heksaklorbenzen - 5 %, kaliumperklorat KClO 4 - 20 %. For det andre: kaliumklorat KClO 3 - 60%, SrC2O 4 - 25%, harpiks - 15%. Det er ikke vanskelig å tilberede slike komposisjoner, men det bør huskes at alle, selv de mest velprøvde, pyrotekniske komposisjonene krever "appellere til deg". Hjemmelaget pyroteknikk er farlig ...

Strontium, glasur og emalje

De første glasurene dukket opp nesten ved begynnelsen av keramikkproduksjonen. Det er kjent at så tidlig som i det 4. årtusen f.Kr. de var dekket med leireprodukter. Det ble lagt merke til at hvis du dekker keramikk med en suspensjon av finmalt sand, potaske og kritt i vann, og deretter tørker dem og gløder dem i en ovn, vil det grove leirepulveret dekkes med en tynn film av glassaktig stoff og bli glatt og skinnende. Det glassaktige belegget lukker porene og gjør karet ugjennomtrengelig for luft og fuktighet. Dette glassaktige stoffet er glasuren. Senere ble leireprodukter først belagt med maling og deretter glasert. Det viste seg at glasuren ikke lar fargene falme og falme på ganske lang tid. Enda senere kom det glasurer til fajanse- og porselensproduksjon. I dag er keramikk og metall, porselen og keramikk, ulike byggeprodukter dekket med glasur.

Hva er rollen til strontium her?

For å svare på dette spørsmålet, må vi gå tilbake til historien. Glasurer er basert på ulike oksider. Alkalisk (potaske) og blyglasur har lenge vært kjent. Grunnlaget for den første er oksider av silisium, alkalimetaller (K ​​og Na) og kalsium. For det andre er det også blyoksid. Senere ble glasurer som inneholder bor mye brukt. Tilsetninger av bly og bor gir glasurer en speilglans, bevarer underglasurmaling bedre. Imidlertid er blyforbindelser giftige og bor er mangelvare.

I 1920 var American Hill den første som brukte matt glasur, som inkluderte strontiumoksider (Sr-Ca-Zn-system). Dette faktum gikk imidlertid ubemerket hen, og først i løpet av årene av andre verdenskrig, da bly ble spesielt lite, husket de Hills oppdagelse. Og et snøskred strømmet inn: dusinvis (!) av oppskrifter på strontiumglasurer dukket opp i forskjellige land. Det ble også gjort forsøk på å erstatte strontium med kalsium, men kalsiumglasurer viste seg å være lite konkurransedyktige.

Strontiumglasurer er ikke bare ufarlige, men også rimelige (strontiumkarbonat SrCO 3 er 3,5 ganger billigere enn rødt bly). Alle positive egenskaper blyglasurer er også karakteristiske for dem. Dessuten får produkter belagt med slike glasurer ekstra hardhet, varmebestandighet og kjemisk motstand.

Basert på oksider av silisium og strontium tilberedes også emaljer - ugjennomsiktige glasurer. Tilsetninger av titan- og sinkoksider gjør dem ugjennomsiktige. Porselensartikler, spesielt vaser, er ofte dekorert med knitrende glasurer. En slik vase ser ut til å være dekket med et rutenett av malte sprekker. Grunnlaget for crackle-teknologien er de forskjellige koeffisientene for termisk utvidelse av glasur og porselen. Glasert porselen brennes ved en temperatur på 1280-1300°C, deretter reduseres temperaturen til 150-220°C og produktet, som ennå ikke er helt avkjølt, senkes i en løsning av fargesalter (for eksempel kobolt). salter, hvis du trenger å få et svart nett). Disse saltene fyller de resulterende sprekkene. Etter det tørkes produktet og varmes opp igjen til 800-850°C - saltene smelter i sprekkene og forsegler dem. Crackle glaze er populær og utbredt i mange land i verden. Kunst og håndverk laget på denne måten blir verdsatt av amatører. Det gjenstår å legge til at bruk av borfrie strontiumglasurer gir stor økonomisk effekt.

Strontium radioaktivt

Et annet trekk ved strontium, som skarpt skiller det fra jordalkalimetaller, er eksistensen av en radioaktiv isotop av strontium-90, som har vært bekymret for biofysikere, fysiologer, radiobiologer, biokjemikere og bare kjemikere.

Som et resultat av en kjernefysisk kjedereaksjon dannes rundt 200 radioaktive isotoper fra atomer av plutonium og uran. De fleste av dem er kortvarige. Men i de samme prosessene blir også kjerner av strontium-90 født, hvis halveringstid er 27,7 år. Strontium-90 er en ren beta-emitter. Det betyr at den sender ut strømmer av energiske elektroner som virker på alt levende på relativt korte avstander, men veldig aktivt. Strontium, som en analog av kalsium, er aktivt involvert i metabolismen og, sammen med kalsium, avsettes i beinvev.

Strontium-90, samt datterisotopen yttrium-90 dannet under forfallet (med en halveringstid på 64 timer, avgir beta-partikler) påvirker beinvev og, viktigst av alt, benmarg, som er spesielt følsom for stråling. Kjemiske endringer skjer i levende stoffer under påvirkning av bestråling. Den normale strukturen og funksjonene til cellene er forstyrret. Dette fører til alvorlige metabolske forstyrrelser i vev. Og som et resultat, utviklingen av dødelige sykdommer - kreft i blodet (leukemi) og bein. I tillegg virker stråling på DNA-molekyler og påvirker derfor arvelighet. Det har en skadelig effekt.

Innholdet av strontium-90 i menneskekroppen er direkte avhengig av den totale kraften til den eksploderte atomvåpen. Det kommer inn i kroppen ved å inhalere radioaktivt støv som dannes under eksplosjonen og som bæres av vinden over lange avstander. En annen smittekilde er drikker vann, grønnsaks- og meierimat. Men i begge tilfeller legger naturen naturlige hindringer på veien for strontium-90 inn i kroppen. Bare partikler opp til 5 mikron store kan komme inn i de fineste strukturene i luftveiene, og få slike partikler dannes under en eksplosjon. For det andre, under eksplosjonen, frigjøres strontium i form av SrO-oksid, hvis løselighet i kroppsvæsker er svært begrenset. Penetrasjonen av strontium gjennom matsystemet hindres av en faktor som kalles "strontiumdiskriminering til fordel for kalsium." Det kommer til uttrykk i det faktum at med samtidig tilstedeværelse av kalsium og strontium, foretrekker kroppen kalsium. Ca:Sr-forholdet i planter er det dobbelte av det i jord. Videre, i melk og ost er innholdet av strontium 5-10 ganger mindre enn i gresset som brukes til å fôre husdyr.

Man kan imidlertid ikke stole helt på disse gunstige faktorene – de er bare i noen grad i stand til å beskytte mot strontium-90. Det er ingen tilfeldighet at inntil testing av atomvåpen og hydrogenvåpen i tre miljøer ikke ble forbudt, vokste antallet ofre for strontium fra år til år. Men de samme forferdelige egenskapene til strontium-90 – både kraftig ionisering og lang halveringstid – ble vendt til menneskets fordel.

Radioaktivt strontium har funnet anvendelse som en isotopsporer i studiet av kinetikken til forskjellige prosesser. Det var ved denne metoden i forsøk med dyr at de etablerte hvordan strontium oppfører seg i en levende organisme: hvor det hovedsakelig er lokalisert, hvordan det deltar i metabolismen, og så videre. Den samme isotopen brukes som strålekilde i strålebehandling. Applikatorer med strontium-90 brukes til behandling av øye- og hudsykdommer. Strontium-90-preparater brukes også i feildetektorer, i enheter for å bekjempe statisk elektrisitet, i noen forskningsinstrumenter og i atombatterier. Det er ingen fundamentalt skadelige funn – hele poenget er i hvem sine hender funnet vil havne. Historien om radioaktivt strontium er et bevis på dette.

Generell informasjon og anskaffelsesmetoder

Strontium (Sr) er et sølv-hvitt metall. Et mineral som inneholder strontium ble oppdaget i 1787 i Skottland i en blygruve nær landsbyen Strontian og kalt strontianite. I 1790 studerte de skotske mineralogene Crawford og Cruikshank dette mineralet i detalj og oppdaget en ny "jord" (oksid) i den. Uavhengig av dem fant deres landsmann kjemiker Hop at dette mineralet inneholder et nytt grunnstoff - strontium. Den tyske kjemikeren Klaproth kom til samme konklusjon. I de samme årene, den berømte russiske kjemikeren Acad. T. E. Lovitz oppdaget spor av strontium i tung sparre. Resultatene av hans forskning ble publisert i 1795. Imidlertid ble rent metall isolert først i 1808 av Davy. I 1924 oppnådde Danner (USA) rent strontium ved å redusere det fra oksid med metallisk aluminium (eller magnesium).

Strontiummetall produseres i dag hovedsakelig ved den aluminotermiske metoden. Strontiumoksid blandes med aluminiumspulver, briketteres og plasseres i en elektrisk vakuumovn (vakuum 1.333 Pa), hvor metall reduseres ved 1100-1150 °C.

Strontium produseres i henhold til TsMTU 4764-56 av tre kvaliteter (Ch, ChDA og HCh) i form av staver og krystaller (druze).

Salter og strontiumforbindelser er giftige (forårsaker lammelser, påvirker synet). Når du arbeider med dem, bør du følge sikkerhetsforskriftene med salter av alkali- og jordalkalimetaller.

Fysiske egenskaper

Atomkarakteristikker. Atomnummer 38, atommasse 87,62 amu. e. m, atomvolum 33,7 * 10 -6 m 3 / mol, atomradius 0,215 nm, ionisk radius 0,127 nm. Ioniseringspotensialer J (eV): 5,692; 11.026; 43,6. Elektronegativitet 1.0. Strontium har g. c. til gitteret (a - Sr) med en periode på \u003d 0,6085 nm, energien til krystallgitteret er 164,3 μJ / kmol, koordinasjonstallet er 12, den interatomiske avstanden er 4,30 nm. Ved en temperatur på 488 K skjer en a -6 transformasjon. 6-strontium har et heksagonalt gitter med perioder a = 0,432 nm, c - = 0,706 nm, c/a = 1,64. Ved 605 °C skjer den 6->-y- polymorfe transformasjonen Den formative kubiske bulkfangede modifikasjonen har en periode a = 0,485 nm. Elektronisk konfigurasjon ytre lag 5 s 2 . Naturlig strontium består av fire stabile isotoper: 84 Sr (0,58 %), 86 Sr (9,88 %), 87 Sr (7,2 %). 88Sr (82,58%). Det er også oppnådd 14 kunstige ustabile isotoper Den radioaktive isotopen 90 Sr med en halveringstid på 27,7 år dannes ved kjernereaksjoner (uran fisjon). Det effektive tverrsnittet for fangst av termiske nøytroner er 1,21*10 -28 m 2 . Arbeidsfunksjonen til elektroner φ=2,35 eV, for enkeltkrystall (100) φ=2,43 eV.

Tettheten p ved 273 K er 2,630 Mg/m 3 .

Magnetisk følsomhet ved en temperatur på 293 K x = +1,05-10^ 9 .

Kjemiske egenskaper

Det normale elektrodepotensialet til reaksjonen Sr -2 e \u003d? * Sr 2 + cp 0 \u003d 2,89 V. +2 oksidasjonstilstand.

Strontium er et veldig aktivt grunnstoff; det oksiderer raskt i luft og frigjør et stort antall varme, dekomponerer vann kraftig. Det interagerer med hydrogen ved en forhøyet temperatur på 300-400°C, og danner et hydrid SrH 2 med et smeltepunkt på 650°C. Med oksygen danner det oksid (II) SrO med et smeltepunkt på 2430 ° C, ved 500 ° C og et trykk på 15 MPa - oksid (IV) Sr 0 2. Det interagerer med nitrogen ved 380-400 ° C og gir Sr 3 N 2-forbindelsen.

Ved oppvarming interagerer strontium lett med halogener, og danner de tilsvarende salter: SrCl 2-klorid med et smeltepunkt på 872 ° C, SrBr 2-bromid med et smeltepunkt på 643 ° C, SrF 2-fluorid med et smeltepunkt på 1190 ° C, Srl 2 jodid. Med karbon danner det strontiumkarbid SrC 2 , med fosfor - strontiumfosfid SrP 2 , med svovel ved oppvarming - sulfider.

Den samhandler svakt med konsentrerte salpetersyrer og svovelsyrer, kraftig med fortynnede; med alkalier - NaOH, KOH (konsentrert og fortynnet) reagerer også.

Danner faste løsninger med metaller og metallforbindelser

niya I flytende tilstand blandes den med elementer av PA, PV - VB undergrupper (Be, Mg, Zn, Cd, Hg, Al, Ga, In, TI, Sn, Pb, Sb, Bi, As). Med mange av dem dannes det metallforbindelser(Al, Mg, Zn, Sn, Pb, etc.). Med noe overgang og edelmetaller gir ublandbare systemer. De fleste metaller i platinagruppen er preget av dannelsen av Laves-type faser med strontium. Med elementer fra P1V-undergruppen danner den faser av typen AB 4. Elektrokjemisk ekvivalent 0,45404 mg/C.

Teknologiske egenskaper

Strontium er et formbart og formbart metall. Smiing fra det kan du få et tynt ark, og trykke ved 230 ° C - en ledning.

Bruksområder

Metallisk strontium og dets forbindelser brukes i industrien. Innføringen av dette elementet og dets forbindelser i stål og støpejern forbedrer kvaliteten. Det er informasjon om bruk av strontium for deoksidering og raffinering av kobber; dette øker også hardheten. Innføringen av 0,1 % Sr i titan og dets legeringer øker slagstyrken; strontium øker plastisiteten til magnesium og dets legeringer, påvirker egenskapene til aluminiumslegeringer positivt.

Strontiumforbindelser brukes i pyroteknikk, i elektrovakuumteknologi (gassabsorber), i radioelektronikk (for fremstilling av fotoceller). Strontium er en del av oksidkatodene som brukes i katodestrålerør, mikrobølgelamper osv.

I glassproduksjon brukes strontium til å produsere spesielle optiske glass; det øker den kjemiske og termiske stabiliteten til glasset og brytningsindeksene. Så, glass som inneholder 9 °, " 0 SrO, har høy slitestyrke og stor elastisitet, det er lett å gi etter maskinering(tvinne, bearbeide til garn og stoffer). I vårt land er det utviklet en teknologi for å skaffe strontiumholdig glass uten bor. Slikt glass har høy kjemisk motstand, styrke og elektriske egenskaper. Strontiumbrillers evne til å absorbere røntgenstråling fra rør på farge-TVer, samt å forbedre strålingsmotstanden, er etablert. Strontiumfluorid brukes i produksjon av lasere og optisk keramikk. Strontiumhydroksid brukes i oljeindustrien for produksjon av smøreoljer med økt motstand mot oksidasjon, og i næringsmiddelindustrien, for behandling av sukkerproduksjonsavfall for å ekstrahere sukker. Strontiumforbindelser er også en del av emaljer, glasurer og keramikk.De er mye brukt i den kjemiske industrien som gummifyllstoffer, plaststabilisatorer, samt for rensing av kaustisk soda fra jern og mangan, som katalysatorer i organisk syntese og i oljecracking , osv. .