Estrôncio em sua forma pura. Estrôncio - características de propriedades com fotos, seu papel biológico no corpo humano, tratamento com medicamentos à base do elemento químico

Átomo número 38 com massa 87,62. Na natureza, ocorre em estado estável na forma de 4 isótopos: 84, 86, 87, 88. O mais comum na natureza é 88. Devido à decadência do rubídio natural 87 quantia exata o estrôncio muda com o tempo. Os humanos obtiveram átomos radioativos com números 80-97.

Além disso, o isótopo mais utilizado é obtido a partir do urânio - Estrôncio 90. A história da descoberta do elemento remonta à longínqua década de 90 do século XVIII. Em 1787, o estrôncio foi isolado pela primeira vez do mineral estrontianita perto da vila de Strontian, na Escócia.

Os primeiros estudos foram realizados pelos químicos Ader Crawford e Martin Heinrich Klapot. Na Rússia, a pesquisa sobre a terra de estrôncio foi realizada por Tobias Lowitz. Característica distintiva começou a queimar com uma chama vermelha brilhante.

Descrição e propriedades do estrôncio

Fórmula de estrôncio– Sr. É um metal polimórfico de cor branca com tonalidade prateada. Devido à rápida resposta em forma pura com o oxigênio do ar adquire uma película de óxido com tonalidade amarela. Estrôncio metálico muito macio e fácil de forjar.

Apresentado em três modificações: rede cristalina cúbica de face centrada - até 231 °C, hexagonal - de 231 a 623 °C, cúbica de corpo centrado - em temperaturas acima de 623 °C. Átomo de estrôncio tem a estrutura da camada eletrônica externa 5s2. Nas reações ele oxida e assume a forma +2, às vezes +1. Estrutura átomo estrôncio: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 5s2

Indicadores físicos básicos:

Volume atômico – 34 cm 3 /g×átomo;

Raio atômico – 2,15 A;

Densidade – 2,63 g/cm 3 a 20 °C;

Tpl. = 770°C;

Tipo = 1380°C;

Ud. aquecer 0,176 cal/g×deg a 20°C;

Pressão de vapor 10-3 mmHg a 462 °C, 1 mmHg a 733 °C e 100 mmHg a 1092 °C;

Tensão superficial 165 dinas/cm;

Dureza Brinell 13 kg/mm2;

Químico característica do estrôncio. Em termos de reatividade, o estrôncio está próximo de seus irmãos do grupo, bário e cálcio. No condições normais reage rapidamente com o oxigênio ar atmosférico. Formado óxido de estrôncio SrO e SrO 2 com tonalidade amarelada.

Como todos os metais alcalino-terrosos, reage com a água e forma hidróxido de estrôncio. A interação com halogênios é muito ativa - formam-se haletos. A forma em pó do metal inflama muito rapidamente, mesmo à temperatura ambiente e à pressão atmosférica.

Particularmente importantes a este respeito são o iodeto e cloreto de estrôncio. Quando aquecido, combina-se ativamente com o dióxido de carbono para formar carbonato e bicarbonato. Na fase gasosa, quando o hidrogênio é adicionado, forma-se o hidreto SrH 2. Os seguintes compostos também são mais comuns: carboneto - compostos à base de carbono (SrC 2), amida - com amônia no estado gasoso (Sr(NH 2) 2), sulfeto - com enxofre (SrS), seleneto - com selênio (SrSe ) e alguns outros.

Estrôncio em estado fundido mistura-se facilmente com metais como alumínio, ferro, bário e outros. A homogeneização do fundido ocorre para produzir compostos intermetálicos. O estrôncio reage facilmente com ácidos diluídos. Um grande número de sais diferentes é obtido em reações com ácidos orgânicos e minerais.

Contudo, embora exiba alta reatividade com ácidos fracos, não apresenta atividade com ácidos concentrados. Portanto, sulfatos, nitratos, nitritos e outros sais de estrôncio obtido por reação com ácidos diluídos. A maior parte dos sais é de cor branca com graus variados de solubilidade em água (aqueles à base de ácidos minerais, via de regra, se dissolvem melhor).

Características do estrôncio como elemento radioativo. O isótopo radioativo é produzido em reatores nucleares durante o decaimento β do rubídio 90, após o qual o estrôncio passa pelo estágio de decaimento β para produzir o nuclídeo ítrio 90. Meia-vida do estrôncio igual a 28,79 anos.

Depósitos e mineração de estrôncio

O estrôncio é amplamente distribuído na natureza. O elemento ocorre na forma de minérios na crosta terrestre. Os oceanos do mundo contêm mais de 24% da reserva total do elemento. As reservas naturais existem apenas em estado vinculado e representam minerais, cujo número total é de pelo menos 40. Nos solos dos países da CEI, Europa Ocidental, América do Norte, principalmente no Canadá, foram encontrados os maiores depósitos de minério: estrontianita - carbonato de estrôncio e - sulfato de estrôncio.

Os métodos industriais de produção de metal baseiam-se no processamento de minérios minerais várias conexões. Em seguida, é realizada a decomposição térmica dos compostos ou ação eletrolítica. Porém, como resultado de tais reações, forma-se uma forma pulverulenta do metal, que é muito inflamável, ou o rendimento do elemento é muito baixo e é obtido com impurezas. Portanto, os métodos acima não são usados ​​atualmente.

O mais popular continua sendo a redução do óxido de estrôncio com adição de alumínio metálico e areia de silício. A reação ocorre em um tubo de vácuo feito de aço a temperaturas muito altas, acima de 1.000 °C. O elemento é purificado por destilação também sob vácuo. Para a energia nuclear, a obtenção de isótopos radioativos é extremamente importante.

São produzidos em reatores durante a meia-vida do urânio 235. Isótopo Sr 89 ( meia-vida do estrôncio 50,5 dias) é formado após a decomposição com a liberação de uma enorme quantidade de energia de um isótopo estável. O estrôncio é uma parte essencial do animal e flora. Muitos organismos acumulam o elemento junto com o cálcio e o fósforo.

Aplicações de Estrôncio

Na forma metálica, é usado como agente de liga. Adiciona maleabilidade e plasticidade. Quando misturado com bário e cálcio, é explosivo. Faz parte de misturas de termite.

Uso de compostos de estrôncio:

SrO faz parte de cátodos de óxido e misturas pirotécnicas.

SrCO 3 - são obtidos revestimentos especiais - esmaltes quimicamente estáveis ​​​​e resistentes ao calor.

Sr(NO 3) 2 é um componente de substâncias pirotécnicas para sinalizadores.

SrSO 4 – enchimento para tintas e borracha.

SrCrO 4 é um componente de vernizes e primers na indústria aeronáutica.

SrTiO 3 é um material para produção de antenas, condutores e sensores dielétricos.

SrF 2 - utilizado na produção de produtos especializados.

SrCl 2 é um componente de composições pirotécnicas, cosméticos e medicamentos.

SrS é utilizado na produção de aditivos para couro.

90 Estrôncio 137 O césio é usado como componente de combustível radioativo.

A substância mais útil baseada em compostos orgânicos é ranelato de estrôncio- estimulador do crescimento do tecido ósseo. Este medicamento é usado para tratar a osteoporose.

Preço do estrôncio

O metal estrôncio é mais frequentemente vendido na forma de compostos. Preços compostos de estrôncio varia muito: Nitrato – 3,8 USD, Cloreto – 500-800 rublos, Ranelato na forma de preparações de 1.500 a 2.500 rublos.

Estrôncio no corpo humano: papel, fontes, deficiência e excesso

O estrôncio (Sr) é um elemento químico que ocupa DI na Tabela Periódica. Mendeleiev 38º lugar. Em termos simples, com condições normaisé um metal alcalino-terroso branco prateado, muito dúctil, macio e maleável (facilmente cortado com faca). No ar é muito rapidamente oxidado pelo oxigênio e pela umidade, ficando coberto de óxido cor amarela. Quimicamente muito ativo.

O estrôncio foi descoberto em 1787 por dois químicos W. Cruickshank e A. Crawford, e foi isolado pela primeira vez em sua forma pura por H. Davy em 1808. Recebeu este nome graças à aldeia escocesa de Stronshian, onde em 1764 foi descoberto um mineral até então desconhecido, também denominado estronato em homenagem à aldeia.

Devido à sua alta atividade química, o estrôncio não ocorre na natureza na sua forma pura. É bastante comum na natureza, faz parte de cerca de 40 minerais, sendo os mais comuns a celestina (sulfato de estrôncio) e a estrôncio (carbonato de estrôncio). É desses minerais que o estrôncio é extraído em escala industrial. Os maiores depósitos de minérios de estrôncio foram encontrados nos EUA (Arizona e Califórnia), Rússia e alguns outros países.

O estrôncio e seus compostos têm ampla aplicação na indústria radioeletrônica, metalurgia, Indústria alimentícia e pirotecnia.

O estrôncio é frequentemente acompanhado de cálcio nos minerais e é um elemento químico bastante comum. A sua fração de massa na crosta terrestre é de cerca de 0,014%, a sua concentração na água do mar é de cerca de 8 mg/l.

O papel do estrôncio no corpo humano

Muitas vezes, quando falam sobre o efeito do estrôncio no corpo humano, têm uma conotação negativa. Este equívoco muito comum deve-se ao facto de o seu isótopo radioactivo 90 Sr ser de facto extremamente perigoso para a saúde. É formado durante reações nucleares em reatores e durante explosões nucleares e, ao entrar no corpo humano, deposita-se na medula óssea e muitas vezes leva a consequências muito trágicas, pois bloqueia literalmente a hematopoiese. Mas o estrôncio comum e não radioativo em doses razoáveis ​​​​não só não é perigoso, mas simplesmente necessário para o corpo humano. O estrôncio é ainda usado no tratamento da osteoporose.

Em geral, o estrôncio é encontrado em quase todos os organismos vivos, tanto vegetais como animais. É um análogo do cálcio e pode substituí-lo facilmente no tecido ósseo sem quaisquer consequências significativas para a saúde. Aliás, é justamente essa propriedade química do estrôncio que torna o mencionado isótopo radioativo extremamente perigoso. Quase todo (99%) o estrôncio é depositado no tecido ósseo e menos de 1% do estrôncio é retido em outros tecidos do corpo. A concentração de estrôncio no sangue é de cerca de 0,02 μg/ml, nos gânglios linfáticos 0,30 μg/g, pulmões 0,2 μg/g, ovários 0,14 μg/g, rins e fígado 0,10 μg/g.

Em crianças pequenas (menores de 4 anos), o estrôncio se acumula no corpo, uma vez que o tecido ósseo é formado ativamente durante esse período. O corpo humano adulto contém cerca de 300-400 mg de estrôncio, o que é bastante comparado a outros oligoelementos.

O estrôncio previne o desenvolvimento de osteoporose e cárie dentária.

Um sinergista e ao mesmo tempo antagonista do estrôncio é o cálcio, que em sua propriedades quimicas muito perto disso.

Fontes de estrôncio no corpo humano

A necessidade humana diária exata de estrôncio não foi estabelecida; de acordo com algumas das informações disponíveis, é de 3-4 mg. Estima-se que, em média, uma pessoa consome 0,8-3,0 mg de estrôncio por dia através dos alimentos.

O estrôncio fornecido com os alimentos é absorvido apenas em 5-10%. Sua absorção ocorre principalmente no duodeno e íleo. O estrôncio é excretado principalmente pelos rins e, em muito menor extensão, pela bile. Apenas o estrôncio não absorvido é encontrado nas fezes.

Vitamina D, lactose, aminoácidos arginina e lisina melhoram a absorção do estrôncio. Por sua vez, uma dieta vegetal rica em fibras, assim como sulfatos de sódio e bário, reduzem a absorção de estrôncio no trato digestivo.

Alimentos que contêm estrôncio:

• leguminosas (feijão, ervilha, feijão, soja);
• grãos (trigo sarraceno, aveia, milho, trigo mole e duro, arroz selvagem, centeio);
• plantas que formam tubérculos, bem como raízes vegetais (batata, beterraba, nabo, cenoura, gengibre);
• frutas (damasco, marmelo, abacaxi, uva, pêra, kiwi);
• verduras (aipo, endro, rúcula);
• nozes (amendoim, castanha do Brasil, castanha de caju, macadâmia, pistache, avelã);
• produtos cárneos, especialmente ossos e cartilagens.

Falta de estrôncio no corpo humano

Não há informações na literatura especializada sobre a deficiência de estrôncio no corpo humano. Experimentos realizados em animais mostram que a deficiência de estrôncio leva ao retardo do desenvolvimento, inibição do crescimento, cárie dentária (cárie) e calcificação de ossos e dentes.

Excesso de estrôncio no corpo humano

Com excesso de estrôncio, pode desenvolver-se uma doença, popularmente chamada de “doença do estrôncio”, e na linguagem médica - “raquitismo por estrôncio” ou doença de Kashin-Beck. Esta doença foi identificada pela primeira vez entre a população que vivia na bacia hidrográfica. Urais e Sibéria Oriental. Residente de Nerchensk I.M. Em 1849, Yurensky escreveu um artigo na revista “Proceedings of the Free Economic Society” “Sobre a feiúra dos habitantes das margens do Urov na Sibéria Oriental”.

Durante muito tempo, os curandeiros não conseguiram explicar a natureza desta doença endêmica. Estudos posteriores explicaram a natureza deste fenômeno. Descobriu-se que esta doença ocorre devido ao fato de os íons de estrôncio, ao entrarem no corpo em quantidades excessivas, deslocarem uma proporção significativa de cálcio dos ossos, o que leva à deficiência deste último. Como resultado, todo o corpo sofre, mas a manifestação mais típica é desta doença Acontece que se desenvolvem alterações distróficas nos ossos e articulações, especialmente durante períodos de crescimento intensivo (em crianças). Além disso, a proporção fósforo-cálcio no sangue é perturbada, desenvolvendo-se disbiose intestinal e fibrose pulmonar.

Para remover o excesso de estrôncio do corpo, são utilizadas fibras alimentares, compostos de magnésio e cálcio, sulfatos de sódio e bário.

No entanto, o estrôncio-90 radioativo mencionado acima é especialmente perigoso. Acumulando-se nos ossos, não afeta apenas a medula óssea, impedindo o corpo de desempenhar sua função hematopoiética, mas também causa enjoo da radiação, afeta o cérebro e o fígado e aumenta milhares de vezes o risco de desenvolver câncer, principalmente câncer de sangue.

A situação é ainda agravada pelo facto de o estrôncio-90 ter uma semi-vida média longa (28,9 anos) - exactamente a duração média da geração humana. Portanto, se uma área estiver contaminada radioativamente, não se pode esperar a sua rápida descontaminação, mas ao mesmo tempo a sua radioatividade é muito elevada. Outros elementos radioativos decaem muito rapidamente, por exemplo, muitos isótopos de iodo têm meia-vida de horas e dias, ou muito lentamente e, portanto, têm baixa atividade de radiação. Nada disso pode ser dito sobre o estrôncio-90.

Mas isso não é tudo. O fato é que o estrôncio-90, quando liberado no solo, desloca o cálcio e é posteriormente absorvido pelas plantas, animais e, ao longo da cadeia alimentar, chega ao homem com todas as consequências. As raízes e as partes verdes das plantas são especialmente “ricas” em estrôncio. Como resultado, as terras agrícolas contaminadas com estrôncio radioativo podem ficar fora de produção durante centenas de anos.

Estrôncio

ESTRÔNCIO-EU; m.[lat. estrôncio] Elemento químico (Sr), um metal branco prateado claro, cujos isótopos radioativos são usados ​​​​em testes e tecnologia nuclear.

◁ Estrôncio, oh, oh.

(lat. Estrôncio), elemento químico do grupo II da tabela periódica, pertence aos metais alcalino-terrosos. Nomeado em homenagem ao mineral estrontianita, encontrado perto da vila de Strontian, na Escócia. Metal branco prateado; densidade 2,63 g/cm3, t p.f. 768°C. É quimicamente muito ativo, por isso o metal em si é pouco utilizado (na fundição de cobre e bronze para sua purificação, na tecnologia de vácuo elétrico como getter), o sal é utilizado na produção de tintas, composições luminosas, esmaltes e esmaltes. SrTiO 3 é ferroelétrico. No explosões nucleares, os reatores nucleares produzem o isótopo radioativo 90 Sr (meia-vida 29,1 anos), que representa um grande perigo para os seres humanos se entrar no ambiente natural.

ESTRÔNCIO (latim Estrôncio, da vila de Strontian na Escócia, perto da qual foi encontrado), elemento químico com número atômico 38, massa atômica 87,62. O símbolo químico é Sr, leia-se "estrôncio". Localizado no 5º período do grupo IIA da tabela periódica dos elementos. Metal alcalino-terroso. O estrôncio natural consiste em quatro isótopos estáveis ​​com números de massa 84 (0,56% em massa), 86 (9,86%), 87 (7,02%) e 88 (82,56%).
Configuração da camada eletrônica externa 5 é 2 . Estado de oxidação +2 (valência II). Raio atômico 0,215 nm, raio do íon Sr 2+ 0,132 nm (número de coordenação 6). As energias de ionização sequenciais são 5,6941 e 11,0302 eV. Eletronegatividade de acordo com Pauling (cm. PAULING Linus) 1,0.
O estrôncio é um metal macio, branco prateado e relativamente leve.
História da descoberta
Em 1764, um novo mineral, a estrontianita, foi descoberto em uma mina de chumbo. Em 1890, o inglês A. Crawford e, ao mesmo tempo, o inglês T. Hop, o químico alemão M. Klaproth (cm. KLAPROT Martin Heinrich) e o acadêmico russo T. E. Lovitz (cm. LOVITZ Toviy Egorovich) O óxido de um novo elemento foi isolado da estrontianita. Em 1808, o químico inglês G. Davy obteve amálgama de estrôncio (cm. DAVY Humphrey).
Prevalência na natureza
O conteúdo da crosta terrestre é de 0,034% em peso. Não encontrado em formato livre. Minerais importantes: estrontianita (cm. Estrontianita) e Celestino (cm. CELESTINO) SrSO4. Como impureza, é encontrada em minerais de cálcio, por exemplo, na fluorapatita 3Ca 3 (PO 4) 2 · CaF 2.
Recibo
A principal fonte de matéria-prima para a produção de estrôncio e seus compostos - celestino SrSO 4 - é primeiramente reduzida com carvão sob alto aquecimento:
SrSO 4 + 4С = SrS + 4СО
Então sulfeto de estrôncio SrS com ácido clorídrico (cm.ÁCIDO CLORÍDRICO) transferido para SrCl 2 e desidratado. Para obter Sr, seu cloreto é reduzido com magnésio (cm. MAGNÉSIO) em atmosfera de hidrogênio:
SrCl 2 + Mg = MgCl 2 + Sr
O estrôncio também é obtido pela redução do SrO com alumínio (cm. ALUMÍNIO), silício (cm. SILÍCIO) ou ferrosilício:
4SrO + 2Al = 3Sr + SrAl 2 O 4
Propriedades físicas e químicas
O estrôncio é um metal macio, branco prateado, que vem em três formas. A modificação a com uma rede cúbica de face centrada do tipo Cu é estável até 231°C, A= 0,6085nm. A 231-623°C - modificação b com uma rede hexagonal, a 623°C até o ponto de fusão (768°C) - modificação g com uma rede cúbica de corpo centrado. Ponto de ebulição 1390°C, densidade 2,63 kg/dm3. O estrôncio é um metal maleável e dúctil.
O estrôncio é quimicamente altamente reativo. Potencial padrão do eletrodo Sr 2+ /Sr - 2,89 V.
À temperatura ambiente do ar, o estrôncio é coberto por uma película de óxido de SrO e peróxido de SrO 2. Quando aquecido ao ar, ele inflama. Interagindo com halogênios, (cm. HALOGÊNIO) forma halogenetos SrCl 2 e SrBr 2. Quando aquecido a 300-400°C, reage com hidrogênio (cm. HIDROGÊNIO), formando o hidreto SrH 2. Ao aquecer o estrôncio em uma atmosfera de CO 2, obtemos:
5Sr + 2CO 2 = SrC 2 + 4SrO
O estrôncio reage ativamente com a água:
Sr + 2H 2 O = Sr(OH) 2 + H 2
Quando aquecido, o estrôncio reage com nitrogênio, enxofre, selênio e outros não-metais para formar nitreto Sr 3 N 2, sulfeto SrS, seleneto SrSe e assim por diante.
O óxido de estrôncio é básico e reage com a água para formar hidróxido:
SrO + H 2 O = Sr(OH) 2
Ao interagir com óxidos ácidos, o SrO forma sais:
SrO + CO 2 = SrCO 3
Os íons Sr 2+ são incolores. Cloreto de SrCl 2, brometo de SrBr 2, iodeto de SrI 2, nitrato de Sr (NO 3) 2 são altamente solúveis em água e colorem a chama de vermelho carmim. Carbonato insolúvel SrCO 3, sulfato SrSO 4, ortofosfato médio Sr 3 (PO 4) 2.
Aplicativo
O estrôncio é usado como aditivo de liga para ligas à base de magnésio, alumínio, chumbo, níquel e cobre. O estrôncio faz parte dos getters. Os compostos de estrôncio são utilizados em pirotecnia, fazem parte de materiais luminescentes, revestimentos emissivos de tubos de rádio e são utilizados na fabricação de vidro.
O titanato de estrôncio SrTiO 3 é usado na fabricação de antenas dielétricas, piezoelementos, capacitores não lineares de pequeno porte e como sensores radiação infra-vermelha. As preparações de 90 Sr são usadas em radioterapia para pele e algumas doenças oculares.
Ação fisiológica
Os compostos de estrôncio são tóxicos. Se entrar no corpo, são possíveis danos ao tecido ósseo e ao fígado. A concentração máxima permitida de estrôncio na água é de 8 mg/l, no ar para hidróxido, nitrato e óxido 1 mg/m 3, para sulfato e fosfato 6 mg/m 3.
Problemas 90 Sr.
Em caso de explosões de cargas nucleares ou devido ao vazamento de rejeitos radioativos em ambiente chega o isótopo radioativo 90 Sr. Formando o hidrocarbonato Sr(HCO 3) 2, que é altamente solúvel em água, o 90 Sr migra para a água, solo, plantas e organismos animais.

dicionário enciclopédico. 2009 .

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Química. elemento II gr. tabela periódica, número de série 38, em. V. 87, 63; consiste em 4 isótopos estáveis. A composição isotópica média do S. comum é a seguinte: Sr84 0,56%, Si86 9,86%, Sr87 7,02%, Sr88 82,56%. Um dos isótopos C. Sr87... ... Enciclopédia geológica

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Muito antes da descoberta do estrôncio, seus compostos não decifrados eram usados ​​em pirotecnia para produzir luzes vermelhas. E até meados dos anos 40 do século passado, o estrôncio era principalmente o metal dos fogos de artifício, da diversão e dos fogos de artifício. A era atômica nos fez olhar para isso de forma diferente. Em primeiro lugar, como uma séria ameaça a toda a vida na Terra; em segundo lugar, como material que pode ser muito útil na resolução de problemas graves em medicina e tecnologia. Mas falaremos mais sobre isso mais tarde, vamos começar com a história do metal “engraçado”, com uma história na qual se encontram os nomes de muitos grandes cientistas.

Abra o "chão" quatro vezes

Em 1764, um mineral foi encontrado em uma mina de chumbo perto da vila escocesa de Strontian, chamado estrontianita. Durante muito tempo foi considerado um tipo de fluorita CaF 2 ou witherita BaCO 3, mas em 1790 os mineralogistas ingleses Crawford e Cruickshank analisaram este mineral e descobriram que continha uma nova "terra", e na linguagem de hoje, um óxido.

Independentemente deles, o mesmo mineral foi estudado por outro químico inglês, Hop. Chegando aos mesmos resultados, ele anunciou que a estrontianita contém um novo elemento - o metal estrôncio.

Aparentemente, a descoberta já estava “no ar”, porque quase simultaneamente o proeminente químico alemão Klaproth anunciou a descoberta de uma nova “terra”.

Naqueles mesmos anos, o famoso químico russo, acadêmico Toviy Egorovich Lovitz, também encontrou vestígios de “terra forte”. Há muito tempo ele se interessava pelo mineral conhecido como longarina pesada. Neste mineral (sua composição é BaSO 4), Karl Scheele descobriu em 1774 o óxido do novo elemento bário. Não sabemos por que Lovitz gostava de vergas pesadas; sabemos apenas que o cientista que descobriu as propriedades de adsorção do carvão e fez muito mais no campo da química geral e orgânica coletou amostras desse mineral. Mas Lovitz não era apenas um colecionador; ele logo começou a estudar sistematicamente a longarina pesada e em 1792 chegou à conclusão de que este mineral continha uma impureza desconhecida. Ele conseguiu extrair bastante de sua coleção - mais de 100 g de nova “terra” e continuou a explorar suas propriedades. Os resultados do estudo foram publicados em 1795. Lowitz escreveu então: “Fiquei agradavelmente surpreso quando li... o excelente artigo do Sr. Professor Klaproth sobre a terra forte, sobre a qual até então havia uma ideia muito pouco clara. Todas as propriedades dos sais médios cloridrato e nitrato indicadas por ele em todos os pontos coincidem perfeitamente com as propriedades dos meus mesmos sais. Eu só tive que verificar. A notável propriedade da terra de estrôncio é colorir a chama do álcool com uma cor vermelha carmim e, de fato, com o meu sal. possuía totalmente esta propriedade.

Então, quase simultaneamente, vários pesquisadores em países diferentes chegou perto da descoberta do estrôncio. Mas foi isolado na forma elementar apenas em 1808.

O notável cientista de sua época, Humphry Davy, já entendia que o elemento estrôncio terra devia ser aparentemente um metal alcalino terroso, e o obteve por eletrólise, ou seja, da mesma forma que o cálcio, o magnésio e o bário. Para ser mais específico, então O primeiro estrôncio metálico do mundo foi obtido pela eletrólise de seu hidróxido umedecido. O estrôncio liberado no cátodo combinou-se instantaneamente, formando um amálgama. Ao decompor o amálgama por aquecimento, Davy isolou o metal puro.

Este metal branco, não pesado (densidade 2,6 g/cm3), bastante macio, derretendo a 770°C. Em termos de propriedades químicas, é um representante típico da família dos metais alcalino-terrosos. A semelhança com o cálcio, o magnésio e o bário é tão grande que em monografias e livros didáticos as propriedades individuais do estrôncio, via de regra, não são consideradas - são analisadas a partir do exemplo do cálcio ou do magnésio.

E na área aplicações práticas Esses metais já tomaram mais de uma vez o lugar do estrôncio porque são mais acessíveis e mais baratos. Isto aconteceu, por exemplo, na produção de açúcar. Era uma vez um químico que descobriu que com o dissacarato de estrôncio (C 12 H 22 O 4 * 2SrO), insolúvel em água, era possível isolar o açúcar do melaço. A atenção ao estrôncio aumentou imediatamente e mais pessoas começaram a recebê-lo, especialmente na Alemanha e na Inglaterra. Mas logo outro químico descobriu que um sacarato de cálcio semelhante também era insolúvel. E o interesse pelo estrôncio desapareceu imediatamente. É mais lucrativo usar cálcio barato e mais comumente encontrado.

Isto não significa, é claro, que o estrôncio tenha “perdido completamente a face”. Existem qualidades que o distinguem e o diferenciam de outros metais alcalino-terrosos. Contaremos sobre eles com mais detalhes.

Luzes vermelhas de metal de estrôncio

Isso é o que o acadêmico A.E. Fersman chamou de estrôncio. Na verdade, assim que você joga uma pitada de um dos sais voláteis de estrôncio na chama, a chama imediatamente adquire uma cor vermelho-carmim brilhante. Linhas de estrôncio aparecerão no espectro da chama.

Vamos tentar compreender a essência desta experiência mais simples. Existem 38 elétrons nas cinco camadas eletrônicas do átomo de estrôncio. As três camadas mais próximas do núcleo estão completamente preenchidas e as duas últimas possuem “vagas”. Na chama do queimador, os elétrons são excitados termicamente e, adquirindo maior energia, movem-se do inferior níveis de energia para os de cima. Mas esse estado excitado é instável e os elétrons retornam a níveis inferiores mais favoráveis, liberando energia na forma de quanta de luz. Um átomo (ou íon) de estrôncio emite predominantemente quanta com frequências que correspondem ao comprimento das ondas de luz vermelha e laranja. Daí a cor vermelho-carmim da chama.

Esta propriedade dos sais voláteis de estrôncio tornou-os componentes indispensáveis ​​de diversas composições pirotécnicas. As figuras vermelhas dos fogos de artifício, as luzes vermelhas de sinalização e os sinalizadores são obra do estrôncio.

Na maioria das vezes, nitrato Sr(NO 3) 2, oxalato SrC 2 O 4 e carbonato de estrôncio SrCO 3 são usados ​​​​em pirotecnia. O nitrato de estrôncio é o preferido: ele não apenas dá cor à chama, mas também serve como oxidante. Ao se decompor na chama, libera oxigênio livre:

Sr(NO 3) 2 → SrO + N2 + 2,502

O óxido de estrôncio SrO colore a chama apenas em cor rosa. Portanto, o cloro é introduzido em composições pirotécnicas de uma forma ou de outra (geralmente na forma de compostos organoclorados) de modo que seu excesso desloque o equilíbrio da reação para a direita:

2SrO + CI 2 → 2SrCl + O 2 .

A radiação do monocloreto de estrôncio SrCl é mais intensa e brilhante que a radiação do SrO. Além desses componentes, as composições pirotécnicas incluem substâncias inflamáveis ​​orgânicas e inorgânicas, cuja finalidade é produzir uma chama grande e incolor.

Existem algumas receitas para luzes vermelhas. Vamos dar dois deles como exemplo. Primeiro: Sr(NO 3) 2 - 30%, Mg - 40%, resinas - 5%,

hexaclorobenzeno - 5%, perclorato de potássio KClO 4 - 20%. Segundo: clorato de potássio KClO 3 - 60%, SrC2O 4 - 25%, resina - 15%. Tais composições não são difíceis de preparar, mas deve-se lembrar que qualquer composição pirotécnica, mesmo as mais comprovadas, requer “manuseio”. A pirotecnia caseira é perigosa...

Estrôncio, esmalte e esmalte

Os primeiros esmaltes surgiram quase no início da produção de cerâmica. Sabe-se que já no 4º milênio AC. eles eram usados ​​para cobrir produtos de argila. Eles notaram que se você cobrir a cerâmica com uma suspensão de areia finamente moída, potássio e giz em água, e depois secá-la e assá-la em um forno, o pó grosso de argila será coberto com uma fina película de substância vítrea e ficará liso. e brilhante. O revestimento vítreo fecha os poros e torna o recipiente impermeável ao ar e à umidade. Esta substância vítrea é o esmalte. Posteriormente, os produtos de argila passaram a ser revestidos primeiro com tintas e depois com esmalte. Descobriu-se que o esmalte evita que as tintas fiquem opacas e desbotadas por muito tempo. Ainda mais tarde, os esmaltes passaram a ser utilizados na produção de faiança e porcelana. Hoje em dia, cerâmica e metal, porcelana e faiança e diversos produtos de construção são revestidos com esmalte.

Qual é o papel do estrôncio aqui?

Para responder a esta pergunta, teremos que recorrer novamente à história. A base dos esmaltes é composta por vários óxidos. Os esmaltes alcalinos (potássio) e de chumbo são conhecidos há muito tempo. Os primeiros são baseados em óxidos de silício, metais alcalinos (K e Na) e cálcio. Em segundo lugar, o óxido de chumbo também está presente. Mais tarde, esmaltes contendo boro foram amplamente utilizados. Adições de chumbo e boro dão aos esmaltes um brilho espelhado e preservam melhor as tintas subjacentes. No entanto, os compostos de chumbo são venenosos e o boro é escasso.

Em 1920, a American Hill usou pela primeira vez um esmalte fosco, que incluía óxidos de estrôncio (sistema Sr-Ca-Zn). No entanto, este facto passou despercebido, e só durante a Segunda Guerra Mundial, quando o chumbo se tornou especialmente escasso, é que se lembraram da descoberta de Hill. E uma avalanche de pesquisas surgiu: dezenas (!) de receitas de esmalte de estrôncio apareceram em diferentes países. Também foram feitas tentativas de substituir o estrôncio por cálcio, mas os esmaltes de cálcio revelaram-se não competitivos.

Os esmaltes de estrôncio não são apenas inofensivos, mas também acessíveis (o carbonato de estrôncio SrCO 3 é 3,5 vezes mais barato que o chumbo vermelho). Todos traços positivos esmaltes de chumbo também são característicos deles. Além disso, os produtos revestidos com tais esmaltes adquirem dureza, resistência ao calor e resistência química adicionais.

Os esmaltes - esmaltes opacos - também são preparados à base de óxidos de silício e estrôncio. Eles se tornam opacos pela adição de óxidos de titânio e zinco. Itens de porcelana, especialmente vasos, costumam ser decorados com esmalte crepitante. Esse vaso parece estar coberto por uma rede de rachaduras coloridas. A base da tecnologia “crackle” são os diferentes coeficientes de expansão térmica do esmalte e da porcelana. A porcelana revestida com esmalte é queimada a uma temperatura de 1280-1300°C, depois a temperatura é reduzida para 150-220°C e o produto ainda não completamente resfriado é mergulhado em uma solução de sais corantes (por exemplo, sais de cobalto, se você precisa obter uma malha preta). Esses sais preenchem as fissuras resultantes. Depois disso, o produto é seco e aquecido novamente a 800-850°C - os sais derretem nas fissuras e as selam. O esmalte Crackle é popular e difundido em muitos países ao redor do mundo. Obras de arte decorativa e aplicada feitas desta forma são apreciadas pelos amadores. Resta acrescentar que o uso de esmaltes isentos de estrôncio proporciona um grande efeito econômico.

Estrôncio radioativo

Outra característica do estrôncio que o distingue nitidamente dos metais alcalino-terrosos é a existência do isótopo radioativo estrôncio-90, que há muito tempo preocupa biofísicos, fisiologistas, radiobiólogos, bioquímicos e simplesmente químicos.

Como resultado de uma reação nuclear em cadeia, cerca de 200 isótopos radioativos são formados a partir de átomos de plutônio e urânio. A maioria deles tem vida curta. Mas os mesmos processos também produzem núcleos de estrôncio-90, cuja meia-vida é de 27,7 anos. O estrôncio-90 é um emissor beta puro. Isso significa que ele emite fluxos de elétrons energéticos que atuam sobre todos os seres vivos a distâncias relativamente curtas, mas de forma muito ativa. O estrôncio, como análogo do cálcio, está ativamente envolvido no metabolismo e, juntamente com o cálcio, é depositado no tecido ósseo.

O estrôncio-90, assim como o isótopo filho ítrio-90 formado durante sua decomposição (com meia-vida de 64 horas, emite partículas beta) afetam o tecido ósseo e, mais importante, a medula óssea, que é especialmente sensível à radiação. Sob a influência da irradiação, ocorrem mudanças químicas na matéria viva. A estrutura e funções normais das células são perturbadas. Isso leva a graves distúrbios metabólicos nos tecidos. E, como resultado, o desenvolvimento de doenças mortais - câncer no sangue (leucemia) e nos ossos. Além disso, a radiação atua nas moléculas de DNA e, portanto, afeta a hereditariedade. Tem um efeito prejudicial.

O conteúdo de estrôncio-90 no corpo humano depende diretamente da potência total do explodido armas atômicas. Ele entra no corpo pela inalação de poeira radioativa gerada durante a explosão e transportada pelo vento por longas distâncias. Outra fonte de infecção é água potável, vegetais e laticínios. Mas em ambos os casos, a natureza coloca obstáculos naturais no caminho do estrôncio-90 para o corpo. Somente partículas de até 5 mícrons de tamanho podem entrar nas estruturas mais finas dos órgãos respiratórios, e poucas dessas partículas são formadas durante uma explosão. Em segundo lugar, durante uma explosão, o estrôncio é liberado na forma de óxido de SrO, cuja solubilidade nos fluidos corporais é muito limitada. A passagem do estrôncio através do sistema alimentar é impedida por um fator chamado “discriminação entre estrôncio e cálcio”. Isso se expressa no fato de que com a presença simultânea de cálcio e estrôncio, o organismo prefere o cálcio. A proporção Ca:Sr nas plantas é o dobro da dos solos. Além disso, o teor de estrôncio no leite e no queijo é 5 a 10 vezes menor do que no capim usado para alimentar o gado.

No entanto, não se pode confiar inteiramente nestes factores favoráveis ​​- eles só podem proteger contra o estrôncio-90 até certo ponto. Não é por acaso que, até a proibição dos testes de armas atômicas e de hidrogênio em três ambientes, o número de vítimas do estrôncio crescia ano após ano. Mas as mesmas propriedades terríveis do estrôncio-90 - tanto a poderosa ionização quanto a longa meia-vida - foram transformadas em benefício dos humanos.

O estrôncio radioativo encontrou aplicação como traçador de isótopos no estudo da cinética de vários processos. Foi por esse método que, em experimentos com animais, foi estabelecido como o estrôncio se comporta em um organismo vivo: onde está predominantemente localizado, como participa do metabolismo e assim por diante. O mesmo isótopo é usado como fonte de radiação na radioterapia. Aplicadores com estrôncio-90 são utilizados no tratamento de doenças oculares e de pele. As preparações de estrôncio-90 também são utilizadas em detectores de falhas, em dispositivos para combater a eletricidade estática, em alguns instrumentos de pesquisa e em baterias nucleares. Não existem descobertas que sejam fundamentalmente prejudiciais - a questão toda está nas mãos de quem a descoberta vai parar. A história do estrôncio radioativo é prova disso.

Informações gerais e métodos de obtenção

O estrôncio (Sr) é um metal branco prateado. O mineral contendo estrôncio foi descoberto em 1787 na Escócia, em uma mina de chumbo perto da vila de Strontian, e foi denominado estrontianita. Em 1790, os mineralogistas escoceses Crawford e Cruickshank examinaram detalhadamente este mineral e descobriram nele uma nova “terra” (óxido). Independentemente deles, seu compatriota, o químico Hop, constatou que esse mineral contém um novo elemento - o estrôncio. O químico alemão Klaproth chegou à mesma conclusão. Naqueles mesmos anos, o famoso químico russo Acad. T. E. Lovitz descobriu vestígios de estrôncio em longarinas pesadas. Os resultados de sua pesquisa foram publicados em 1795. No entanto, o metal puro foi isolado apenas em 1808 por Davy. Em 1924, Danner (EUA) obteve estrôncio puro reduzindo-o do óxido com alumínio metálico (ou magnésio).

O metal estrôncio é atualmente produzido predominantemente pelo método aluminotérmico. O óxido de estrôncio é misturado ao pó de alumínio, briquetado e colocado em forno elétrico a vácuo (vácuo 1,333 Pa), onde o metal é reduzido a 1100-1150 °C.

O estrôncio é produzido de acordo com TsMTU 4764-56 de três graus (Ch, ChDA e ChCh) na forma de contas e cristais (drusas).

Os sais e compostos de estrôncio são tóxicos (causam paralisia e afetam a visão). Ao trabalhar com eles, você deve seguir as normas de segurança para sais de metais alcalinos e alcalino-terrosos.

Propriedades físicas

Características atômicas. Número atômico 38, massa atômica 87,62 a. e.m, volume atômico 33,7*10-6 m3/mol, raio atômico 0,215 nm, raio iônico 0,127 nm. Potenciais de ionização J (eV): 5,692; 11.026; 43.6. Eletronegatividade 1.0. O estrôncio tem um g.c. rede (a - Sr) com período a = 0,6085 nm, energia da rede cristalina 164,3 μJ/kmol, número de coordenação 12, distância interatômica 4,30 nm. A uma temperatura de 488 K, ocorre a transformação a-6. O 6-estrôncio tem uma rede hexagonal com períodos a = 0,432 nm, c - = 0,706 nm, c/a = 1,64. A 605 °C, ocorre a transformação polimórfica 6->-y. A modificação formadora de volume cúbico tem um período a = 0,485 nm. Configuração eletronica camada externa 5 s 2. O estrôncio natural consiste em quatro isótopos estáveis: 84 Sr (0,58%), 86 Sr (9,88%), 87 Sr (7,2%). 88 Sr (82,58%). Também foram obtidos 14 isótopos artificiais instáveis.O isótopo radioativo 90 Sr com meia-vida de 27,7 anos é formado durante reações nucleares (fissão do urânio). A seção transversal efetiva para captura de nêutrons térmicos é 1,21*10 -28 m 2 . Função de trabalho do elétron φ=2,35 eV, para um único cristal (100) φ=2,43 eV.

A densidade p a 273 K é 2,630 Mg/m3.

Suscetibilidade magnética a uma temperatura de 293 K x = +1,05-10^9.

Propriedades quimicas

O potencial normal do eletrodo da reação é Sr -2 e =?* Sr ​​​​2 + cp 0 = 2,89 V. Estado de oxidação +2.

O estrôncio é um elemento muito ativo; oxida rapidamente no ar, liberando grande quantidade calor, decompõe vigorosamente a água. Reage com o hidrogênio em temperaturas elevadas de 300-400°C, formando o hidreto SrH 2 com ponto de fusão de 650°C. Com o oxigênio forma óxido (II) SrO com ponto de fusão de 2.430 ° C, a 500 ° C e pressão de 15 MPa - óxido (IV) Sr 0 2. Reage com nitrogênio a 380-400 °C e dá o composto Sr 3 N 2.

Quando aquecido, o estrôncio interage facilmente com os halogênios, formando os sais correspondentes: cloreto de SrCl 2 com ponto de fusão de 872 ° C, brometo de SrBr 2 com ponto de fusão de 643 ° C, fluoreto de SrF 2 com ponto de fusão de 1190 ° C, Srl 2 iodeto. Com o carbono forma carboneto de estrôncio SrC 2, com fósforo - fosfeto de estrôncio SrP 2, com enxofre quando aquecido - sulfetos.

Reage fracamente com ácidos nítrico e sulfúrico concentrados e vigorosamente com ácidos diluídos; com álcalis - NaOH, KOH (concentrado e diluído) também reage.

Forma soluções sólidas e compostos metálicos com metais.

niya No estado líquido, mistura-se com elementos dos subgrupos PA, PV - VB (Be, Mg, Zn, Cd, Hg, Al, Ga, In, TI, Sn, Pb, Sb, Bi, As). Com muitos deles formas conexões metálicas(Al, Mg, Zn, Sn, Pb, etc.). Fornece sistemas imiscíveis com alguns metais nobres e de transição. A maioria dos metais do grupo da platina são caracterizados pela formação de fases do tipo Laves com estrôncio. Com elementos do subgrupo P1B forma fases do tipo AB 4. Equivalente eletroquímico 0,45404 mg/C.

Propriedades tecnológicas

O estrôncio é um metal maleável e dúctil. Pode ser forjado em uma folha fina e prensado em arame a 230 °C.

Áreas de uso

O metal estrôncio e seus compostos são utilizados na indústria. A introdução deste elemento e seus compostos no aço e no ferro fundido ajuda a melhorar a sua qualidade. Há informações sobre o uso do estrôncio para desoxidação e refino do cobre; isso também aumenta a dureza. A introdução de 0,1% de Sr no titânio e suas ligas aumenta a resistência ao impacto; o estrôncio aumenta a ductilidade do magnésio e suas ligas e tem um efeito positivo nas propriedades das ligas de alumínio.

Os compostos de estrôncio são utilizados na pirotecnia, na tecnologia de vácuo elétrico (absorvedor de gás), na radioeletrônica (para a fabricação de fotocélulas). O estrôncio é um componente de cátodos de óxido usados ​​em tubos de raios catódicos, lâmpadas de microondas, etc.

Na fabricação de vidro, o estrôncio é usado para produzir vidros ópticos especiais; aumenta a estabilidade química e térmica do vidro e o índice de refração. Assim, o vidro contendo 9°, "0 SrO, possui alta resistência à abrasão e grande elasticidade, sendo facilmente suscetível a usinagem(torção, processamento em fio e tecido). Nosso país desenvolveu uma tecnologia para a produção de vidro contendo estrôncio sem boro. Este vidro possui alta resistência química, resistência e propriedades elétricas. A capacidade dos vidros de estrôncio de absorver a radiação de raios X dos tubos de televisão em cores, bem como de melhorar a resistência à radiação, foi estabelecida. O fluoreto de estrôncio é usado para produzir lasers e cerâmicas ópticas. O hidróxido de estrôncio é usado em indústria petrolífera para a produção de óleos lubrificantes com maior resistência à oxidação, e na indústria alimentícia - para o tratamento de resíduos da produção de açúcar para fins de extração adicional de açúcar. Os compostos de estrôncio também estão incluídos em esmaltes, vidrados e cerâmicas. Eles são amplamente utilizados na indústria química como cargas de resina, estabilizadores plásticos, bem como para purificar soda cáustica de ferro e manganês, como catalisadores em síntese orgânica e no craqueamento de petróleo, etc. .