Stronțiul în forma sa pură. Stronțiu - caracteristici ale proprietăților cu fotografii, rolul său biologic în corpul uman, tratament cu medicamente bazate pe elementul chimic

Atom numărul 38 cu masa 87,62. În natură, apare într-o stare stabilă sub formă de 4 izotopi: 84, 86, 87, 88. Cel mai comun în natură este 88. Datorită degradarii rubidiului natural 87 cantitatea exacta stronțiul se modifică în timp. Oamenii au obținut atomi radioactivi cu numerele 80-97.

Mai mult, izotopul cel mai des folosit este obținut din uraniu - Stronțiu 90. Istoria descoperirii elementului datează din anii 90 ai secolului al XVIII-lea. În 1787, stronțiul a fost izolat pentru prima dată din mineralul stronțianit lângă satul Strontian din Scoția.

Primele studii au fost efectuate de chimiștii Ader Crawford și Martin Heinrich Klapot. În Rusia, cercetările asupra pământului de stronțiu au fost efectuate de Tobias Lowitz. Caracteristica distinctivă a început să ardă cu o flacără roșie aprinsă.

Descrierea și proprietățile stronțiului

Formula de stronțiu– Sr. Este un metal polimorf de culoare albă cu o tentă argintie. Datorită răspunsului rapid în formă pură cu oxigenul în aer capătă o peliculă de oxid cu o tentă galbenă. Stronțiu metal foarte moale și ușor de falsificat.

Prezentat în trei modificări: rețea cristalină cubică centrată pe fața - până la 231 °C, hexagonală - de la 231 la 623 °C, centrată pe corp cubic - la temperaturi peste 623 °C. Atom de stronțiu are structura învelișului exterior de electroni 5s2. În reacții se oxidează și ia forma +2, uneori +1. Structura atom stronţiu: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 5s2

De bază indicatori fizici:

Volumul atomic – 34 cm 3 /g×atom;

Raza atomică – 2,15 A;

Densitate – 2,63 g/cm 3 la 20 °C;

Tpl. = 770 °C;

Tip = 1380 °C;

Ud. încălzire 0,176 cal/g×grade la 20 °C;

Presiunea vaporilor 10-3 mmHg la 462 °C, 1 mmHg 733 °C și 100 mmHg la 1092 °C;

Tensiune superficială 165 dine/cm;

duritate Brinell 13 kg/mm2;

Chimic caracteristic stronţiului. În ceea ce privește reactivitatea, stronțiul este aproape de frații săi din grup, bariu și calciu. La conditii normale reacţionează rapid cu oxigenul aerul atmosferic. Format oxid de stronțiu SrO și SrO 2 cu o nuanță gălbuie.

Ca toate metalele alcalino-pământoase, reacționează cu apa și se formează hidroxid de stronțiu. Interacțiunea cu halogenii este foarte activă - se formează halogenuri. Forma sub formă de pulbere a metalului se aprinde foarte repede chiar și la temperatura camerei și presiunea atmosferică.

Deosebit de importante în acest sens sunt iodura și clorură de stronțiu. Când este încălzit, se combină activ cu dioxidul de carbon pentru a forma carbonat și bicarbonat. În faza gazoasă, când se adaugă hidrogen, se formează hidrura SrH2. Cei mai frecventi sunt si urmatorii compusi: carbura - compusi pe baza de carbon (SrC 2), amida - cu amoniac in stare gazoasa (Sr(NH 2) 2), sulfura - cu sulf (SrS), seleniura - cu seleniu (SrSe ) și altele.

Stronțiu în stare topită se amestecă ușor cu metale precum aluminiu, fier, bariu și altele. Omogenizarea topiturii are loc pentru a produce compuși intermetalici. Stronțiul reacționează ușor cu acizii diluați. Un număr mare de săruri diferite se obțin în reacții cu acizi organici și minerali.

Cu toate acestea, deși prezintă reactivitate ridicată cu acizii slabi, nu prezintă activitate cu acizii concentrați. Prin urmare, sulfați, nitrați, nitriți și altele săruri de stronțiu obţinut prin reacţia cu acizi diluaţi. Cea mai mare parte a sărurilor este de culoare albă, cu diferite grade de solubilitate în apă (cele pe bază de acizi minerali, de regulă, se dizolvă mai bine).

Caracteristicile stronțiului ca element radioactiv. Izotopul radioactiv este produs în reactoarele nucleare în timpul descompunerii β a rubidiului 90, după care stronțiul trece prin stadiul de descompunere β pentru a produce nuclidul ytriu 90. Timpul de înjumătățire al stronțiului egal cu 28,79 ani.

Zăcăminte de stronțiu și minerit

Stronțiul este larg distribuit în natură. Elementul sub formă de minereuri se află în scoarta terestra. Oceanele lumii conțin mai mult de 24% din rezerva totală a elementului. Rezervele naturale există doar în stare legată și reprezintă minerale, al căror număr total este de cel puțin 40. În solul țărilor CSI, Europa de Vest, America de Nord, în principal în Canada, s-au găsit cele mai mari zăcăminte de minereu: stronțianită - carbonat de stronțiu și - sulfat de stronțiu.

Metodele industriale de producere a metalelor se bazează pe prelucrarea minereurilor minerale diverse conexiuni. Apoi se efectuează descompunerea termică a compușilor sau acțiunea electrolitică. Cu toate acestea, în urma unor astfel de reacții, se formează o formă de pulbere a metalului, care este foarte inflamabilă, sau randamentul elementului este foarte scăzut și se obține cu impurități. Prin urmare, metodele de mai sus nu sunt utilizate în prezent.

Cea mai populară rămâne reducerea oxidului de stronțiu cu adăugarea de aluminiu metalic și nisip siliconic. Reacția are loc în tub vid, din otel la foarte temperaturi ridicate peste 1.000 °C. Elementul este purificat prin distilare și sub vid. Pentru energia nucleară, obținerea izotopilor radioactivi este extrem de importantă.

Ele sunt produse în reactoare în timpul perioadei de înjumătățire a uraniului 235. Izotop Sr 89 ( timpul de înjumătățire al stronțiului 50,5 zile) se formează după degradare cu eliberarea unei cantități uriașe de energie dintr-un izotop stabil. Stronțiul este o parte esențială a animalului și floră. Multe organisme acumulează elementul împreună cu calciu și fosfor.

Aplicații de stronțiu

Sub formă de metal este utilizat ca agent de aliere. Adaugă maleabilitate și plasticitate. Când este amestecat cu bariu și calciu, este exploziv. Face parte din amestecurile de termite.

Utilizarea compușilor de stronțiu:

SrO face parte din catozii de oxizi și amestecurile pirotehnice.

SrCO 3 - se obțin acoperiri speciale - glazuri stabile chimic și rezistente la căldură.

Sr(NO 3) 2 este o componentă a substanțelor pirotehnice pentru semnalizatoare.

SrSO 4 – umplutură pentru vopsele și cauciuc.

SrCrO 4 este o componentă a lacurilor și grundurilor din industria aeronautică.

SrTiO 3 este un material pentru producerea de antene dielectrice, conductori și senzori.

SrF 2 - utilizat la producerea produselor specializate.

SrCl 2 este o componentă a compozițiilor pirotehnice, cosmetice și medicamente.

SrS este utilizat în producția de aditivi pentru piele.

90 Stronțiu 137 Cesiul este folosit ca component al combustibilului radioactiv.

Cea mai utilă substanță pe bază de compuși organici este ranelat de stronțiu- stimulator al cresterii tesutului osos. Acest medicament este utilizat pentru a trata osteoporoza.

Prețul stronțiului

Stronțiul metal este cel mai adesea vândut sub formă de compuși. Preturi pt compuși de stronțiu variază foarte mult: nitrat – 3,8 USD, clorură – 500-800 ruble, Ranelat sub formă de preparate de la 1500 la 2500 de ruble.

Stronțiul în corpul uman: rol, surse, deficiență și exces

Stronțiul (Sr) este un element chimic care ocupă D.I în Tabelul Periodic. Mendeleev locul 38. În formă simplă, cu conditii normale este un metal alcalino-pământos alb-argintiu, foarte ductil, moale și maleabil (se taie ușor cu un cuțit). În aer se oxidează foarte repede de oxigen și umiditate, devenind acoperit cu oxid galben. Foarte activ din punct de vedere chimic.

Stronțiul a fost descoperit în 1787 de doi chimiști W. Cruickshank și A. Crawford și a fost izolat pentru prima dată în forma sa pură de H. Davy în 1808. Și-a primit numele datorită satului scoțian Stronshian, unde în 1764 a fost descoperit un mineral necunoscut anterior, numit și strontat în onoarea satului.

Datorită activității sale chimice ridicate, stronțiul nu se găsește în natură în forma sa pură. Este destul de comună în natură, face parte din aproximativ 40 de minerale, dintre care cele mai comune sunt celestină (sulfat de stronțiu) și stronțianită (carbonat de stronțiu). Din aceste minerale se extrage stronțiul la scară industrială. Cele mai mari zăcăminte de minereuri de stronțiu au fost găsite în SUA (Arizona și California), Rusia și alte câteva țări.

Stronțiul și compușii săi și-au găsit o largă aplicație în industria radio-electronică, metalurgie, industria alimentarăși pirotehnică.

Stronțiul este foarte des însoțit de calciu în minerale și este un element chimic destul de comun. Fracția sa de masă în scoarța terestră este de aproximativ 0,014%, concentrație în apa de mare aproximativ 8 mg/l.

Rolul stronțiului în corpul uman

Foarte des, atunci când vorbesc despre efectul stronțiului asupra corpului uman, au o conotație negativă. Această concepție greșită foarte comună se datorează faptului că izotopul său radioactiv 90 Sr este într-adevăr extrem de periculos pentru sănătate. Se formează în timpul reacțiilor nucleare din reactoare și în timpul exploziilor nucleare, iar atunci când intră în corpul uman, se depune în măduva osoasă și de foarte multe ori duce la consecințe foarte tragice, deoarece blochează literalmente hematopoieza. Dar stronțiul obișnuit, neradioactiv, în doze rezonabile, nu numai că nu este periculos, ci este pur și simplu necesar pentru corpul uman. Stronțiul este folosit chiar și în tratamentul osteoporozei.

În general, stronțiul se găsește în aproape toate organismele vii, atât plante, cât și animale. Este un analog al calciului și îl poate înlocui cu ușurință în țesutul osos, fără consecințe semnificative asupra sănătății. Apropo, tocmai această proprietate chimică a stronțiului face ca izotopul radioactiv menționat să fie extrem de periculos. Aproape tot (99%) stronțiul este depus în țesutul osos, iar mai puțin de 1% din stronțiu este reținut în alte țesuturi ale corpului. Concentrația de stronțiu în sânge este de aproximativ 0,02 μg/ml, în ganglioni 0,30 μg/g, plămâni 0,2 μg/g, ovare 0,14 μg/g, rinichi și ficat 0,10 μg/g.

La copiii mici (sub 4 ani), stronțiul se acumulează în organism, deoarece țesutul osos se formează activ în această perioadă. Corpul uman adult conține aproximativ 300-400 mg de stronțiu, ceea ce este destul de mult în comparație cu alte oligoelemente.

Stronțiul previne dezvoltarea osteoporozei și a cariilor dentare.

Un sinergic și în același timp un antagonist al stronțiului este calciul, care în el proprietăți chimice foarte aproape de ea.

Surse de stronțiu în corpul uman

Nevoia zilnică exactă de stronțiu nu a fost stabilită, conform unora dintre informațiile disponibile, este de până la 3-4 mg. Se estimează că, în medie, o persoană consumă 0,8-3,0 mg de stronțiu pe zi prin alimente.

Stronțiul furnizat cu alimente este absorbit doar cu 5-10%. Absorbția sa are loc în principal în duoden și ileon. Stronțiul este excretat în principal prin rinichi și, într-o măsură mult mai mică, prin bilă. Doar stronțiul neabsorbit se găsește în fecale.

Vitamina D, lactoza, aminoacizii arginina si lizina imbunatatesc absorbtia strontiului. La rândul său, o dietă bogată în plante cu fibre, precum și sulfații de sodiu și bariu, reduc absorbția stronțiului în tractul digestiv.

Alimente care conțin stronțiu:

• leguminoase (fasole, mazăre, fasole, soia);
• cereale (hrișcă, ovăz, mei, grâu moale și dur, orez sălbatic, secară);
• plante care formează tuberculi, precum și rădăcinoase (cartofi, sfeclă, napi, morcovi, ghimbir);
• fructe (caise, gutui, ananas, struguri, pere, kiwi);
• verdeață (țelină, mărar, rucola);
• nuci (arahide, nuci braziliene, caju, nuci de macadamia, fistic, alune);
• produse din carne, în special oase și cartilaje.

Lipsa de stronțiu în corpul uman

Nu există informații în literatura de specialitate despre deficiența de stronțiu în corpul uman. Experimentele efectuate pe animale arată că deficiența de stronțiu duce la întârzierea dezvoltării, inhibarea creșterii, carii dentare (carii) și calcificarea oaselor și a dinților.

Excesul de stronțiu în corpul uman

Cu un exces de stronțiu, se poate dezvolta o boală, numită popular „boala lui Urov”, iar în limbaj medical - „rahitism cu stronțiu” sau boala Kashin-Beck. Această boală a fost identificată pentru prima dată în rândul populației care locuia în bazinul râului. Ural și Siberia de Est. Locuitor din Nerchensk I.M. În 1849, Yurensky a scris un articol în revista „Proceedings of the Free Economic Society” „Despre urâțenia locuitorilor de pe malurile Urovului din Siberia de Est”.

Pentru o lungă perioadă de timp vindecătorii nu puteau explica natura acestei boli endemice. Studiile ulterioare au explicat natura acestui fenomen. S-a dovedit că această boală apare din cauza faptului că ionii de stronțiu, atunci când intră în exces în organism, deplasează o proporție semnificativă de calciu din oase, ceea ce duce la o deficiență a acestora din urmă. Ca urmare, întregul corp suferă, dar cea mai tipică manifestare este a acestei boli Se dovedește că se dezvoltă modificări distrofice ale oaselor și articulațiilor, mai ales în perioadele de creștere intensivă (la copii). În plus, raportul fosfor-calciu din sânge este perturbat, se dezvoltă disbioza intestinală și fibroza pulmonară.

Pentru a elimina excesul de stronțiu din organism, se folosesc fibre alimentare, compuși de magneziu și calciu, sulfați de sodiu și bariu.

Cu toate acestea, stronțiul-90 radioactiv menționat mai sus este deosebit de periculos. Acumulându-se în oase, nu numai că afectează măduva osoasă, împiedicând organismul să-și îndeplinească funcția hematopoietică, dar provoacă și radiații, afectează creierul și ficatul și crește riscul de a dezvolta cancer, în special cancer de sânge, de mii de ori.

Situația este și mai agravată de faptul că stronțiul-90 are un timp de înjumătățire mediu lung (28,9 ani) - exact durata medie a generației umane. Prin urmare, dacă o zonă este contaminată radioactiv, nu ne putem aștepta la o decontaminare rapidă, dar, în același timp, radioactivitatea sa este foarte mare. Alte elemente radioactive Ele se descompun fie foarte repede, de exemplu, mulți izotopi ai iodului au un timp de înjumătățire de ore și zile, fie foarte lent și, prin urmare, au o activitate scăzută a radiațiilor. Niciunul dintre acestea nu poate fi spus despre stronțiu-90.

Dar asta nu este tot. Cert este că stronțiul-90, atunci când este eliberat în sol, înlocuiește calciul și este absorbit ulterior de plante, animale și, prin lanțul trofic, ajunge la om cu toate consecințele care decurg. Legumele rădăcinoase și părțile verzi ale plantelor sunt deosebit de „bogate” în stronțiu. Ca urmare, terenurile agricole contaminate cu stronțiu radioactiv pot fi scoase din producție pentru sute de ani.

Stronţiu

STRONŢIU-Eu; m.[lat. stronțiu] Element chimic (Sr), un metal ușor argintiu-alb, ai cărui izotopi radioactivi sunt utilizați în testele și tehnologia nucleară.

◁ Stronțiu, oh, oh.

(lat. Stronțiu), element chimic din grupa II tabel periodic, se referă la metale alcalino-pământoase. Numit după mineralul strontianit, găsit lângă satul Strontian din Scoția. Metal alb-argintiu; densitate 2,63 g/cm 3, t p.t. 768°C. Este foarte activ din punct de vedere chimic, astfel încât metalul în sine este utilizat puțin (în topirea cuprului și a bronzului pentru purificarea lor, în tehnologia electrică a vidului ca getter), sarea este folosită la producția de vopsele, compoziții luminoase, glazuri și emailuri. SrTiO 3 este feroelectric. La explozii nucleare, reactoarele nucleare produc izotopul radioactiv 90 Sr (timp de înjumătățire 29,1 ani), care prezintă un mare pericol pentru oameni dacă pătrunde în mediul natural.

STRONTIUM (lat. Strontium, din satul Strontian din Scotia, langa care a fost gasit), un element chimic cu numarul atomic 38, masa atomica 87,62. Simbolul chimic este Sr, citiți „stronțiu”. Situat în perioada a 5-a în grupa IIA a tabelului periodic al elementelor. Metal alcalino-pământos. Stronțiul natural este format din patru izotopi stabili cu numere de masă 84 (0,56% din masă), 86 (9,86%), 87 (7,02%) și 88 (82,56%).
Configurația stratului de electroni exterior 5 s 2 . Stare de oxidare +2 (valenta II). Raza atomică 0,215 nm, raza ionilor Sr 2+ 0,132 nm (numărul de coordonare 6). Energiile de ionizare secvențială sunt 5,6941 și 11,0302 eV. Electronegativitatea după Pauling (cm. PAULING Linus) 1,0.
Stronțiul este un metal moale, alb-argintiu, relativ ușor.
Istoria descoperirii
În 1764, într-o mină de plumb a fost descoperit un nou mineral, strontianita. (cm.În 1890, englezul A. Crawford și, în același timp, englezul T. Hop, chimistul german M. Klaproth KLAPROT Martin Heinrich) (cm.și academicianul rus T. E. Lovitz LOVITZ Toviy Egorovici) (cm. Oxidul unui nou element a fost izolat din stronțianită. În 1808, chimistul englez G. Davy a obţinut amalgam de stronţiu.
Prevalența în natură
Conținutul din scoarța terestră este de 0,034% din greutate. Nu se găsește în formă liberă. Minerale importante: strontianita (cm. STRONŢIANIT)și celestine (cm. CELESTINA) SrSO4. Ca impuritate, se găsește în mineralele de calciu, de exemplu, în fluorapatita 3Ca 3 (PO 4) 2 · CaF 2.
chitanta
Principala sursă de materii prime pentru producția de stronțiu și compușii săi - celestină SrSO 4 - este mai întâi redusă cu cărbune sub încălzire mare:
SrSO4 + 4С = SrS + 4СО
Apoi sulfură de stronțiu SrS cu acid clorhidric (cm. ACID CLORHIDRIC) transferat în SrCl 2 şi deshidratat. Pentru a obține Sr, clorura acestuia este redusă cu magneziu (cm. MAGNEZIU)în atmosferă de hidrogen:
SrCl2 + Mg = MgCl2 + Sr
Stronțiul se obține și prin reducerea SrO cu aluminiu (cm. ALUMINIU), siliciu (cm. SILICIU) sau ferosiliciu:
4SrO + 2Al = 3Sr + SrAl2O4
Proprietăți fizice și chimice
Stronțiul este un metal moale, alb-argintiu, care se prezintă în trei forme. Modificarea a cu o rețea cubică centrată pe față de tip Cu este stabilă până la 231°C, O= 0,6085 nm. La 231-623°C - b-modificare cu o rețea hexagonală, la 623°C până la punctul de topire (768°C) - g-modificare cu o rețea cubică centrată pe corp. Punct de fierbere 1390°C, densitate 2,63 kg/dm3. Stronțiul este un metal maleabil, ductil.
Stronțiul este foarte reactiv din punct de vedere chimic. Potențial electrod standard Sr 2+ /Sr - 2,89 V.
La temperatura camerei în aer, stronțiul este acoperit cu o peliculă de oxid de SrO și peroxid de SrO2. Când este încălzit în aer, se aprinde. Interacționează cu halogenii, (cm. HALOGEN) formează halogenuri SrCl 2 și SrBr 2. Când este încălzit la 300-400°C, reacţionează cu hidrogenul (cm. HIDROGEN), formând hidrura SrH 2. Prin încălzirea stronțiului într-o atmosferă de CO 2, obținem:
5Sr + 2CO2 = SrC2 + 4SrO
Stronțiul reacționează activ cu apa:
Sr + 2H20 = Sr(OH)2 + H2
Când este încălzit, stronțiul reacționează cu azotul, sulful, seleniul și alte nemetale pentru a forma nitrură Sr 3 N 2, sulfură SrS, selenidă SrSe și așa mai departe.
Oxidul de stronțiu este bazic și reacționează cu apa pentru a forma hidroxid:
SrO + H20 = Sr(OH)2
Când interacționează cu oxizii acizi, SrO formează săruri:
SrO + CO2 = SrCO3
Ionii Sr 2+ sunt incolori. Clorura de SrCl2, bromura de SrBr2, iodura de SrI2, azotat de Sr(NO3)2 sunt foarte solubile în apă și colorează roșu carmin. Carbonat insolubil SrCO 3, sulfat SrSO 4, ortofosfat mediu Sr 3 (PO 4) 2.
Aplicație
Stronțiul este utilizat ca aditiv de aliere pentru aliajele pe bază de magneziu, aluminiu, plumb, nichel și cupru. Stronțiul face parte din getters. Compușii de stronțiu sunt utilizați în pirotehnică, fac parte din materiale luminiscente, acoperiri emisive ale tuburilor radio și sunt utilizați la fabricarea sticlei.
Titanatul de stronțiu SrTiO 3 este utilizat la fabricarea antenelor dielectrice, piezoelementelor, condensatoarelor neliniare de dimensiuni mici și ca senzori radiații infraroșii. Preparatele 90 Sr sunt folosite în radioterapie pentru piele și unele boli oculare.
Acțiune fiziologică
Compușii de stronțiu sunt toxici. Dacă intră în organism, este posibilă deteriorarea țesutului osos și a ficatului. Concentrația maximă admisă de stronțiu în apă este de 8 mg/l, în aer pentru hidroxid, azotat și oxid 1 mg/m3, pentru sulfat și fosfat 6 mg/m3.
Probleme 90 Sr
În cazul exploziilor de încărcături nucleare sau din cauza scurgerii de deșeuri radioactive în mediu sosește izotopul radioactiv 90 Sr. Formând hidrocarbonatul Sr(HCO 3) 2, care este foarte solubil în apă, 90 Sr migrează în apă, sol, plante și organisme animale.

Dicţionar enciclopedic . 2009 .

Vedeți ce este „stronțiul” în alte dicționare:

- (lat. nou). Un metal galben deschis, numit după un sat din Scoția, în vecinătatea căruia a fost descoperit pentru prima dată; în combinație cu dioxidul de carbon formează mineralul stronțianit. Dicționar de cuvinte străine incluse în limba rusă.... ... Dicționar de cuvinte străine ale limbii ruse

Tabelul de nuclizi Informații generale Nume, simbol Stronțiu 90, 90Sr Nume alternative Radiostronțiu Neutroni 52 Protoni 38 Proprietăți ale nuclidului Masa atomică 8 ... Wikipedia

STRONŢIU- chimic. element, simbol Sr (lat. Stronțiu), la. n. 38, la. m. 87,62; aparține metalelor alcalino-pământoase, are o culoare alb-argintie, densitate 2630 kg/m3, topitură = 768 °C. Este foarte activ din punct de vedere chimic, deci este rar folosit în forma sa pură. Ei folosesc... Marea Enciclopedie Politehnică

Chim. element II gr. tabel periodic, numărul de ordine 38, la. V. 87, 63; este format din 4 izotopi stabili. Compoziţia izotopică medie a S. obişnuit este următoarea: Sr84 0,56%, Si86 9,86%, Sr87 7,02%, Sr88 82,56%. Unul dintre izotopii C. Sr87... ... Enciclopedie geologică

Celestine Dicționar de sinonime rusești. substantiv stronțiu, număr de sinonime: 5 străin (23) metal ... Dicţionar de sinonime

- (Stronțiu), Sr, element chimic din grupa II a sistemului periodic, număr atomic 38, masă atomică 87,62; metal alcalino-pământos moale. Ca urmare teste nucleare, accidentele la centralele nucleare și deșeurile radioactive intră în mediu... ... Enciclopedie modernă

- (lat. Stronțiu) Sr, un element chimic din grupa II a tabelului periodic, număr atomic 38, greutate atomică 87,62, aparține metalelor alcalino-pământoase. Numit după mineralul strontianit, găsit lângă satul Strontian din Scoția.… … Dicţionar enciclopedic mare- (Stronțiu), Sr, chimic. element din grupa II periodic. sisteme de elemente, la. numărul 38, la. masa 87,62, metal alcalino-pământos. S. natural este un amestec de 84Sr, 86Sr, 88Sr stabil, în care predomină 88Sr (82,58%), iar 84Sr este cel mai mic (0,56%).... ... Enciclopedie fizică

Cu mult înainte de descoperirea stronțiului, compușii săi nedescifrați au fost utilizați în pirotehnică pentru a produce lumini roșii. Și până la mijlocul anilor 40 ai secolului trecut, stronțiul a fost în primul rând metalul artificiilor, distracției și artificiilor. Era atomică ne-a făcut să o privim diferit. În primul rând, ca o amenințare serioasă la adresa întregii vieți de pe Pământ; în al doilea rând, ca material care poate fi foarte util în rezolvarea unor probleme serioase din medicină și tehnologie. Dar mai multe despre asta mai târziu, să începem cu istoria metalului „amuzant”, cu o istorie în care se găsesc numele multor mari oameni de știință.

„Teren” deschis de patru ori

În 1764, un mineral a fost găsit într-o mină de plumb din apropierea satului scoțian Strontian, care a fost numit strontianit. Multă vreme a fost considerat un tip de fluorit CaF 2 sau witherit BaCO 3 , dar în 1790 mineralogii englezi Crawford și Cruickshank au analizat acest mineral și au descoperit că conține un nou „pământ”, iar în limbajul de astăzi, un oxid.

Independent de ei, același mineral a fost studiat de un alt chimist englez, Hop. Ajuns la aceleași rezultate, el a anunțat că stronțianita conține un nou element - metal stronţiu.

Aparent, descoperirea era deja „în aer”, deoarece aproape simultan proeminentul chimist german Klaproth a anunțat descoperirea unui nou „pământ”.

În aceiași ani, celebrul chimist rus, academicianul Toviy Egorovich Lovitz, a găsit și urme de „pământ strontian”. El a fost mult timp interesat de mineralul cunoscut sub numele de spate greu. În acest mineral (compoziția sa este BaSO 4), Karl Scheele a descoperit în 1774 oxidul noului element bariu. Nu știm de ce Lovitz era parțial față de spatele grele; știm doar că omul de știință care a descoperit proprietățile de adsorbție ale cărbunelui și a făcut mult mai mult în domeniul general și chimie organică, au colectat mostre din acest mineral. Dar Lovitz nu a fost doar un colecționar, el a început curând să studieze în mod sistematic spatele grele și în 1792 a ajuns la concluzia că acest mineral conținea o impuritate necunoscută. A reușit să extragă destul de multe din colecția sa - mai mult de 100 g de „pământ” nou și a continuat să-și exploreze proprietățile. Rezultatele studiului au fost publicate în 1795. Lowitz a scris atunci: „Am fost plăcut surprins când am citit... excelentul articol al domnului profesor Klaproth despre pământul strontian, despre care până atunci era o idee foarte neclară. Toate proprietățile sărurilor clorhidrat și nitrat indicate de el în toate punctele coincid perfect cu proprietățile acelorași săruri ale mele. Trebuia doar să verific. Proprietatea remarcabilă a pământului de stronțiu este de a colora flacăra alcoolului într-o culoare roșu carmin și, într-adevăr, sarea mea. posedă pe deplin această proprietate.”

Deci aproape simultan mai mulți cercetători în diferite țări s-a apropiat de descoperirea stronțiului. Dar a fost izolat sub formă elementară abia în 1808.

Remarcabilul om de știință al timpului său, Humphry Davy, a înțeles deja că elementul pământ de stronțiu trebuie să fie aparent un metal alcalino-pământos și l-a obținut prin electroliză, adică, în același mod ca calciul, magneziul și bariul. Pentru a fi mai specific, atunci Primul stronțiu metalic din lume a fost obținut prin electroliza hidroxidului său umezit. Stronțiul eliberat la catod sa combinat instantaneu cu, formând un amalgam. Prin descompunerea amalgamului prin încălzire, Davy a izolat metalul pur.

Acest metal alb, nu grea (densitate 2,6 g/cm3), destul de moale, topindu-se la 770°C. În ceea ce privește proprietățile chimice, este un reprezentant tipic al familiei metalelor alcalino-pământoase. Asemănarea cu calciul, magneziul și bariul este atât de mare încât, în monografii și manuale, proprietățile individuale ale stronțiului, de regulă, nu sunt luate în considerare - sunt analizate folosind exemplul calciului sau magneziului.

Și în zonă aplicatii practice Aceste metale au înlocuit de mai multe ori stronțiul deoarece sunt mai accesibile și mai ieftine. Acest lucru s-a întâmplat, de exemplu, în producția de zahăr. Pe vremuri, un chimist a descoperit că folosind dizaharat de stronțiu (C 12 H 22 O 4 * 2SrO), insolubil în apă, era posibil să se izoleze zahărul din melasă. Atenția pentru stronțiu a crescut imediat și mai mulți oameni au început să-l primească, mai ales în Germania și Anglia. Dar curând, un alt chimist a descoperit că un zaharat de calciu similar era, de asemenea, insolubil. Iar interesul pentru stronțiu a dispărut imediat. Este mai profitabil să folosești calciu ieftin, mai des întâlnit.

Acest lucru nu înseamnă, desigur, că stronțiul și-a „pierdut complet fața”. Există calități care îl disting și îl deosebesc de alte metale alcalino-pământoase. Vă vom spune despre ele mai detaliat.

Lumini roșii din metal cu stronțiu

Acesta este ceea ce academicianul A.E. Fersman a numit stronțiu. Într-adevăr, de îndată ce aruncați un vârf din una dintre sărurile volatile de stronțiu în flacără, flacăra va deveni imediat o culoare roșu carmin strălucitor. Liniile de stronțiu vor apărea în spectrul flăcării.

Să încercăm să înțelegem esența acestei cele mai simple experiențe. Există 38 de electroni în cele cinci învelișuri de electroni ale atomului de stronțiu. Cele trei cochilii cele mai apropiate de miez sunt complet umplute, iar ultimele două au „locuri vacante”. În flacăra arzătorului, electronii sunt excitați termic și, dobândind energie mai mare, se deplasează din partea inferioară. niveluri de energie la cele de sus. Dar o astfel de stare excitată este instabilă, iar electronii revin în poziții mai favorabile. niveluri inferioare, eliberând energie sub formă de cuante de lumină. Un atom (sau ion) de stronțiu emite predominant cuante cu frecvențe care corespund lungimii undelor de lumină roșie și portocalie. De aici culoarea roșu carmin a flăcării.

Această proprietate a sărurilor volatile de stronțiu le-a făcut componente indispensabile ale diferitelor compoziții pirotehnice. Figurile roșii ale artificiilor, luminile roșii ale semnalului și rachetele de iluminat sunt „lucrarea manuală” a stronțiului.

Cel mai adesea, azotatul Sr(NO 3) 2, oxalatul SrC 2 O 4 și carbonatul de stronțiu SrCO 3 sunt utilizați în pirotehnică. Se preferă nitratul de stronțiu: nu numai că colorează flacăra, ci servește și ca oxidant. Când se descompune într-o flacără, eliberează oxigen liber:

Sr(NO3)2 → SrO + N2 + 2,502

Oxidul de stronțiu SrO colorează flacăra doar în roz. Prin urmare, clorul este introdus în compozițiile pirotehnice într-o formă sau alta (de obicei sub formă de compuși organoclorurati), astfel încât excesul său deplasează echilibrul reacției spre dreapta:

2SrO + CI2 → 2SrCl + O2.

Radiația de monoclorură de stronțiu SrCl este mai intensă și mai strălucitoare decât radiația de SrO. Pe lângă aceste componente, compozițiile pirotehnice includ substanțe inflamabile organice și anorganice, al căror scop este de a produce o flacără mare, necolorată.

Există destul de multe rețete pentru lumini roșii. Să dăm două dintre ele ca exemplu. Primul: Sr(NO 3) 2 - 30%, Mg - 40%, rășini - 5%,

hexaclorbenzen - 5%, perclorat de potasiu KClO 4 - 20%. În al doilea rând: clorat de potasiu KClO 3 - 60%, SrC2O 4 - 25%, rășină - 15%. Astfel de compoziții nu sunt dificil de preparat, dar trebuie amintit că orice compoziție pirotehnică, chiar și cele mai dovedite, necesită „manipulare”. Pirotehnica de casă este periculoasă...

Stronțiu, glazură și smalț

Primele glazuri au apărut aproape în zorii producției de ceramică. Se știe că încă în mileniul IV î.Hr. erau folosite pentru acoperirea produselor de lut. Ei au observat că dacă acoperiți ceramica cu o suspensie de nisip măcinat fin, potasiu și cretă în apă, apoi o uscați și o coaceți într-un cuptor, pulberea grosieră de lut va fi acoperită cu o peliculă subțire de substanță sticloasă și va deveni netedă. si stralucitoare. Învelișul sticlos închide porii și face vasul impermeabil la aer și umiditate. Această substanță sticloasă este glazura. Mai târziu, produsele din argilă au început să fie acoperite mai întâi cu vopsele și apoi cu glazură. S-a dovedit că glazura împiedică vopselele să se plictisească și să se estompeze destul de mult timp. Chiar și mai târziu, glazurile au intrat în producția de faianță și porțelan. În prezent, ceramica și metalul, porțelanul și faianța, precum și diverse produse pentru construcții sunt acoperite cu glazură.

Care este rolul stronțiului aici?

Pentru a răspunde la această întrebare, va trebui să ne întoarcem din nou la istorie. Baza glazurilor este formată din diverși oxizi. Glazurele alcaline (potasiu) și plumb sunt cunoscute de mult timp. Primele se bazează pe oxizi de siliciu, metale alcaline (K și Na) și calciu. În al doilea rând, este prezent și oxidul de plumb. Ulterior, glazurile care conțin bor au fost utilizate pe scară largă. Adăugările de plumb și bor conferă glazurilor o strălucire de oglindă și păstrează mai bine vopselele de sub glazură. Cu toate acestea, compușii plumbului sunt otrăvitori, iar borul este rar.

În 1920, American Hill a folosit pentru prima dată o glazură mată, care includea oxizi de stronțiu (sistem Sr-Ca-Zn). Cu toate acestea, acest fapt a trecut neobservat și abia în timpul celui de-al Doilea Război Mondial, când plumbul a devenit deosebit de rar, ei și-au amintit de descoperirea lui Hill. Și s-a revărsat o avalanșă de cercetări: zeci (!) de rețete de glazură cu stronțiu au apărut în diferite țări. De asemenea, s-au încercat înlocuirea stronțiului cu calciu, dar glazurele de calciu s-au dovedit a fi necompetitive.

Glazurele de stronțiu nu sunt doar inofensive, ci și accesibile (carbonatul de stronțiu SrCO 3 este de 3,5 ori mai ieftin decât plumbul roșu). Toate calități pozitive glazurile cu plumb sunt, de asemenea, caracteristice acestora. În plus, produsele acoperite cu astfel de glazuri dobândesc duritate suplimentară, rezistență la căldură și rezistență chimică.

Emailurile - glazurele opace - se prepară și pe bază de oxizi de siliciu și stronțiu. Sunt opace prin adăugarea de oxizi de titan și zinc. Articolele din porțelan, în special vazele, sunt adesea decorate cu glazură trosnita. O astfel de vază pare să fie acoperită cu o rețea de crăpături colorate. Baza tehnologiei „crackle” o constituie diferiții coeficienți de dilatare termică a glazurii și a porțelanului. Porțelanul acoperit cu glazură este ars la o temperatură de 1280-1300°C, apoi temperatura este redusă la 150-220°C și produsul încă nerăcit complet este scufundat într-o soluție de săruri colorante (de exemplu, săruri de cobalt, dacă trebuie să obțineți o plasă neagră). Aceste săruri umplu fisurile rezultate. După aceasta, produsul este uscat și încălzit din nou la 800-850°C - sărurile se topesc în fisuri și le sigilează. Glazura crackle este populară și răspândită în multe țări din întreaga lume. Lucrările de artă decorativă și aplicată realizate în acest mod sunt apreciate de amatori. Rămâne de adăugat că utilizarea glazurilor fără stronțiu oferă un mare efect economic.

Stronțiu radioactiv

O altă trăsătură a stronțiului care îl deosebește clar de metalele alcalino-pământoase este existența izotopului radioactiv stronțiu-90, care îngrijorează de multă vreme biofizicienii, fiziologii, radiobiologii, biochimiții și pur și simplu chimiștii.

Ca rezultat al unei reacții nucleare în lanț, din atomi de plutoniu și uraniu se formează aproximativ 200 de izotopi radioactivi. Majoritatea sunt de scurtă durată. Dar aceleași procese produc și nuclee de stronțiu-90, al căror timp de înjumătățire este de 27,7 ani. Stronțiul-90 este un emițător beta pur. Aceasta înseamnă că emite fluxuri de electroni energetici care acționează asupra tuturor viețuitoarelor la distanțe relativ scurte, dar foarte activ. Stronțiul, ca analog al calciului, este implicat activ în metabolism și, împreună cu calciul, se depune în țesutul osos.

Stronțiul-90, precum și izotopul fiică ytriul-90 format în timpul dezintegrarii sale (cu un timp de înjumătățire de 64 de ore, emite particule beta) afectează țesutul osos și, cel mai important, măduva osoasă, care este deosebit de sensibilă la radiații. Sub influența iradierii, în materia vie apar modificări chimice. Structura și funcțiile normale ale celulelor sunt perturbate. Acest lucru duce la tulburări metabolice grave în țesuturi. Și, ca urmare, dezvoltarea bolilor mortale - cancer de sânge (leucemie) și oase. În plus, radiațiile acționează asupra moleculelor de ADN și, prin urmare, afectează ereditatea. Are un efect dăunător.

Conținut de stronțiu - 90 in corpul uman depinde direct de puterea totală a explodatului arme atomice. Intră în organism prin inhalarea prafului radioactiv generat în timpul exploziei și transportat de vânt pe distanțe lungi. O altă sursă de infecție este apă potabilă, alimente vegetale și lactate. Dar, în ambele cazuri, natura pune obstacole naturale pe calea stronțiului-90 în organism. Doar particulele de până la 5 microni pot pătrunde în cele mai fine structuri ale organelor respiratorii și puține astfel de particule se formează în timpul unei explozii. În al doilea rând, în timpul unei explozii, stronțiul este eliberat sub formă de oxid de SrO, a cărui solubilitate în fluidele corporale este foarte limitată. Trecerea stronțiului prin sistemul alimentar este împiedicată de un factor numit „discriminare între stronțiu și calciu”. Se exprimă prin faptul că, odată cu prezența simultană a calciului și stronțiului, organismul preferă calciul. Raportul Ca:Sr la plante este de două ori mai mare decât în ​​sol. În plus, conținutul de stronțiu din lapte și brânză este de 5-10 ori mai mic decât în ​​iarba folosită pentru hrănirea animalelor.

Cu toate acestea, nu se poate baza în întregime pe acești factori favorabili - ei pot proteja doar împotriva stronțiului-90 într-o oarecare măsură. Nu este o coincidență că până când testarea armelor atomice și cu hidrogen în trei medii a fost interzisă, numărul victimelor de stronțiu a crescut de la an la an. Dar aceleași proprietăți teribile ale stronțiului-90 - atât ionizare puternică, cât și un timp lung de înjumătățire - au fost transformate în beneficiul oamenilor.

Stronțiul radioactiv și-a găsit aplicație ca trasor izotop în studierea cineticii diferitelor procese. Prin această metodă, în experimente cu animale, au stabilit cum se comportă stronțiul într-un organism viu: unde este localizat predominant, cum participă la metabolism și așa mai departe. Același izotop este folosit ca sursă de radiații în radioterapie. Aplicatoarele cu stronțiu-90 sunt utilizate în tratamentul bolilor oculare și ale pielii. Preparatele de stronțiu-90 sunt folosite și în detectoarele de defecte, în dispozitivele de combatere a electricității statice, în unele instrumente de cercetare și în bateriile nucleare. Nu există descoperiri care să fie fundamental dăunătoare - totul este în mâinile cui ajunge descoperirea. Istoria stronțiului radioactiv este o dovadă în acest sens.

Informații generale și modalități de obținere

Stronțiul (Sr) este un metal alb-argintiu. Mineralul care conține stronțiu a fost descoperit în 1787 în Scoția într-o mină de plumb din apropierea satului Strontian și a fost numit stronțianit. În 1790, mineralogiștii scoțieni Crawford și Cruickshank au examinat acest mineral în detaliu și au descoperit un nou „pământ” (oxid) în el. Indiferent de ei, compatriotul lor, chimistul Hop, a stabilit că acest mineral conține un element nou - stronțiul. La aceeași concluzie a ajuns și chimistul german Klaproth. În aceiași ani, celebrul chimist rus Acad. T. E. Lovitz a descoperit urme de stronțiu în spatele grele. Rezultatele cercetărilor sale au fost publicate în 1795. Cu toate acestea, metalul pur a fost izolat abia în 1808 de către Davy. În 1924, Danner (SUA) a obținut stronțiu pur prin reducerea acestuia din oxid cu aluminiu metalic (sau magneziu).

Stronțiul metalului este în prezent produs în principal prin metoda aluminotermă. Oxidul de stronțiu se amestecă cu pulbere de aluminiu, se brichetă și se introduce într-un cuptor electric cu vid (vid 1,333 Pa), unde metalul este redus la 1100-1150 °C.

Stronțiul este produs în conformitate cu TsMTU 4764-56 din trei grade (Ch, ChDA și Chh) sub formă de bare și cristale (druze).

Sărurile și compușii de stronțiu sunt toxice (provoacă paralizie și afectează vederea). Când lucrați cu ele, ar trebui să respectați reglementările de siguranță pentru sărurile metalelor alcaline și alcalino-pământoase.

Proprietăți fizice

Caracteristici atomice. Numărul atomic 38, masa atomică 87,62 a. e. m, volum atomic 33,7 * 10 -6 m 3 /mol, rază atomică 0,215 nm, rază ionică 0,127 nm. Potenţiale de ionizare J (eV): 5,692; 11,026; 43.6. Electronegativitate 1.0. Stronțiul are un g.c. rețea (a - Sr) cu o perioadă a = 0,6085 nm, energia rețelei cristaline 164,3 μJ/kmol, număr de coordonare 12, distanță interatomică 4,30 nm. La o temperatură de 488 K are loc transformarea a-6. 6-stronțiul are o rețea hexagonală cu perioade a = 0,432 nm, c - = 0,706 nm, c/a = 1,64. La 605 °C are loc transformarea polimorfă 6->-y. Configuratie electronica stratul exterior 5 s 2. Stronțiul natural este format din patru izotopi stabili: 84 Sr (0,58%), 86 Sr (9,88%), 87 Sr (7,2%). 88 Sr (82,58%). S-au obținut și 14 izotopi instabili artificiali Izotopul radioactiv 90 Sr cu un timp de înjumătățire de 27,7 ani se formează în timpul reacțiilor nucleare (fisiunea uraniului). Secțiunea transversală efectivă pentru captarea neutronilor termici este de 1,21*10 -28 m 2 . Funcția de lucru a electronilor φ=2,35 eV, pentru un singur cristal (100) φ=2,43 eV.

Densitatea p la 273 K este de 2,630 Mg/m3.

Susceptibilitate magnetică la o temperatură de 293 K x = +1,05-10^9.

Proprietăți chimice

Potențialul normal al electrodului reacției este Sr -2 e =?* Sr ​​​​2 + cp 0 = 2,89 V. Stare de oxidare +2.

Stronțiul este un element foarte activ, se oxidează rapid în aer, eliberând cantitate mare căldură, descompune puternic apa. Interacționează cu hidrogenul la temperaturi ridicate de 300-400°C, formând hidrura SrH 2 cu un punct de topire de 650°C. Cu oxigenul formează oxid (II) SrO cu un punct de topire de 2430 ° C, la 500 ° C și o presiune de 15 MPa - oxid (IV) Sr 0 2. Reacționează cu azotul la 380-400 °C și dă compusul Sr 3 N 2.

Când este încălzit, stronțiul interacționează ușor cu halogenii, formând sărurile corespunzătoare: clorură de SrCl 2 cu un punct de topire de 872 ° C, bromură de SrBr 2 cu un punct de topire de 643 ° C, fluorură de SrF 2 cu un punct de topire de 1190 ° C, Srl 2 iodură. Cu carbon formează carbură de stronțiu SrC 2, cu fosfor - fosfură de stronțiu SrP 2, cu sulf la încălzire - sulfuri.

Reacţionează slab cu acizii azotic şi sulfuric concentraţi, iar energic cu cei diluaţi; cu alcalii - reactioneaza si NaOH, KOH (concentrat si diluat).

Formează soluții solide și compuși metalici cu metalele

niya În stare lichidă, se amestecă cu elemente ale subgrupurilor PA, PV - VB (Be, Mg, Zn, Cd, Hg, Al, Ga, In, TI, Sn, Pb, Sb, Bi, As). Cu multe dintre ele forme conexiuni metalice(Al, Mg, Zn, Sn, Pb etc.). Oferă sisteme nemiscibile cu unele metale de tranziție și nobile. Majoritatea metalelor din grupa platinei sunt caracterizate prin formarea de faze de tip Laves cu stronțiu. Cu elemente ale subgrupului P1B formează faze de tip AB 4. Echivalent electrochimic 0,45404 mg/C.

Proprietăți tehnologice

Stronțiul este un metal maleabil și ductil. Poate fi forjat într-o foaie subțire și presat la 230 °C în sârmă.

Aplicații

Stronțiul metal și compușii săi sunt utilizați în industrie. Introducerea acestui element și a compușilor săi în oțel și fontă ajută la îmbunătățirea calității acestora. Există informații despre utilizarea stronțiului pentru dezoxidarea și rafinarea cuprului; aceasta crește și duritatea. Introducerea a 0,1% Sr în titan și aliajele sale crește rezistența la impact; stronțiul crește ductilitatea magneziului și a aliajelor sale și are un efect pozitiv asupra proprietăților aliajelor de aluminiu.

Compușii de stronțiu sunt utilizați în pirotehnică, în tehnologia vacuumului electric (absorbant de gaz), în electronică radio (pentru fabricarea fotocelulelor). Stronțiul este o componentă a catozilor de oxizi utilizați în tuburi catodice, lămpi pentru microunde etc.

În fabricarea sticlei, stronțiul este folosit pentru a produce ochelari optici speciali; crește stabilitatea chimică și termică a sticlei și indicele de refracție. Astfel, sticla care conține 9 °, "0 SrO, are rezistență mare la abraziune și elasticitate mare și este ușor susceptibilă la prelucrare(răsucire, prelucrare în fire și țesături). Țara noastră a dezvoltat o tehnologie pentru producerea sticlei care conține stronțiu fără bor. Această sticlă are rezistență chimică ridicată, rezistență și proprietăți electrice. A fost stabilită capacitatea ochelarilor de stronțiu de a absorbi radiațiile X de la tuburile de televiziune color, precum și de a îmbunătăți rezistența la radiații. Fluorura de stronțiu este utilizată pentru a produce lasere și ceramică optică. Hidroxidul de stronțiu este utilizat în industria petrolului pentru producerea de uleiuri lubrifiante cu rezistență crescută la oxidare, iar în industria alimentară pentru tratarea deșeurilor producția de zahărîn scopul extracției suplimentare de zahăr. Compușii de stronțiu sunt de asemenea incluși în emailuri, glazuri și ceramică. Sunt utilizați pe scară largă în industria chimică ca umpluturi cu rășini, stabilizatori plastici, precum și pentru purificarea sodei caustice din fier și mangan, ca catalizatori în sinteza organică și în cracarea petrolului etc. .