Strontiumin historia, rakenne, ominaisuudet, reaktiot ja käyttötarkoitukset

Hän strontium Se on emäksinen metalli, jonka kemiallinen symboli on SR. Vasta leikattu on valkoista hopealla kirkkaudella, mutta kun se altistetaan ilmalle, se hapettaa ja saa kellertävän värin. Tästä syystä se on suojattava happelta varastoinnin aikana.

Strontium uutetaan sen suonista celestiitti- tai Celestina -mineraalien muodossa (SRSO₄) ja strontianite (SRCO₃-A. Celestita on kuitenkin tärkein tapa, jolla strontiumin kaivostoiminnan hyödyntäminen on sen talletuksia sedimenttimaalla ja yhdessä rikin kanssa.

Metallinen strontiuminäyte, joka on suojattu argonilmosfäärillä. Lähde: Strontium Unter Argon Schutzgas Atmosphäre.JPG Matthias Zepperderivatiivityö: MaterialScientist [Pubsuin -verkkotunnus]

Celestita esitetään rombisten kiteiden muodossa, se on yleensä väritön, lasimainen ja läpinäkyvä. Vaikka strontium uutetaan tällä tavalla, se on muutettava vastaavaksi karbonaatiksi, josta se lopulta vähenee.

Vuonna 1790 Strontium tunnistettiin uudeksi elementiksi Adair Crawfordille ja William Cruickshankille, mineraalissa pääkaivoksesta, lähellä Argyll, Escosia. Strontium eristi vuonna 1807 Humphry Davy, elektrolyysin avulla.

Strontium on muokattava, pallokeinen metalli ja hyvä sähköjohdin; Mutta sillä on vähän teollista ja kaupallista käyttöä. Yksi sen sovelluksista on seosten muodostuminen alumiinilla ja magnesiumilla, mikä parantaa näiden metallien hallintaa ja juoksevuutta.

Jaksollisessa taulukossa strontium sijaitsee ryhmässä 2 kalsiumin ja bariumin välillä, jotka havaitsivat, että joillakin sen fysikaalisista ominaisuuksista, kuten tiheydestä, fuusiopisteestä ja kovuudesta, on väliarvot suhteessa kalsiumin ja bariumin esitettyihin arvoihin.

Strontium esitetään luonteeltaan neljänä stabiilina isotooppina: ⁸⁸SR 82,6 %: n runsaudella; hän ⁸⁶SR, 9,9 %: n runsaus; hän ⁸⁷SR, 7,0 %: n runsaudella; ja ⁸⁴SR, 0,56 %: n runsaasti.

⁹⁰SR on radioaktiivinen isotooppi, joka muodostaa radioaktiivisen sateen haitallisimman komponentin, ydinreaktorien ydinräjähdyksien ja vuotojen tuotetta, koska kalsiumin ja strontiumin samankaltaisuuden vuoksi isotooppi sisällytetään luihin, tuottaen luusyöpää ja leukemiaa.

[TOC]

Historia

Skotlannin Argyllissä sijaitsevan Stonian kaupungin lähellä sijaitsevan pääkaivoksen mineraali tutkittiin. Alun perin se tunnistettiin tyyppiseksi bariumkarbonaatille. Mutta Adair Crawford ja William Cruickshank huomasivat vuonna 1789, että tutkittu aine oli toinen kyseenalainen.

Kemisti Thomas Charles Hope nimitti uuden mineraalin vastaavaksi polttariksi.

Vuonna 1790 Crawford ja Cruickshank toivat tutkitun aineen ja havaitsivat, että liekki oli Crimson Red, erilainen kuin tähän mennessä havaittu liekit tunnetuissa elementeissä. He päättelivät, että he olivat uuden elementin edessä.

Vuonna 1808 Sir William Humphry Davy aloitti elektrolyysin kostealle hydroksidiseokselle tai venytyskloridille elohopeaoksidilla, elohopeakatodia käyttämällä. Sitten muodostetun amalgaamin elohopea haihdutettiin, strontium oli vapaa.

Davy kutsui eristettyä elementtiä sontoniumiksi (strontium).

Strontiumin rakenne ja elektroninen kokoonpano

Metallinen strontium kiteytyy huoneenlämpötilassa kuutiorakenteessa, joka on keskittynyt kasvoihin (FCC).

Tässä rakenteessa SR -atomit sijaitsevat kärjissä ja yksikkösolun kuutiossa. Se on suhteellisen tiheämpi kuin muilla rakenteilla (kuten kuutio tai BCC), sillä siinä on yhteensä neljä SR -atomia.

SR -atomit pysyvät yhtenäisinä metallisen linkin ansiosta, heidän Valencian atomien kiertoradan päällekkäisyyden ansiosta kaikkiin suuntiin lasin sisällä. Tämä kiertorata on 5S, jolla on kaksi elektronia elektronisen kokoonpanon mukaan:

[KR] 5s²

Ja niin, 5S -yhtye on peräisin, ja 5p -ajobändi (bänditeoria).

Muiden metallifaasien suhteen bibliografista tietoa ei ole liikaa, vaikkakin on varmaa, että niiden kiteet kärsivät muutoksista, kun niihin kohdistuu korkeita painetta.

Hapetusluvut

Strontiumilla, kuten muilla metalleilla, on suuri taipumus menettää valenssielektronit; Nämä ovat kaksi kiertoradan elektronia 5s. Siten SR -atomeista tulee kaksiarvoisia kationeja SR²⁺ (M²⁺, Kuten muu alkalinottimet metallit), isolektroniikka jalokaasulle Kripton. Sitten sanotaan, että strontiumilla on +2 hapettumisnumero.

Voi palvella sinua: etanamidi: rakenne, ominaisuudet, käytöt, vaikutukset

Kun katoaa kaksi elektronia, se menettää vain yhden, kationi muodostuu⁺; Ja siksi sen hapettumisnumero on +1. Herra⁺ Se on harvinaista strontiumista johdettuissa yhdisteissä.

Ominaisuudet

Ulkomuoto

Sileä valkoinen metallisella kiiltolla, jolla on pieni keltainen väriaine.

Moolimassa

87,62 g/mol.

Sulamispiste

777 ºC.

Kiehumispiste

1.377 ºC.

Tiheys

-Ympäristön lämpötila: 2,64 g/cm³

-Nestemäinen tila (sulamispiste): 2 375 g/cm³

Liukoisuus

Alkoholi- ja happoliukoinen. Se ei ole vesiliukoinen, koska se reagoi voimakkaasti sen kanssa.

Sulamislämpö

7,43 kJ/mol.

Höyrystyslämpö

141 kJ/mol.

Lämpömolaarinen kapasiteetti

26,4 J/(mol · k).

Elektronegatiivisuus

0.95 Pauling -asteikolla.

Ionisaatioenergia

Ionisaation ensimmäinen taso: 549,5 kJ/mol.

Ionisaation toinen taso: 1.064,2 kJ/mol.

Kolmas ionisaation taso: 4.138 kJ/mol.

Atomiradio

Empiirinen 215 pm.

Radiokovalenttinen

195 ± 22 PM.

Lämpölaajeneminen

22,5 um/(m · k) 25 ° C: ssa.

Lämmönjohtokyky

35,4 w/(m · k).

Sähkövastus

132 nω · m 20 ºC: ssa.

Kovuus

1.5 MOHS -asteikolla.

Palopotentiaali

Strontium Kun se on hienosti jaettu, palaa spontaanisti ilmassa. Lisäksi se poltetaan, kun se lämmitetään sulamispisteen yläpuolella, ja se voi muodostaa räjähdysvaaran, kun se altistetaan liekin lämmölle.

Säilytys-

Strontiumhapetuksen välttämiseksi on suositeltavaa pelastaa se upotettuna petreeniin tai bensiiniin. Strontium tulisi varastoida tuoreessa ja hyvin tuuletetussa paikassa, kaukana orgaanisesta materiaalista ja muista helposti hapettuvista materiaaleista.

Nimikkeistö

Koska hapettumisnumero +1 ei ole niin yleinen, oletetaan, että Strontium -yhdisteiden ympärillä on vain +2, nimikkeistön yksinkertaistamiseksi. Siksi varastossa nimikkeistössä (ii) jätetään huomioimatta nimien lopussa; Ja perinteisessä nimikkeistössä ne päättyvät aina jälkiliitteeseen -cossa.

Esimerkiksi SRO on tahra- tai oksidioksidi, vastaavasti varastossa olevien ja perinteisten nimikkeiden mukaan.

Muodot

Suuren reaktiivisuutensa vuoksi metallistrontiumia ei ole luonnossa eristetty. Sitä voidaan kuitenkin löytää sen alkuaineesta, joka on suojattu happelta, upottamalla petreeniin tai inerttien kaasujen ilmakehään (kuten jalokaasut).

Se muodostaa myös seoksia, joissa on alumiini ja magnesium, samoin kuin aggregaatti tinalle ja lyijy seokselle. Strontium on ionisessa muodossa (SR²⁺) liuennut lattiaan tai meriveteen jne.

Siksi strontiumista puhuminen viittaa SR -kationeihin²⁺ (Ja alhaisemmassa asteessa SR⁺-A.

Se voi myös olla vuorovaikutuksessa ionisessa muodossa muiden elementtien kanssa suolojen tai muiden kemiallisten yhdisteiden muodostamiseksi; kuten kloridi, karbonaatti, sulfaatti, strontiumsulfidi jne.

Strontium on pohjimmiltaan kahdessa mineraalissa: Celestita tai Celestiina (SRSO₄) Ja strontita (SRCO₃-A. Celestita on tärkein Larice -louhinnan lähde.

Strontiumilla on 4 luonnollista isotooppia, joista on suurempi ⁸⁸Herra. Ydinreaktoreissa on myös lukuisia radioaktiivisia isotooppeja, jotka on tuotettu keinotekoisesti.

Biologinen paperi

Strontiumin biologista toimintaa selkärankaisilla ei tunneta. Kalsiumin samankaltaisuuden vuoksi se voi korvata sen luukudoksissa; eli SR²⁺Siirtää CA: n²⁺. Mutta strontiumin ja kalsiumin välisessä luussa löydetty osuus on välillä 1/1.000 ja 1/2.000; eli erittäin matala.

Siksi strontiumin ei pitäisi suorittaa luonnollista biologista toimintaa luissa.

Strontium -ranselaattia on käytetty osteoporoosin hoidossa, koska se tuottaa luiden kovettumisen; Mutta joka tapauksessa tämä on terapeuttinen toiminta.

Yksi harvoista esimerkeistä stronciumin biologisesta toiminnasta on esitetty acanthareassa, radioyhteydessä, jolla on luuranko strontiumin läsnäolon kanssa.

Missä on ja tuotanto

Celestita Crystal, strontiumin mineraloginen kirjasin. Lähde: Aram Disan (käyttäjä: Aramgutang) [julkinen verkkotunnus]

Strontium on noin 0,034 % kaikista muurahaisista kivistä. Kuitenkin vain kaksi mineraalia: Celestita tai Celestiina, löytyy talletuksista, joilla on tärkeä strontiumpitoisuus.

Kahdesta tärkeästä stroncium -mineraalista vain celestiitti on riittävän määrän sedimenttisissä kerrostumissa, mikä mahdollistaa tilojen luomisen strontiumin purkamisen.

Voi palvella sinua: Rosario -kylmäaine

Strenation on hyödyllisempi kuin Celestita, koska suurin osa strontiumista tuotetaan strontiumkarbonaatin muodossa; Mutta vain joitain talletuksia on löydetty, jotka sallivat kestävän kaivostoiminnan hyväksikäytön.

Strontiumpitoisuus merivedessä on välillä 82 - 90 umol/L, paljon pienempi pitoisuus kuin kalsium, välillä 9,6 - 11 mmol/L.

Lähes kaikki kaivostoiminnan hyödyntäminen perustuu celestiitin kenttiin, koska strontianiittilaskimot ovat niukasti ja kannattavia niiden uuttamiseksi. Tästä huolimatta strontium tuotetaan enimmäkseen strontiumkarbonaatin muodossa.

Pidgeon -menetelmä

Celestita poltetaan hiilen läsnä ollessa strontiumsulfaatin muuttamiseksi strontiumsulfidiksi. Toisessa vaiheessa tumma materiaali, joka sisältää strontiumsulfidia, liukenee veteen ja suodattimet.

Sitten strontiumsulfidiliuos käsitellään hiilidioksidilla strontiumkarbonaatin saostumisen tuottamiseksi.

Strontium voidaan eristää Pidgeon -menetelmän variantilla. Strontiumioksidin ja alumiinin reaktio tuotetaan tyhjiössä, jossa strontium muunnetaan kaasuksi ja kuljetetaan tuotantokierron läpi kondensaattoriksi, missä se saostuu kiinteänä.

Elektrolyysi

Strontium voidaan saada tankojen muodossa kosketuskatodin elektrolyysimenetelmän avulla. Tässä toimenpiteessä katodina toimiva jäähdytetty rautapalkki joutuu kosketukseen kaliumkloridin ja strontiumkloridin sulan seoksen pinnan kanssa.

Kun strontium jähmettyy katodiin (rautapalkki), tanko nousee.

Reaktiot

Kalsogeenien ja halogeenien kanssa

Strontium on aktiivisesti pelkistävä metalli ja reagoi halogeenien, hapen ja rikin kanssa halogenidien, oksidien ja sulfidin tuottamiseksi, vastaavasti. Strontium on hopeametalli, mutta hapettunut muodostuva strontiumioksidi, kun se altistetaan ilmalle:

Herra (t) +1/2₂(g) => sro (s)

Oksidi muodostaa tumman kerroksen metallin pinnalle. Vaikka hänen reaktionsa kloorin ja rikin kanssa ovat seuraavat:

Herra (S)+ Cl₂(g) => srcl₂(S)

MR (s) + s (l) => srs (s)

Strontium reagoi sulan rikin kanssa.

Ilmassa

Voidaan yhdistää happea strontiumperoksidin muodostamiseksi; Mutta se vaatii sen muodostumista korkean happipaineen muodostumiseen. Se voi myös reagoida typen kanssa tuottamaan litran nitridiä:

3sr (s) + n₂(g) => sr₃N₂(S)

Lämpötilan on kuitenkin oltava suurempi kuin 380 ° C, niin että reaktio tapahtuu.

Vedellä

Strontium voi reagoida väkivaltaisesti veden kanssa strontiumhydroksidin, SR (OH) muodostamiseksi₂ ja vetykaasu. Strontiumin ja veden välisessä reaktiossa ei ole väkivaltaa, jota havaitaan alkalisen ja vesimetallien välisessä reaktiossa, samoin kuin bariumin tapauksessa havaittu.

Hapolla ja vedulla

Strontium voi reagoida rikkihapon ja typpihapon kanssa vastaavasti, sulfaatin ja strontiumnitraatin kanssa. Se yhdistyy myös vedyn kanssa strontiumhydridin aiheuttamiseksi.

Strontiumilla, kuten muilla jaksollisen taulukon lohkojen raskailla elementeillä, on laaja koordinaatioluku; kuten 2, 3, 4, 22 ja 24, havaittu yhdisteissä, kuten SRCD_yksitoista ja srzn₁₃, Esimerkiksi.

Sovellukset

- Perusstrontium

Seokset

Sitä käytetään eutektisenä modifikaattorina al-ag-seoksen vastus- ja ulottuvuuden parantamiseksi. Sitä käytetään inokulanttina pallokadun raudan sulattamisessa grafiitin muodostumisen hallitsemiseksi. Sitä lisätään myös tina- ja lyijy seoksiin kovuuden ja ulottuvuuden lisäämiseksi.

Lisäksi sitä käytetään kuparin ja pronssin deoksidanttina. Pieni määrä strontiumia lisätään sulaan alumiiniin metallivaleneen Mel: n optimoimiseksi.

Se on seosan agentti alumiinille tai magnesiumille, jota käytetään moottorilohkojen ja pyörien valinnoissa. Strontium parantaa sen metallin hallintaa ja sujuvuutta, johon se liittyy seokseen.

Voi palvella sinua: Sameus: yksiköt, menetelmät, esimerkit

Isotoopit

Haitallisista toimista huolimatta ⁹⁰SR: tä käytetään termoelektrisenä generaattorina käyttämällä säteilyn kalorienergiaa pitkän aikavälin sähkön tuottamiseksi, levittämällä avaruusajoneuvoja, etätutkimusasemia ja navigointipoiloissa.

Hän ⁸⁹SR: tä on käytetty luusyövän hoidossa käyttämällä sen β -tyyppistä radioaktiivista emissiota kasvainsolujen tuhoamiseen.

Strontium -atomia on käytetty ajan mittausjärjestelmän luomiseen, joka tuskin viivästyy sekunnin välein 200 miljoonan vuoden välein. Mikä tekee siitä tarkimman kellon.

- Yhdisteet

Karbonaatti

Ferritas ja magneetit

Strontiumkarbonaatti (SRCO₃) reagoi rautaoksidin kanssa (usko₂JOMPIKUMPI₃) Lämpötilassa 1.000 ja 1.300 ºC, strontiumferriitin muodostamiseksi. Tällä Ferritas -perheellä on yleinen SRFE -kaava_xJOMPIKUMPI₄.

Keraamiset magneetit on valmistettu ferritasista, ja niitä käytetään useissa sovelluksissa. Heidän joukossaan: Kaiuttimien kehittäminen, moottorin tuulilasinpuhdistusaineet ja lasten lelut.

Strontiumkarbonaattia käytetään myös televisio -näytöissä ja visualisointiyksiköissä.

Lasi

Nestemäisen kideseulan (LCD) lasinomistuksen parantamisen lisäksi sitä käytetään myös ruokia keramiikan emalissa, vahvistaen sen vastustuskykyä naarmuuntumiselle ja kuplien muodostuminen kypsennyksen aikana.

Sitä käytetään käyttökelpoisen lasin tuotannossa optiikassa, lasitavaroissa ja valaistuksessa. Se on myös osa lasikuitu- ja laboratorio- ja farmaseuttista lasia, koska se lisää kovuutta ja raaputuskestävyyttä sekä sen kirkkautta.

Metalli- ja suolatuotanto

Sitä käytetään suuren puhtauden sinkin saamisessa, koska se myötävaikuttaa lyijypäähän. Apua strontiumikromaatin, yhdisteen, jota käytetään korroosion estäjänä tulostusmaalissa.

Jätevedet ja fosforoivat lamput

Sitä käytetään jäteveden hoidossa sulfaatin eliminointia varten. Lisäksi sitä käytetään ortofosforihapon tuotannossa, jota käytetään fluoresoivien lamppujen kehittämisessä.

Pyrotekniikka

Strontiumkarbonaattia, kuten muutkin strontiumsuolat, käytetään ilotulitusvälineissä purppuran punaisen värin aikaansaamiseksi. Väritys, jota käytetään myös strontiumin havaitsemiskokeissa.

Hydroksidi

Sitä käytetään juurikkaan sokerin uuttamisessa, koska strontiumhydroksidi yhdistetään sokeriin kompleksin sakkaridin aiheuttamiseksi. Kompleksi voidaan erottaa hiilidioksidin vaikutuksesta, jättäen sokeritön. Sitä käytetään myös muovin stabiloinnissa.

Oksidi

Se on läsnä lasissa, jota he käyttävät television kuvaputken valmistuksessa, tämä sovellus alkaa vuonna 1970. Väri -televisiot, samoin kuin muut katodisateet sisältävät laitteet, pakotetaan käyttämään strontiumia etulevyllä pysäyttääksesi x -rajat.

Nämä televisiot ovat jo käytöstä, koska katodiputket on korvattu muilla laitteilla, joten strontiumyhdisteiden käyttöä ei vaadita.

Toisaalta strontiumioksidia käytetään parantamaan keraamisten emalien laatua.

Kloridi

Strontiumkloridia käytetään joissakin hammaspastauksissa herkille hampaisille ja ilotulitusten laatimisessa. Lisäksi sitä käytetään rajoitetulla tavalla ei -toivottujen kaasujen poistamiseen pölynenastioissa.

Ranelato

Sitä käytetään osteoporoosin hoidossa, koska se lisää luutiheyttä ja vähentää murtumien esiintyvyyttä. Paikallisesti sovellettu, estää aistien ärsytystä. Sen käyttö on kuitenkin vähentynyt, koska on todisteita siitä, että sydän- ja verisuonisairauksien esiintyvyys kasvaa.

Muinoi

Sitä käytetään dopontina elektroniikkateollisuudessa. Sitä käytetään usein myös tiettyjen lelujen loistamiseen pimeässä, koska se on kemiallisesti ja biologisesti inerttiyhdiste.

Viitteet

1. Shiver & Atkins. (2008). Epäorgaaninen kemia. (Neljäs painos). MC Graw Hill.
2. Wikipedia. (2019). Stonium. Haettu: vuonna.Wikipedia.org
3. Timothy p. Hanusa. (2019). Stonium. Encyclopædia britannica. Toipunut: Britannica.com
4. Kansallinen bioteknologiatietojen keskus. (2019). Stonium. Pubchem -tietokanta. CID = 5359327. Toipunut: Pubchem.NCBI.Nlm.NIH.Hallitus
5. Traci Pedersen. (20. toukokuuta 2013). Tosiasiat ovat stantoniumia. Toipunut: LivesCience.com
6. DR. Doug Stewart. (2019). Sontonium -elementti tosiasiat. Toipunut: Chemicool.com
7. Helmestine, Anne Marie, PH.D -d. (3. heinäkuuta 2019). Sontonium tosiasiat (atominumero 38 tai SR). Toipunut: Admingco.com
8. Lentech b.V. (2019). Stonium. Toipunut: lentech.com