Stront jest pierwiastkiem głównej podgrupy drugiej grupy, piątego okresu układu okresowego pierwiastków chemicznych D. I. Mendelejewa, o liczbie atomowej 38. Oznaczony jest symbolem Sr (łac. stront). Prosta substancja stront (numer CAS: 7440-24-6) jest miękkim, ciągliwym i ciągliwym srebrnobiałym metalem ziem alkalicznych. Ma wysoką aktywność chemiczną, w powietrzu szybko reaguje z wilgocią i tlenem, pokrywając się żółtym filmem tlenkowym.
Nowy pierwiastek odkryto w minerale strontianicie, znalezionym w 1764 r. w kopalni ołowiu w pobliżu szkockiej wioski Stronshian, od której później nowy pierwiastek został nazwany. Obecność nowego tlenku metalu w tym minerale ustalili w 1787 roku William Cruikshank i Ader Crawford. Wyizolowany w najczystszej postaci przez Sir Humphry'ego Davy'ego w 1808 roku.
Istnieją 3 sposoby na pozyskiwanie metalicznego strontu:
1. rozkład termiczny niektórych związków
2. elektroliza
3. redukcja tlenku lub chlorku
Główną przemysłową metodą otrzymywania metalicznego strontu jest termiczna redukcja jego tlenku glinem. Ponadto powstały stront jest oczyszczany przez sublimację.
Elektrolityczne wytwarzanie strontu przez elektrolizę stopionej mieszaniny SrCl2 i NaCl nie jest szeroko rozpowszechnione ze względu na niską wydajność prądową i zanieczyszczenie strontu zanieczyszczeniami.
Podczas rozkładu termicznego wodorku lub azotku strontu powstaje drobno zdyspergowany stront, który ma skłonność do łatwego zapłonu.
Stront w swoich związkach zawsze wykazuje wartościowość +2. Według właściwości stront jest zbliżony do wapnia i baru, zajmując między nimi pozycję pośrednią.
W elektrochemicznej serii napięć stront należy do najbardziej aktywnych metali (jego normalny potencjał elektrody wynosi -2,89 V). Reaguje energicznie z wodą tworząc wodorotlenek:
Sr + 2H 2 O \u003d Sr (OH) 2 + H 2
Współdziała z kwasami, wypiera metale ciężkie z ich soli. Ze stężonymi kwasami (H 2 SO 4 , HNO 3) reaguje słabo.
Metaliczny stront szybko utlenia się w powietrzu, tworząc żółtawy film, w którym oprócz tlenku SrO zawsze obecny jest nadtlenek SrO 2 i azotek Sr 3 N 2 . Podgrzany w powietrzu zapala się, sproszkowany stront w powietrzu ma skłonność do samozapłonu.
Energicznie reaguje z niemetalami - siarką, fosforem, halogenami. Oddziałuje z wodorem (powyżej 200°C), azotem (powyżej 400°C). Praktycznie nie reaguje z alkaliami.
Na wysokie temperatury reaguje z CO 2 tworząc węglik:
5Sr + 2CO2 = SrC2 + 4SrO
Łatwo rozpuszczalne sole strontu z anionami Cl - , I - , NO 3 - . Sole z anionami F -, SO 4 2-, CO 3 2-, PO 4 3- są słabo rozpuszczalne.
Stront
STRONT-I; m.[łac. stront] pierwiastek chemiczny (Sr), lekki, srebrzystobiały metal, którego radioaktywne izotopy są używane w testy nuklearne oraz w technologii.
◁ Stront, th, th.
stront(łac. stront), pierwiastek chemiczny z grupy II układ okresowy, odnosi się do metali ziem alkalicznych. Nazwa pochodzi od minerału strontianitu znalezionego w pobliżu wsi Strontian w Szkocji. Srebrno-biały metal; gęstość 2,63 g/cm3, t pl 768°C. Jest bardzo aktywny chemicznie, dlatego sam metal jest mało używany (w wytopie miedzi i brązu do ich oczyszczania, w technologii elektropróżniowej jako getter), sól jest wykorzystywana do produkcji farb, kompozycji świecących, glazur i emalii. SrTiO 3 jest ferroelektrykiem. W wybuchach nuklearnych reaktor nuklearny powstaje izotop promieniotwórczy 90 Sr (okres półtrwania 29,1 lat), który w przypadku przedostania się do środowiska naturalnego stanowi duże zagrożenie dla człowieka.
STRONTSTRONTIUM (łac. Strontium, ze wsi Srtrontian w Szkocji, w pobliżu której został znaleziony), pierwiastek chemiczny o liczbie atomowej 38, masa atomowa 87,62. Symbolem chemicznym jest Sr, co oznacza „stront”. Znajduje się w V okresie w grupie IIA układu okresowego pierwiastków. metali ziem alkalicznych. Naturalny stront składa się z czterech stabilnych izotopów o liczbach masowych 84 (0,56% masy), 86 (9,86%), 87 (7,02%) i 88 (82,56%).
Konfiguracja zewnętrznej warstwy elektronowej 5 s 2
. Stopień utlenienia wynosi +2 (wartościowość II). Promień atomu wynosi 0,215 nm, promień jonu Sr 2+ wynosi 0,132 nm (liczba koordynacyjna 6). Energie jonizacji sekwencyjnej wynoszą 5,6941 i 11,0302 eV. Elektroujemność według Paulinga (cm. PAULING Linus) 1,0.
Stront to miękki srebrzystobiały stosunkowo lekki metal.
Historia odkryć
W 1764 r. w kopalni ołowiu odkryto nowy minerał strontianit. W 1890 r. Anglik A. Crawford i jednocześnie Anglik T. Hope, niemiecki chemik M. Klaproth (cm. KLAPROT Martin Heinrich) i rosyjski akademik T. E. Lovitz (cm. LOVITS Tovy Egorovich) tlenek nowego pierwiastka został wyizolowany ze strontianitu. W 1808 r. angielski chemik G. Davy uzyskał amalgamat strontu. (cm. DEVI Humphrey).
Rozpowszechnienie w przyrodzie
Treść w skorupa Ziemska 0,034% wagowych. Nie występuje w postaci wolnej. Najważniejsze minerały: strontianit (cm. strontianit) i celestyna (cm. CELESTYNA) SrSO4. Jako zanieczyszczenie jest zawarty w minerałach wapnia, na przykład w fluoroapatycie 3Ca 3 (PO 4) 2 CaF 2.
Paragon fiskalny
Główne źródło surowców do produkcji strontu i jego związków - celestyna SrSO 4 - jest najpierw redukowane węglem przy silnym ogrzewaniu:
SrSO 4 + 4C \u003d SrS + 4CO
Następnie siarczek strontu SrS z kwasem solnym (cm. KWAS CHLOROWODOROWY) przekształcony w SrCl2 i odwodniony. Aby otrzymać Sr, jego chlorek jest redukowany magnezem. (cm. MAGNEZ) w atmosferze wodoru:
SrCl2 + Mg = MgCl2 + Sr
Stront otrzymuje się również poprzez redukcję SrO aluminium (cm. ALUMINIUM), krzem (cm. KRZEM) lub żelazokrzem:
4SrO + 2Al = 3Sr + SrAl 2 O 4
Fizyczne i chemiczne właściwości
Stront to miękki, srebrzystobiały metal, który występuje w trzech formach. Do 231°C modyfikacja a z sześcienną siatką centrowaną typu Cu jest stabilna, a= 0,6085 nm. W 231-623°C - b-modyfikacja z heksagonalną siatką, w 623°C do temperatury topnienia (768°C) - g-modyfikacja z sześcienną siatką centralną. Temperatura wrzenia 1390°C, gęstość 2,63 kg/dm 3 . Stront jest plastycznym, ciągliwym metalem.
Stront jest bardzo aktywny chemicznie. Potencjał elektrody standardowej Sr 2+ /Sr - 2,89 V.
Na temperatura pokojowa w powietrzu stront pokryty jest warstwą tlenku SrO i nadtlenku SrO2. Zapala się po podgrzaniu w powietrzu. współdziałanie z halogenami, (cm. HALOGENY) tworzy halogenki SrCl 2 i SrBr 2 . Po podgrzaniu do 300-400°C reaguje z wodorem (cm. WODÓR), tworząc wodorek SrH 2 . Ogrzewając stront w atmosferze CO 2 otrzymuje się:
5Sr + 2CO2 = SrC2 + 4SrO
Stront aktywnie reaguje z wodą:
Sr + 2H 2 O \u003d Sr (OH) 2 + H 2
Po podgrzaniu stront oddziałuje z azotem, siarką, selenem i innymi niemetalami, tworząc azotek Sr3N2, siarczek SrS, selenek SrSe i tak dalej.
Tlenek strontu - zasadowy, oddziałuje z wodą tworząc wodorotlenek:
SrO + H2O \u003d Sr (OH) 2
Podczas interakcji z tlenkami kwasowymi SrO tworzy sole:
SrO + CO 2 \u003d SrCO 3
Jony Sr 2+ są bezbarwne. Chlorek SrCl 2 , bromek SrBr 2 , jodek SrI 2 , azotan Sr(NO 3) 2 są dobrze rozpuszczalne w wodzie i zabarwiają płomień karminowy na czerwono. Nierozpuszczalny węglan SrCO 3 , siarczan SrSO 4 , średni ortofosforan Sr 3 (PO 4) 2 .
Aplikacja
Stront stosuje się jako dodatek stopowy do stopów na bazie magnezu, aluminium, ołowiu, niklu i miedzi. Stront wchodzi w skład getterów. Związki strontu są stosowane w pirotechnice, wchodzą w skład materiałów luminescencyjnych, powłok emisyjnych lamp radiowych oraz są wykorzystywane do produkcji szkieł.
Tytanian strontu SrTiO 3 stosowany jest do produkcji anten dielektrycznych, elementów piezoelektrycznych, małogabarytowych kondensatorów nieliniowych, jako czujniki promieniowanie podczerwone. Preparaty 90 Sr znajdują zastosowanie w radioterapii skóry i niektórych chorób oczu.
Działanie fizjologiczne
Związki strontu są toksyczne. Po spożyciu możliwe jest uszkodzenie tkanki kostnej i wątroby. MPC strontu w wodzie 8 mg/l, w powietrzu dla wodorotlenku, azotanu i tlenku 1 mg/m 3 , dla siarczanu i fosforanu 6 mg/m 3 .
Problemy 90 Sr
W przypadku wybuchów ładunków jądrowych lub wycieku odpadów promieniotwórczych do środowisko wchodzi radioaktywny izotop 90 Sr. Tworząc wysoko rozpuszczalny w wodzie wodorowęglan Sr(HCO 3) 2 , 90 Sr migruje do wody, gleby, roślin i organizmów zwierzęcych.
słownik encyklopedyczny . 2009 .
Synonimy:- (nowa łac.). lekki metal żółty kolor, nazwany na cześć wsi w Szkocji, w pobliżu której została odkryta po raz pierwszy; w połączeniu z dwutlenkiem węgla tworzy mineralny strontianit. Słownik obcojęzyczne słowa zawarte w języku rosyjskim ... ... Słownik obcych słów języka rosyjskiego
Spis nuklidów Informacje ogólne Nazwa, symbol Stront 90, 90Sr Nazwy alternatywne Radio stront Neutrony 52 Protony 38 Właściwości nuklidów Masa atomowa 8 ... Wikipedia
STRONT- chem. element, symbol Sr (łac. stront), godz. n. 38, godz. m. 87,62; należy do metali ziem alkalicznych, ma srebrzysty biały kolor, gęstość 2630 kg/m3, tm = 768 °С. Jest bardzo aktywny chemicznie, więc w czystej postaci zużywa się niewiele. Posługiwać się… Wielka Encyklopedia Politechniczna
Chem. element II gr. układ okresowy, numer seryjny 38, przy ul. w. 87, 63; składa się z 4 stabilnych izotopów. Przeciętny skład izotopowy zwykłego S. jest następujący: Sr84 0,56%, Si86 9,86%, Sr87 7,02%, Sr88 82,56%. Jeden z izotopów C. Sr87 ... ... Encyklopedia geologiczna
Celestin Słownik rosyjskich synonimów. stront n., liczba synonimów: 5 cudzoziemiec (23) metal ... Słownik synonimów
- (stront), Sr, pierwiastek chemiczny grupy II układu okresowego, liczba atomowa 38, masa atomowa 87,62; miękki metal ziem alkalicznych. W wyniku prób jądrowych, wypadków w elektrowniach jądrowych i z odpadami promieniotwórczymi ... ... Współczesna encyklopedia
- (łac. Stront) Sr, pierwiastek chemiczny II grupy układu okresowego, liczba atomowa 38, masa atomowa 87,62, należy do metali ziem alkalicznych. Nazwany na cześć minerału strontianitu, znalezionego w pobliżu wsi Strontian w Szkocji.... ... Wielki słownik encyklopedyczny- (Stront), Sr, chem. pierwiastek II grupa okresowa. układy elementów, przy ul. numer 38, godz. waga 87,62, metal ziem alkalicznych. Natural S. to mieszanka stabilnych 84Sr, 86Sr 88Sr, w których przeważa 88Sr (82,58%), a najmniej 84Sr (0,56%).... ... Encyklopedia fizyczna
Metaliczny stront jest obecnie wytwarzany w procesie aluminotermicznym. Tlenek SrO miesza się z proszkiem aluminiowym lub wiórami i w temperaturze 1100...1150°C w elektrycznym piecu próżniowym (ciśnienie 0,01 mm Hg) rozpoczyna się reakcja:
4SrO + 2Al → 3Sr + Al 2 O 3 SrO.
Elektroliza związków strontu (metoda stosowana przez Davy'ego) jest mniej wydajna.
Stront - aktywny metal. To mu przeszkadza powszechne stosowanie w technologii. Ale z drugiej strony wysoka aktywność chemiczna strontu umożliwia jego wykorzystanie w niektórych obszarach gospodarki narodowej. W szczególności znajduje zastosowanie w wytopie miedzi i brązu – stront wiąże siarkę, fosfor, węgiel i zwiększa płynność żużla. W ten sposób stront przyczynia się do oczyszczenia metalu z licznych zanieczyszczeń. Ponadto dodatek strontu zwiększa twardość miedzi, prawie bez zmniejszania jej przewodności elektrycznej. Stront jest wprowadzany do elektrycznych lamp próżniowych w celu wchłonięcia pozostałego tlenu i azotu, aby uzyskać głębszą próżnię. Wielokrotnie oczyszczany stront wykorzystywany jest jako czynnik redukujący w produkcji uranu.
Do tego:
Stront-90 (język angielski stront-90) - radioaktywny nuklid pierwiastek chemiczny stront Z Liczba atomowa 38 iLiczba masowa 90. Powstaje głównie podczas rozszczepienia jądrowego w reaktor nuklearny oraz bronie nuklearne.
do środowiska 90 Sr wchodzi głównie podczas wybuchów jądrowych i emisji z elektrownia jądrowa.
Stront jest analogiem wapń i może być mocno osadzony w kościach. Długotrwała ekspozycja na promieniowanie 90 Sr i jego produkty rozpadu wpływają na tkankę kostną i szpik kostny, co prowadzi do rozwoju choroba popromienna, guzy tkanki krwiotwórczej i kości.
Aplikacja:
90 Sr zastosowany w produkcji radioizotopowe źródła energii w postaci tytanianu strontu (gęstość 4,8 g/cm³, wydzielanie energii ok. 0,54 W/cm³).
Jedna z najszerszych aplikacji 90 Sr - źródła sterowania urządzeniami dozymetrycznymi, w tym obrony wojskowej i cywilnej. Najpopularniejszy - typ „B-8” wykonany jest jako podłoże metalowe zawierające we wnęce kroplę żywicy epoksydowej zawierającej związek 90 s. Aby zapewnić ochronę przed powstawaniem pyłu radioaktywnego poprzez erozję, preparat pokryty jest cienką warstwą folii. W rzeczywistości takie źródła promieniowania jonizującego to kompleks 90 sr- 90 Y, ponieważ itr powstaje w sposób ciągły podczas rozpadu strontu. 90 sr- 90 Y jest prawie czystym źródłem beta. W przeciwieństwie do leków gamma-radioaktywnych, leki beta łatwo osłonić stosunkowo cienką (około 1 mm) warstwą stali, co doprowadziło do wyboru leku beta do celów testowych, począwszy od drugiej generacji wojskowego sprzętu dozymetrycznego (DP-2). , DP-12, DP-63).
Stront to srebrzystobiały, miękki, ciągliwy metal. Chemicznie jest bardzo aktywny, jak wszystkie metale ziem alkalicznych. Stan utlenienia + 2. Stront łączy się bezpośrednio po podgrzaniu z halogenami, fosforem, siarką, węglem, wodorem, a nawet azotem (w temperaturach powyżej 400°C).
Wniosek
Tak więc stront jest często używany w chemii, metalurgii, peretechnice, atomowej energii wodoru i tak dalej. I dlatego ten pierwiastek chemiczny coraz pewniej wchodzi do przemysłu, zapotrzebowanie na niego stale rośnie. Stront jest również przydatny w medycynie. Wpływ na organizm człowieka naturalnego strontu (niskotoksyczny, szeroko stosowany w leczeniu osteoporozy). Radioaktywny stront prawie zawsze ma negatywny wpływ na organizm człowieka.
Ale czy natura będzie w stanie zaspokoić potrzeby ludzkości w tym metalu?
W naturze występują dość duże tak zwane wulkanogenno-osadowe złoża strontu, na przykład na pustyniach Kalifornii i Arizony w USA (swoją drogą zauważono, że stront „kocha” gorący klimat, więc jest znacznie mniej powszechny w krajach północnych.). W trzeciorzędzie obszar ten był miejscem gwałtownej aktywności wulkanicznej.
Wody termalne, unoszące się wraz z lawą z wnętrzności ziemi, były bogate w stront. Jeziora położone wśród wulkanów akumulowały ten pierwiastek, tworząc bardzo solidne jego rezerwy przez tysiąclecia.
W wodach Kara-Bogaz-Gol występuje również stront. Stałe parowanie wód zatoki prowadzi do tego, że stężenie soli stale rośnie i ostatecznie osiąga punkt nasycenia – sole wytrącają się. Zawartość strontu w tych osadach wynosi niekiedy 1-2%.
Kilka lat temu geolodzy odkryli w górach Turkmenistanu znaczne złoże celestytu. Niebieskie warstwy tego cennego minerału leżą na zboczach wąwozów i głębokich kanionów pasma górskiego Kushtangtau w południowo-zachodniej części Pamir-Alay. Nie ma wątpliwości, że turkmeński „niebiański” kamień z powodzeniem posłuży naszej gospodarce narodowej.
Pośpiech nie jest charakterystyczny dla natury: teraz człowiek korzysta z rezerw strontu, które zaczął tworzyć miliony lat temu. Ale nawet dzisiaj, w głębinach ziemi, w głębinach mórz i oceanów, kompleks procesy chemiczne, powstają nagromadzenie cennych pierwiastków, rodzą się nowe skarby, ale nie będą one dane nam, ale naszym odległym, dalekim potomkom.
Bibliografia
Encyklopedia na całym świecie
http://www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/himiya/STRONTSI.html?page=0.3
Wikipedia „Stront”
http://en.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%BD%D1%86%D0%B8%D0%B9
3.Popularna biblioteka pierwiastki chemiczne
Naturalny stront składa się z czterech stabilnych izotopów 88Sr (82,56%), 86Sr (9,86%), 87Sr (7,02%) i 84Sr (0,56%). Ilość izotopów strontu jest zróżnicowana ze względu na powstawanie 87Sr w wyniku rozpadu naturalnego 87Rb. Z tego powodu dokładny skład izotopowy strontu w skale lub minerale zawierającym rubid zależy od wieku i stosunku Rb/Sr tej skały lub minerału.
Izotopy promieniotwórcze o liczbach masowych od 80 do 97 są sztucznie otrzymywane, w tym 90 Sr (T 1/2 = 29,12 lat), który powstaje podczas rozszczepienia uranu. Stan utlenienia wynosi +2, bardzo rzadko +1.
Stront wziął swoją nazwę od minerału strontianitu, znalezionego w 1787 roku w kopalni ołowiu niedaleko Strontianu (Szkocja). W 1790 r. angielski chemik Crawford Ader (1748-1795) wykazał, że strontianit zawiera nową, nieznaną dotąd „ziemię”. Tę cechę strontianitu ustalił również niemiecki chemik Martin Heinrich Klaproth (Klaproth Martin Heinrich) (1743-1817). Angielski chemik T. Hop (Hope T.) w 1791 roku udowodnił, że strontianit zawiera nowy pierwiastek. Wyraźnie wyróżnił związki baru, strontu i wapnia, wykorzystując m.in. charakterystyczny kolor płomienia: żółto-zielony dla baru, jaskrawoczerwony dla strontu i pomarańczowo-czerwony dla wapnia.
Niezależnie od zachodnich naukowców petersburski akademik Tobiasz (Toviy Egorovich) Lovitz (1757–1804) w 1792 roku badając mineralny baryt doszedł do wniosku, że oprócz tlenku baru zawiera on również „ziemię strontu” jako zanieczyszczenie. . Z ciężkiego drzewca udało mu się wydobyć ponad 100 g nowej „ziemi” i zbadać jej właściwości. Wyniki tej pracy opublikowano w 1795 roku. Lovitz pisał wówczas: „Byłem mile zaskoczony, gdy przeczytałem… znakomity artykuł pana profesora Klaprotha o ziemi strontu, o którym wcześniej był bardzo niejasny pomysł… i średnie sole azotanowe we wszystkich punktach idealnie pokrywają się z właściwościami moich samych soli ... musiałem tylko sprawdzić ... niezwykłą właściwość ziemi strontu - pokolorować płomień alkoholu na karminowo-czerwony kolor, i rzeczywiście, mój sól ... posiadał w pełnym zakresie ten majątek.
Stront został po raz pierwszy wyizolowany w postaci wolnej przez angielskiego chemika i fizyka Humphreya Davy'ego w 1808 roku. Stront metaliczny uzyskano przez elektrolizę zwilżonego wodorotlenku. Stront uwolniony na katodzie połączył się z rtęcią, tworząc amalgamat. Rozkładając amalgamat przez ogrzewanie, Davy wyizolował czysty metal.
Przewaga strontu w przyrodzie i jego produkcja przemysłowa. Zawartość strontu w skorupie ziemskiej wynosi 0,0384%. Jest piętnastym najliczniejszym i zaraz za barem, nieco za fluorem. Stront nie występuje w postaci wolnej. Tworzy około 40 minerałów. Najważniejszym z nich jest celestyn SrSO 4 . Wydobywany jest również strontianit SrCO 3 . Stront występuje jako zanieczyszczenie izomorficzne w różnych minerałach magnezowych, wapniowych i barowych.
Stront znajduje się również w wody naturalne. W wodzie morskiej jego stężenie wynosi 0,1 mg/l. Oznacza to, że wody Oceanu Światowego zawierają miliardy ton strontu. Woda mineralna, zawierający stront, uważany jest za obiecujący surowiec do izolacji tego pierwiastka. W oceanie część strontu jest skoncentrowana w brodawkach żelazomanganu (4900 ton rocznie). Stront gromadzą również najprostsze organizmy morskie - radiolarian, których szkielet zbudowany jest z SrSO 4 .
Nie przeprowadzono dokładnej oceny światowych zasobów przemysłowych strontu, ale szacuje się, że przekraczają one 1 miliard ton.
Największe złoża celestyny znajdują się w Meksyku, Hiszpanii i Turcji. W Rosji podobne złoża znajdują się w regionach Chakasja, Perm i Tula. Jednak zapotrzebowanie na stront w naszym kraju zaspokajane jest głównie poprzez import, a także przerób koncentratu apatytu, gdzie węglan strontu stanowi 2,4%. Eksperci uważają, że wydobycie strontu z niedawno odkrytego złoża Kiszertskoje (obwód permski) może wpłynąć na sytuację na światowym rynku tego produktu. Cena strontu permskiego może okazać się około 1,5 raza niższa od ceny strontu amerykańskiego, który obecnie kosztuje około 1200 dolarów za tonę.
Metaliczny stront ma srebrzystobiały kolor. W stanie nierafinowanym ma bladożółty kolor. Jest to stosunkowo miękki metal, łatwy do cięcia nożem. W temperaturze pokojowej stront ma sześcienną siatkę skupioną na twarzy (a -Sr); w temperaturach powyżej 231 ° C zamienia się w modyfikację heksagonalną (b -Sr); w 623 ° C przekształca się w sześcienną modyfikację skoncentrowaną na ciele (g-Sr). Stront należy do metali lekkich, gęstość jego formy a wynosi 2,63 g/cm3 (20°C). Temperatura topnienia strontu wynosi 768 ° C, temperatura wrzenia 1390 ° C.
Będąc metalem ziem alkalicznych stront aktywnie reaguje z niemetalami. W temperaturze pokojowej metaliczny stront pokryty jest warstwą tlenku i nadtlenku. Zapala się po podgrzaniu w powietrzu. Stront łatwo tworzy azotki, wodorki i węgliki. W podwyższonych temperaturach stront reaguje z dwutlenkiem węgla:
5Sr + 2CO2 = SrC2 + 4SrO
Metaliczny stront reaguje z wodą i kwasami, uwalniając z nich wodór:
Sr + 2H 3 O + = Sr 2+ + H 2 + 2H 2 O
Reakcja nie przebiega w przypadkach, w których powstają trudno rozpuszczalne sole.
Stront rozpuszcza się w ciekłym amoniaku tworząc ciemnoniebieskie roztwory, z których po odparowaniu można otrzymać amoniak Sr(NH 3) 6 o błyszczącym kolorze miedzi, stopniowo rozkładający się do amidu Sr(NH 2) 2.
Aby uzyskać metaliczny stront z naturalnych surowców, koncentrat celestytu jest najpierw redukowany przez ogrzewanie z węglem do siarczku strontu. Siarczek strontu jest następnie traktowany kwasem chlorowodorowym, a powstały chlorek strontu jest odwadniany. Koncentrat strontianitu jest rozkładany przez wypalanie w temperaturze 1200°C, a następnie powstały tlenek strontu jest rozpuszczany w wodzie lub kwasach. Często strontianit rozpuszcza się natychmiast w kwasie azotowym lub chlorowodorowym.
Metaliczny stront otrzymuje się przez elektrolizę mieszaniny stopionego chlorku strontu (85%) i chlorku potasu lub chlorku amonu (15%) na katodzie niklowej lub żelaznej w temperaturze 800 ° C. Stront otrzymany tą metodą zawiera zwykle 0,3-0,4% potasu .
Stosuje się również wysokotemperaturową redukcję tlenku strontu aluminium:
4SrO + 2Al = 3Sr + SrO Al 2 O 3
Krzem lub żelazokrzem stosuje się również do metalotermicznej redukcji tlenku strontu. Proces prowadzi się w temperaturze 1000°C w próżni w stalowej rurze. Chlorek strontu jest redukowany metalicznym magnezem w atmosferze wodoru.
Najwięksi producenci strontu to Meksyk, Hiszpania, Turcja i Wielka Brytania.
Mimo dość świetna treść w skorupie ziemskiej metaliczny stront nie był jeszcze powszechnie stosowany. Podobnie jak inne metale ziem alkalicznych, jest w stanie oczyścić metal żelazny ze szkodliwych gazów i zanieczyszczeń. Ta właściwość daje strontowi perspektywę zastosowania w metalurgii. Ponadto stront jest dodatkiem stopowym do stopów magnezu, aluminium, ołowiu, niklu i miedzi.
Metaliczny stront pochłania wiele gazów i dlatego jest używany jako getter w technologii elektropróżniowej.
Dominujący stopień utlenienia (+2) strontu wynika przede wszystkim z jego konfiguracji elektronowej. Tworzy liczne związki dwuskładnikowe i sole. Chlorki, bromki, jodki, octany i niektóre inne sole strontu są łatwo rozpuszczalne w wodzie. Większość soli strontu jest słabo rozpuszczalna; wśród nich siarczan, fluorek, węglan, szczawian. Słabo rozpuszczalne sole strontu można łatwo otrzymać przez reakcje wymiany w roztworze wodnym.
Wiele związków strontu ma niezwykłą budowę. Na przykład wyizolowane cząsteczki halogenku strontu są wyraźnie zakrzywione. Kąt wiązania wynosi ~120° dla SrF2 i ~115° dla SrCl2. Zjawisko to można wyjaśnić hybrydyzacją sd- (a nie sp-).
Tlenek strontu SrO otrzymuje się przez kalcynację węglanu lub odwodnienie wodorotlenku w temperaturze czerwonego ciepła. Energia sieciowa i temperatura topnienia tego związku (2665°C) są bardzo wysokie.
Gdy tlenek strontu jest kalcynowany w środowisku tlenowym w wysokie ciśnienie powstaje nadtlenek SrO2. Otrzymano również żółty nadtlenek Sr(O2)2. Podczas interakcji z wodą tlenek strontu tworzy wodorotlenek Sr(OH) 2 .
Tlenek strontu– składnik katod tlenkowych (emitery elektronów w urządzeniach elektropróżniowych). Jest częścią szklanych kineskopów telewizorów kolorowych (pochłania promienie rentgenowskie), nadprzewodników wysokotemperaturowych, mieszanin pirotechnicznych. Jest używany jako materiał wyjściowy do produkcji metalicznego strontu.
W 1920 roku firma American Hill po raz pierwszy zastosowała szkliwo matowe, które zawierało tlenki strontu, wapnia i cynku, ale fakt ten pozostał niezauważony, a nowe szkliwo nie konkurowało z tradycyjnymi szkliwami ołowianymi. Dopiero w czasie II wojny światowej, kiedy ołowiu zaczęło brakować, przypomnieli sobie odkrycie Hilla. Wywołało to lawinę badań: w różnych krajach pojawiły się dziesiątki przepisów na szkliwa strontowe. Szkliwa strontowe są nie tylko mniej szkodliwe niż ołowiane, ale także tańsze (węglan strontu jest 3,5 razy tańszy niż czerwony ołów). Jednocześnie posiadają wszystkie pozytywne cechy szkliw ołowianych. Ponadto wyroby pokryte takimi szkliwami uzyskują dodatkową twardość, odporność na ciepło i odporność chemiczną.
Na bazie tlenków krzemu i strontu przygotowywane są również emalie - glazury nieprzezroczyste. Dzięki dodatkom tlenków tytanu i cynku są one nieprzeźroczyste. Wyroby porcelanowe, zwłaszcza wazony, są często ozdobione szkliwem typu crackle. Taki wazon wydaje się być pokryty siatką malowanych pęknięć. Podstawą technologii crackle jest różne szanse rozszerzalność cieplna glazury i porcelany. Porcelana szkliwiona jest wypalana w temperaturze 1280–1300°C, następnie temperatura zostaje obniżona do 150–220°C, a nie wystudzony jeszcze całkowicie produkt zanurza się w roztworze soli barwiących (np. sole kobaltu, jeśli chcesz uzyskać czarną siatkę). Sole te wypełniają powstałe pęknięcia. Następnie produkt jest suszony i ponownie podgrzewany do 800–850 ° C - sole topią się w pęknięciach i uszczelniają je.
Wodorotlenek strontu Sr(OH)2 jest uważany za umiarkowanie mocną zasadę. Nie jest dobrze rozpuszczalny w wodzie, więc może zostać wytrącony przez działanie stężonego roztworu alkalicznego:
SrCl2 + 2KOH(stęż.) = Sr(OH)2 Ї + 2KCl
Gdy krystaliczny wodorotlenek strontu jest traktowany nadtlenkiem wodoru, powstaje SrO 2 8H 2 O.
Do izolacji cukru z melasy można użyć wodorotlenku strontu, ale zwykle stosuje się tańszy wodorotlenek wapnia.
Węglan strontu SrCO 3 jest słabo rozpuszczalny w wodzie (2 10 -3 g na 100 g w 25°C). W obecności nadmiaru dwutlenku węgla w roztworze przekształca się on w wodorowęglan Sr(HCO 3) 2 .
Po podgrzaniu węglan strontu rozkłada się na tlenek strontu i dwutlenek węgla. Reaguje z kwasami, uwalniając dwutlenek węgla i tworząc odpowiednie sole:
SrCO 2 + 3HNO 3 \u003d Sr (NO 3) 2 + CO 2 + H 2 O
Główne sfery węglanu strontu w nowoczesny świat– produkcja kineskopów do telewizorów kolorowych i komputerów, ceramicznych magnesów ferrytowych, szkliw ceramicznych, past do zębów, farb antykorozyjnych i fosforyzujących, ceramiki high-tech, w pirotechnice. Najbardziej pojemne obszary konsumpcji to dwa pierwsze. Jednocześnie wraz z rosnącą popularnością większych ekranów telewizyjnych rośnie zapotrzebowanie na węglan strontu w produkcji szkła telewizyjnego. Możliwe, że rozwój technologii płaskich telewizorów zmniejszy popyt na węglan strontu do wyświetlaczy telewizyjnych, ale eksperci branżowi uważają, że płaskie telewizory nie staną się znaczącymi konkurentami w ciągu najbliższych 10 lat.
Europa zużywa lwią część węglanu strontu do produkcji magnesów ferrytowo-strontowych, które są wykorzystywane w przemyśle motoryzacyjnym, gdzie są wykorzystywane do przesłon magnetycznych w drzwiach samochodowych i układach hamulcowych. W USA i Japonii węglan strontu stosowany jest przede wszystkim do produkcji szkła telewizyjnego.
Przez wiele lat największymi światowymi producentami węglanu strontu były Meksyk i Niemcy, których moce produkcyjne wynoszą obecnie odpowiednio 103 tys. i 95 tys. ton rocznie. W Niemczech importowany celestyn jest używany jako surowiec, podczas gdy meksykańskie fabryki pracują na lokalnych surowcach. W ostatnie czasy roczna zdolność do produkcji węglanu strontu wzrosła w Chinach (do ok. 140 tys. ton). Chiński węglan strontu jest aktywnie sprzedawany w Azji i Europie.
azotan strontu Sr(NO 3) 2 jest dobrze rozpuszczalny w wodzie (70,5 g na 100 g w temperaturze 20 °C). Otrzymuje się go w reakcji metalicznego strontu, tlenku, wodorotlenku lub węglanu strontu z kwasem azotowym.
Azotan strontu jest składnikiem kompozycji pirotechnicznych do rakiet sygnałowych, oświetleniowych i zapalających. Koloruje płomień karminowy na czerwono. Chociaż inne związki strontu nadają płomieniowi ten sam kolor, w pirotechnice preferowany jest azotan: nie tylko barwi on płomień, ale służy również jako środek utleniający. Rozkładając się w płomieniu, uwalnia wolny tlen. W tym przypadku najpierw powstaje azotyn strontu, który następnie zamienia się w tlenki strontu i azotu.
W Rosji związki strontu były szeroko stosowane w kompozycjach pirotechnicznych. W czasach Piotra Wielkiego (1672-1725) używano ich do pozyskiwania „zabawnych świateł”, które urządzano podczas różnych uroczystości i uroczystości. Akademik A.E. Fersman nazwał stront „metalem czerwonych świateł”.
Siarczan strontu SrSO4 jest słabo rozpuszczalny w wodzie (0,0113 g w 100 g w temperaturze 0°C). Po podgrzaniu powyżej 1580 ° C rozkłada się. Będzie otrzymywany przez wytrącanie z roztworów soli strontu siarczanem sodu.
Siarczan strontu stosowany jest jako wypełniacz w produkcji farb i gumy oraz jako czynnik obciążeniowy w płuczkach wiertniczych.
Chromian strontu SrCrO 4 wytrąca się w postaci żółtych kryształów, gdy miesza się roztwory kwasu chromowego i wodorotlenku baru.
Dwuchromian strontu, powstały w wyniku działania kwasów na chromian, jest łatwo rozpuszczalny w wodzie. Do przekształcenia chromianu strontu w dwuchromian wystarczy słaby kwas, taki jak kwas octowy:
2SrCrO 4 + 2CH 3 COOH = 2Sr 2+ + Cr 2 O 7 2– + 2CH 3 COO – + H 2 O
W ten sposób można go oddzielić od mniej rozpuszczalnego chromianu baru, który może być przekształcony w dwuchromian tylko przez działanie mocnych kwasów.
Chromian strontu charakteryzuje się wysoką odpornością na światło, jest bardzo odporny na wysokie temperatury (do 1000°C), posiada dobre właściwości pasywacyjne w stosunku do stali, magnezu i aluminium. Chromian strontu jest używany jako żółty pigment w produkcji lakierów i farby artystyczne. Nazywa się „żółć strontu”. Zaliczany jest do podkładów na bazie żywic rozpuszczalnych w wodzie, a zwłaszcza podkładów na bazie żywic syntetycznych do metali lekkich i stopów (podkłady lotnicze).
tytanian strontu SrTiO 3 nie rozpuszcza się w wodzie, lecz przechodzi do roztworu pod działaniem gorącego stężonego kwasu siarkowego. Otrzymywany jest przez spiekanie tlenków strontu i tytanu w temperaturze 1200–1300°C lub współstrącanie trudno rozpuszczalnych związków strontu i tytanu w temperaturze powyżej 1000°C. Tytanian strontu stosowany jest jako ferroelektryk, wchodzi w skład piezoceramiki. W technologii mikrofalowej służy jako materiał na anteny dielektryczne, przesuwniki fazowe i inne urządzenia. Folie z tytanianu strontu są wykorzystywane do produkcji nieliniowych kondensatorów i czujników promieniowania podczerwonego. Za ich pomocą powstają struktury warstwowe dielektryk - półprzewodnik - dielektryk - metal, które są stosowane w fotodetektorach, urządzeniach pamięciowych i innych urządzeniach.
Heksaferryt strontu SrO·6Fe2O3 otrzymuje się przez spiekanie mieszaniny tlenku żelaza(III) i tlenku strontu. Ten związek jest używany jako materiał magnetyczny.
Fluorek strontu SrF 2 jest słabo rozpuszczalny w wodzie (nieco ponad 0,1 gw 1 litrze roztworu w temperaturze pokojowej). Nie reaguje z rozcieńczonymi kwasami, ale pod wpływem gorącego kwasu solnego przechodzi do roztworu. W kopalniach kriolitu na Grenlandii znaleziono minerał zawierający fluorek strontu, jarlit NaF 3SrF 2 3AlF 3 .
Fluorek strontu jest używany jako materiał optyczny i jądrowy, składnik szkieł specjalnych i luminoforów.
Chlorek strontu SrCl2 jest wysoce rozpuszczalny w wodzie (34,6% wagowych w 20°C). Z roztworów wodnych o temperaturze poniżej 60,34 °C krystalizuje sześciowodzian SrCl2·6H2O, rozprowadzając się w powietrzu. W wyższych temperaturach najpierw traci 4 cząsteczki wody, potem kolejną, a przy 250 °C jest całkowicie odwodniony. W przeciwieństwie do heksahydratu chlorku wapnia, heksahydrat chlorku strontu jest słabo rozpuszczalny w etanolu (3,64% wagowo w temperaturze 6°C), który jest używany do ich rozdzielania.
Chlorek strontu stosowany jest w kompozycjach pirotechnicznych. Znajduje również zastosowanie w chłodnictwie, medycynie i kosmetyce.
Bromek strontu SrBr 2 jest higroskopijny. W nasyconym roztworze wodnym jego udział masowy wynosi 50,6% w temperaturze 20 ° C. Poniżej 88,62 ° C z roztworów wodnych krystalizuje heksahydrat SrBr 2 6H 2 O, powyżej tej temperatury monohydrat SrBr 3 H 2 O. Hydraty ulegają całkowitemu odwodnieniu w temperaturze 345° C.
Bromek strontu otrzymuje się w reakcji strontu z bromem lub tlenku (lub węglanu) strontu z kwasem bromowodorowym. Jest używany jako materiał optyczny.
jodek strontu SrI 2 jest dobrze rozpuszczalny w wodzie (64,0% mas. w 20°C), gorzej w etanolu (4,3% mas. w 39°C). Poniżej 83,9°C z roztworów wodnych krystalizuje heksahydrat SrI 2 6H 2 O, powyżej tej temperatury - dihydrat SrI 2 2H 2 O.
Jodek strontu służy jako materiał luminescencyjny w licznikach scyntylacyjnych.
Siarczek strontu SrS otrzymuje się przez ogrzewanie strontu siarką lub redukcję siarczanu strontu węglem, wodorem i innymi środkami redukującymi. Jego bezbarwne kryształy są rozkładane przez wodę. Siarczek strontu stosowany jest jako składnik luminoforów, kompozycji fosforyzujących, depilatorów w przemyśle skórzanym.
Karboksylany strontu można otrzymać w reakcji wodorotlenku strontu z odpowiednimi kwasami karboksylowymi. Sole strontu Kwasy tłuszczowe(„mydła strontowe”) są używane do wytwarzania specjalnych smarów.
Związki strontu. Niezwykle aktywne związki o składzie SrR 2 (R = Me, Et, Ph, PhCH 2 itd.) można otrzymać stosując HgR 2 (często tylko w niskiej temperaturze).
Bis(cyklopentadienylo)stront jest produktem bezpośredniej reakcji metalu z lub z samym cyklopentadienem
Stront - składnik mikroorganizmy, rośliny i zwierzęta. W radiolarianach morskich szkielet składa się z siarczanu strontu - celestyny. Wodorosty zawierają 26-140 mg strontu na 100 g suchej masy, rośliny lądowe – ok. 2,6, zwierzęta morskie – 2-50, zwierzęta lądowe – ok. 1,4, bakterie – 0,27-30. Akumulacja strontu przez różne organizmy zależy nie tylko od ich rodzaju i właściwości, ale także od stosunku zawartości strontu do innych pierwiastków, głównie wapnia i fosforu, w środowisku.
Zwierzęta otrzymują stront z wodą i pokarmem. Niektóre substancje, takie jak polisacharydy alg, zakłócają wchłanianie strontu. Stront gromadzi się w tkance kostnej, której popioły zawierają ok. 0,02% strontu (w pozostałych tkankach ok. 0,0005%).
Sole i związki strontu są substancjami niskotoksycznymi, jednak nadmiar strontu wpływa na tkankę kostną, wątrobę i mózg. Blisko wapnia właściwości chemiczne, stront różni się znacznie od niego w swoim działaniu biologicznym. Nadmierna zawartość tego pierwiastka w glebach, wodach i środkach spożywczych powoduje „choroba Urowa” u ludzi i zwierząt (nazwa pochodzi od rzeki Urov we wschodniej Transbaikalia) – uszkodzenia i deformacje stawów, opóźnienie wzrostu i inne zaburzenia.
Szczególnie niebezpieczne są radioaktywne izotopy strontu.
W wyniku prób jądrowych i wypadków w elektrowniach jądrowych do środowiska dostała się duża ilość radioaktywnego strontu-90, którego okres półtrwania wynosi 29,12 lat. Dopóki nie zakazano testowania broni atomowej i wodorowej w trzech środowiskach, liczba ofiar radioaktywnego strontu rosła z roku na rok.
W ciągu roku po zakończeniu atmosferycznych wybuchów jądrowych, w wyniku samooczyszczania atmosfery, większość produktów promieniotwórczych, w tym stront-90, spadła z atmosfery na powierzchnię ziemi. Zanieczyszczenie środowiska naturalnego spowodowane usuwaniem radioaktywnych produktów wybuchów jądrowych ze stratosfery, które przeprowadzono na poligonach badawczych planety w latach 1954-1980, odgrywa obecnie drugorzędną rolę, udział tego procesu w zanieczyszczeniu powietrza atmosferycznego przy 90 Sr jest o dwa rzędy wielkości mniej niż od wiatru unoszącego pył z zanieczyszczonej gleby podczas prób jądrowych i w wyniku wypadków radiacyjnych.
Stront-90, wraz z cezem-137, są głównymi radionuklidami zanieczyszczającymi w Rosji. Istotny wpływ na sytuację radiacyjną ma obecność skażonych stref, które pojawiły się w wyniku awarii w elektrowni jądrowej w Czarnobylu w 1986 r. oraz w elektrowni Majak w obwodzie czelabińskim w 1957 r. ("awaria kisztyńska"), a także w sąsiedztwo niektórych przedsiębiorstw jądrowego cyklu paliwowego.
Obecnie średnie stężenia 90 Sr w powietrzu poza terytoriami skażonymi w wyniku awarii w Czarnobylu i Kyshtym osiągnęły poziomy obserwowane przed awarią w elektrowni jądrowej w Czarnobylu. Na systemy hydrologiczne związane z obszarami skażonymi w wyniku tych awarii w istotny sposób wpływa wymywanie strontu-90 z powierzchni gleby.
Dostając się do gleby stront wraz z rozpuszczalnymi związkami wapnia przedostaje się do roślin. Więcej niż inni gromadzą 90 Sr rośliny strączkowe, rośliny okopowe i bulwiaste, mniej - zboża, w tym zboża, oraz len. W nasionach i owocach gromadzi się znacznie mniej 90 Sr niż w innych narządach (np. 90 Sr jest 10 razy więcej w liściach i łodygach pszenicy niż w ziarnie).
Z roślin stront-90 może przechodzić bezpośrednio lub przez zwierzęta do ludzkiego ciała. U mężczyzn stront-90 kumuluje się w większym stopniu niż u kobiet. W pierwszych miesiącach życia dziecka odkładanie strontu-90 jest o rząd wielkości wyższe niż u osoby dorosłej, dostaje się do organizmu z mlekiem i gromadzi się w szybko rosnącej tkance kostnej.
Radioaktywny stront jest skoncentrowany w szkielecie i tym samym naraża organizm na długotrwałe działanie radioaktywne. Efekt biologiczny 90Sr jest związany z naturą jego dystrybucji w organizmie i zależy od dawki promieniowania b wytworzonego przez niego i jego pochodnego radioizotopu 90Y. białaczki i raka kości. Całkowity rozpad strontu-90, który przedostał się do środowiska, nastąpi dopiero po kilkuset latach.
Radioizotop strontu jest używany w produkcji jądrowej baterie elektryczne. Zasada działania takich baterii opiera się na zdolności strontu-90 do emitowania elektronów o dużej energii, które są następnie przekształcane w energię elektryczną. Pierwiastki z radioaktywnego strontu połączone w miniaturową baterię (wielkości pudełka od zapałek) są w stanie działać bez ładowania przez 15-25 lat, takie baterie są niezbędne w rakietach kosmicznych i sztucznych satelitach Ziemi. A szwajcarscy zegarmistrzowie z powodzeniem wykorzystują maleńkie baterie strontowe do zasilania zegarków elektrycznych.
Krajowi naukowcy stworzyli izotopowy generator energii elektrycznej do zasilania automatycznych stacji pogodowych na bazie strontu-90. Okres gwarancji takiego generatora wynosi 10 lat, w ciągu których jest on w stanie dostarczać wstrząs elektryczny urządzenia, które tego potrzebują. Cała jego konserwacja polega tylko na badania profilaktyczne- co dwa lata. Pierwsze egzemplarze generatora zainstalowano na Transbaikaliach oraz w górnym biegu tajgi Kruchiny.
W Tallinie działa latarnia jądrowa. Jego główną cechą są radioizotopowe generatory termoelektryczne, w których w wyniku rozpadu strontu-90, energia cieplna, który jest następnie zamieniany na światło.
Do pomiaru grubości używa się urządzeń wykorzystujących radioaktywny stront. Niezbędne jest kontrolowanie i zarządzanie procesem produkcji papieru, tkanin, cienkich taśm metalowych, folii z tworzyw sztucznych, powłoki. Izotop strontu jest stosowany w urządzeniach do pomiaru gęstości, lepkości i innych właściwości substancji, w defektoskopach, dozymetrach i urządzeniach sygnalizacyjnych. W przedsiębiorstwach inżynieryjnych często można znaleźć tak zwane przekaźniki b, kontrolują one dostarczanie przedmiotów do obróbki, sprawdzają przydatność narzędzia i prawidłowe położenie części.
Podczas produkcji materiałów będących izolatorami (papier, tkaniny, włókna sztuczne, tworzywa sztuczne itp.) w wyniku tarcia powstaje elektryczność statyczna. Aby tego uniknąć, stosuje się jonizujące źródła strontu.
Elena Savinkina
Stront jest pierwiastkiem głównej podgrupy drugiej grupy, piątego okresu układu okresowego pierwiastków chemicznych D. I. Mendelejewa, o liczbie atomowej 38. Jest oznaczony symbolem Sr (łac. Stront). Prosta substancja stront jest miękkim, plastycznym i ciągliwym metalem ziem alkalicznych o srebrzystobiałej barwie. Ma wysoką aktywność chemiczną, w powietrzu szybko reaguje z wilgocią i tlenem, pokrywając się żółtym filmem tlenkowym.
Liczba atomowa - 38
Masa atomowa - 87,62
Gęstość, kg/m³ - 2600
Temperatura topnienia, ° С - 768
Pojemność cieplna, kJ / (kg ° С) - 0,737
Elektroujemność - 1,0
Promień kowalencyjny, Å - 1,91
Pierwsza jonizacja potencjał, ev - 5,69
Historia odkrycia strontuW 1764 r. w kopalni ołowiu w pobliżu szkockiej wsi Strontian znaleziono minerał, który nazwano strontianitem. Przez długi czas uważano go za odmianę fluorytu CaF 2 lub witeryt BaCO 3, ale w 1790 r. angielscy mineralogowie Crawford i Cruikshank przeanalizowali ten minerał i odkryli, że zawiera on nową „ziemię”, a w obecnym języku tlenek.
Niezależnie od nich ten sam minerał badał inny angielski chemik Hope. Doszedłszy do tych samych wyników, ogłosił, że w strontianicie pojawił się nowy pierwiastek - metaliczny stront.
Podobno odkrycie było już „w powietrzu”, bo niemal jednocześnie wybitny niemiecki chemik Klaproth ogłosił odkrycie nowej „ziemi”.
W tych samych latach znany rosyjski chemik, akademik Toviy Egorovich Lovits, również natrafił na ślady „ziemi strontu”. Od dawna interesował się minerałem znanym jako ciężki dźwigar. W tym minerale (jego skład to BaSO 4) Karl Scheele odkrył w 1774 r. tlenek nowego pierwiastka baru. Nie wiemy, dlaczego Lovitz nie był obojętny na ciężkie drzewce; wiadomo tylko, że naukowiec, który odkrył właściwości adsorpcyjne węgla i zrobił znacznie więcej w dziedzinie chemii ogólnej i organicznej, zebrał próbki tego minerału. Ale Lovitz nie był tylko kolekcjonerem, wkrótce zaczął systematycznie badać ciężkie drzewce iw 1792 doszedł do wniosku, że minerał ten zawierał nieznane zanieczyszczenia. Udało mu się wydobyć ze swojej kolekcji całkiem sporo – ponad 100 g nowej „ziemi” i dalej badać jej właściwości. Wyniki badań opublikowano w 1795 roku.
Tak więc prawie jednocześnie kilku badaczy z różnych krajów zbliżyło się do odkrycia strontu. Jednak w swojej elementarnej formie został wyróżniony dopiero w 1808 roku.
Wybitny naukowiec swoich czasów, Humphry Davy, zrozumiał już, że pierwiastek ziemi strontu musi być podobno metalem ziem alkalicznych i uzyskał go przez elektrolizę, tj. w taki sam sposób jak wapń, magnez, bar. Dokładniej, pierwszy na świecie metaliczny stront został uzyskany przez elektrolizę zwilżonego wodorotlenku. Stront uwolniony na katodzie natychmiast połączył się z rtęcią, tworząc amalgamat. Rozkładając amalgamat przez ogrzewanie, Davy wyizolował czysty metal.
Obecność strontu w przyrodzieStront znajduje się w wodzie morskiej (0,1 mg/l), w glebie (0,035% wag.). Masowo, w procesach geochemicznych, jest satelitą wapnia. W skałach magmowych stront występuje głównie w postaci rozproszonej i wchodzi jako zanieczyszczenie izomorficzne do sieci krystalicznej minerałów wapnia, potasu i baru. W biosferze stront gromadzi się w skałach węglanowych, a zwłaszcza w osadach słonych jezior i lagun.
Stront jest integralną częścią mikroorganizmów, roślin i zwierząt. W radiolarianach morskich (acantaria) szkielet składa się z siarczanu strontu - celestyny. Wodorosty zawierają 26-140 mg strontu na 100 g suchej masy, rośliny lądowe - 2,6, zwierzęta morskie - 2-50, zwierzęta lądowe - 1,4, bakterie - 0,27-30. Akumulacja strontu przez różne organizmy zależy nie tylko od ich gatunku, właściwości, ale także od stosunku strontu do innych pierwiastków, głównie Ca i P, w środowisku, a także od przystosowania organizmów do określonego środowiska geochemicznego.
W naturze stront występuje jako mieszanina 4 stabilnych izotopów 84Sr (0,56%), 86Sr (9,86%), 87Sr (7,02%), 88Sr (82,56%). Izotopy promieniotwórcze o liczbach masowych od 80 do 97 zostały sztucznie otrzymane, m.in. 90 Sr (T ½ = 27,7 lat), powstały podczas rozszczepienia uranu.
Pozyskiwanie strontu
Istnieją 3 sposoby na pozyskiwanie metalicznego strontu:
Głównymi surowcami do produkcji związków strontu są koncentraty ze wzbogacania celestyny i strontianitu. metaliczny stront otrzymany przez redukcję tlenku strontu aluminium w temperaturze 1100-1150 °C:
4SrO+ 2Al = 3Sr+ SrO Al 2 O 3 .
Proces prowadzi się w aparatach elektropróżniowych [przy 1 N/m2 (10 -2 mm Hg)] o działaniu okresowym. Pary strontu kondensują na ochłodzonej powierzchni skraplacza włożonego do aparatu; pod koniec redukcji aparat jest napełniany argonem i następuje topienie kondensatu, który spływa do formy.
Elektrolityczne wytwarzanie strontu przez elektrolizę stopionej mieszaniny SrCl2 i NaCl nie jest szeroko rozpowszechnione ze względu na niską wydajność prądową i zanieczyszczenie strontu zanieczyszczeniami.
Właściwości fizyczne strontuW temperaturze pokojowej sieć strontu jest sześcienna (α-Sr) skoncentrowana na ścianie z okresem a = 6,0848 Å; w temperaturach powyżej 248°C przekształca się w odmianę heksagonalną (β-Sr) z okresami sieciowymi a = 4,32 Å ic = 7,06 Å; w 614 °C przekształca się w sześcienną modyfikację skoncentrowaną na ciele (γ-Sr) z okresem a = 4,85 Å. Promień atomowy 2,15 Å, promień jonowy Sr 2+ 1,20 Å. Gęstość formy α wynosi 2,63 g / cm3 (20 ° C); tpl 770 °C, t kip 1383 °C; ciepło właściwe 737,4 kJ/(kg K); oporność elektryczna 22,76·10 -6 om·cm -1 . Stront jest paramagnetyczny, podatność magnetyczna atomów w temperaturze pokojowej wynosi 91,2·10 -6 . Stront to miękki, plastyczny metal, który można łatwo ciąć nożem.
Polimorfen - znane są trzy jego modyfikacje. Do 215 o C modyfikacja sześcienna (α-Sr) jest stabilna, między 215 a 605 o C - heksagonalna (β-Sr), powyżej 605 o C - sześcienna modyfikacja skoncentrowana na ciele (γ-Sr).
Temperatura topnienia - 768 o C, Temperatura wrzenia - 1390 o C.
Właściwości chemiczne strontuStront w swoich związkach zawsze wykazuje wartościowość +2. Według właściwości stront jest zbliżony do wapnia i baru, zajmując między nimi pozycję pośrednią.
W elektrochemicznej serii napięć stront jest jednym z najbardziej aktywnych metali (jego normalny potencjał elektrody wynosi -2,89 V. Reaguje energicznie z wodą, tworząc wodorotlenek:
Sr + 2H 2 O \u003d Sr (OH) 2 + H 2
Współdziała z kwasami, wypiera metale ciężkie z ich soli. Ze stężonymi kwasami (H 2 SO 4 , HNO 3) reaguje słabo.
Metaliczny stront szybko utlenia się w powietrzu, tworząc żółtawy film, w którym oprócz tlenku SrO zawsze obecny jest nadtlenek SrO 2 i azotek Sr 3 N 2 . Podgrzany w powietrzu zapala się, sproszkowany stront w powietrzu ma skłonność do samozapłonu.
Energicznie reaguje z niemetalami - siarką, fosforem, halogenami. Oddziałuje z wodorem (powyżej 200 o C), azotem (powyżej 400 o C). Praktycznie nie reaguje z alkaliami.
W wysokich temperaturach reaguje z CO 2 tworząc węglik:
5Sr + 2CO2 = SrC2 + 4SrO
Łatwo rozpuszczalne sole strontu z anionami Cl - , I - , NO 3 - . Sole z anionami F -, SO 4 2-, CO 3 2-, PO 4 3- są słabo rozpuszczalne.
Zastosowanie strontuGłówne obszary zastosowań strontu i jego związków chemicznych to przemysł radioelektroniczny, pirotechnika, metalurgia oraz przemysł spożywczy.
Strontu stosuje się do stopowania miedzi i niektórych jej stopów, do wprowadzania do stopów ołowiu akumulatorowego, do odsiarczania żeliwa, miedzi i stali.
Stront o czystości 99,99-99,999% służy do redukcji uranu.
Magnetycznie twarde ferryty strontu są szeroko stosowane jako materiały do produkcji magnesów trwałych.
Na długo przed odkryciem strontu, jego nierozszyfrowane związki były używane w pirotechnice do wytwarzania czerwonych świateł. Do połowy lat 40. XX wieku stront był przede wszystkim metalem fajerwerków, zabawy i salutów. Stop magnezowo-strontowy ma najsilniejsze właściwości piroforyczne i jest stosowany w pirotechnice do kompozycji zapalających i sygnałowych.
Radioaktywny 90 Sr (okres półtrwania 28,9 lat) stosowany jest do produkcji radioizotopowych źródeł energii w postaci tytanianu strontu (gęstość 4,8 g/cm³, uwalnianie energii ok. 0,54 W/cm³).
Uranian strontu odgrywa ważną rolę w produkcji wodoru (cykl strontowo-uranowy, Los Alamos, USA) metodą termochemiczną (atomowa energia wodorowa), a w szczególności opracowywane są metody bezpośredniego rozszczepienia jąder uranu w składzie uranianu strontu do wytwarzania ciepła podczas rozkładu wody na wodór i tlen.
Tlenek strontu jest stosowany jako składnik ceramiki nadprzewodzącej.
Fluorek strontu jest używany jako składnik fluoru w stanie stałym baterie z ogromną intensywnością energii i gęstością energii.
Do odlewania przewodów odprowadzających baterie stosowane są stopy strontu z cyną i ołowiem. Stopy strontowo-kadmowe na anody ogniw galwanicznych.
Metal jest używany w glazurach i emaliach do powlekania naczyń. Szkliwa strontowe są nie tylko nieszkodliwe, ale także niedrogie (węglan strontu SrCO 3 jest 3,5 razy tańszy od czerwonego ołowiu). Charakterystyczne dla nich są również wszystkie pozytywne cechy szkliw ołowianych. Ponadto wyroby pokryte takimi szkliwami uzyskują dodatkową twardość, odporność na ciepło i odporność chemiczną.
Stront jest metalem aktywnym. Uniemożliwia to szerokie zastosowanie w technologii. Ale z drugiej strony wysoka aktywność chemiczna strontu pozwala na jego zastosowanie w pewnych obszarach. Gospodarka narodowa. W szczególności znajduje zastosowanie w wytopie miedzi i brązu – stront wiąże siarkę, fosfor, węgiel i zwiększa płynność żużla. W ten sposób stront przyczynia się do oczyszczenia metalu z licznych zanieczyszczeń. Ponadto dodatek strontu zwiększa twardość miedzi, prawie bez zmniejszania jej przewodności elektrycznej. Stront jest wprowadzany do elektrycznych lamp próżniowych w celu wchłonięcia pozostałego tlenu i azotu, aby uzyskać głębszą próżnię.
Wpływ strontu na organizm człowiekaSole i związki strontu mają niską toksyczność; podczas pracy z nimi należy kierować się przepisami bezpieczeństwa z solami metali alkalicznych i metali ziem alkalicznych.
Nie należy mylić wpływu na organizm człowieka naturalnych (nieradioaktywnych, niskotoksycznych, a ponadto szeroko stosowanych w leczeniu osteoporozy) i radioaktywnych izotopów strontu. Izotop strontu 90 Sr jest radioaktywny z okresem półtrwania 28,9 lat. 90 Sr ulega rozpadowi beta, zamieniając się w radioaktywny 90 Y (okres półtrwania 64 godziny).Całkowity rozpad strontu-90, który przedostał się do środowiska, nastąpi dopiero po kilkuset latach. 90 Sr powstaje podczas wybuchów jądrowych i emisji z elektrowni jądrowych.
Radioaktywny stront prawie zawsze ma negatywny wpływ na organizm człowieka:
1. Odkłada się w szkielecie (kościach), wpływa na tkankę kostną i szpik kostny, co prowadzi do rozwoju choroby popromiennej, guzów tkanki krwiotwórczej i kości.
2. Powoduje białaczkę i nowotwory złośliwe (rak) kości, a także uszkodzenia wątroby i mózgu.
Stront kumuluje się w szybkim tempie w organizmie dzieci do czwartego roku życia, kiedy dochodzi do aktywnego tworzenia tkanki kostnej. Wymiana strontu zmiany w niektórych chorobach układu pokarmowego i układu krążenia. Trasy wejścia:
Wpływ strontu nieradioaktywnego jest niezwykle rzadki i tylko w przypadku narażenia na inne czynniki (niedobór wapnia i witaminy D, niedożywienie, naruszenie proporcji pierwiastków śladowych, takich jak bar, molibden, selen itp.). Wtedy może powodować „krzywicę strontu” i „choroba uro” u dzieci – uszkodzenia i deformacje stawów, opóźnienie wzrostu i inne zaburzenia.
Stront-90.
Po dostaniu się do środowiska 90 Sr charakteryzuje się zdolnością do włączenia (głównie razem z Ca) w procesy metaboliczne roślin, zwierząt i ludzi. Dlatego przy ocenie zanieczyszczenia biosfery 90 Sr zwyczajowo oblicza się stosunek 90 Sr/Ca w jednostkach strontu (1 s.u. = 1 mikron μcurie 90 Sr na 1 g Ca). Podczas ruchu 90 Sr i Ca wzdłuż biologicznych i łańcuchy pokarmowe Występuje dyskryminacja strontu, dla którego ilościowego wyrażenia znajduje się „współczynnik dyskryminacji”, stosunek 90 Sr/Ca w następnym ogniwie łańcucha biologicznego lub pokarmowego do tej samej wartości w poprzednim ogniwie. W końcowym ogniwie łańcucha pokarmowego stężenie 90 Sr z reguły jest znacznie niższe niż w początkowym.
Rośliny mogą otrzymywać 90 Sr bezpośrednio z bezpośredniego zanieczyszczenia liści lub z gleby przez korzenie. Stosunkowo więcej 90 Sr akumulują rośliny strączkowe, rośliny okopowe i bulwiaste, mniej zboża, w tym zboża, oraz len. W nasionach i owocach gromadzi się znacznie mniej 90 Sr niż w innych narządach (np. 90 Sr jest 10 razy więcej w liściach i łodygach pszenicy niż w ziarnie). U zwierząt (głównie z pokarmów roślinnych) i ludzi (głównie z krowiego mleka i ryb) 90 Sr gromadzi się głównie w kościach. Ilość depozycji 90Sr w organizmie zwierząt i ludzi zależy od wieku osobnika, ilości napływającego radionuklidu, tempa wzrostu nowej tkanki kostnej i innych. 90 Sr stanowi duże zagrożenie dla dzieci, do których organizmu przedostaje się wraz z mlekiem i gromadzi się w szybko rosnącej tkance kostnej.
Dla ludzi okres półtrwania strontu-90 wynosi 90-154 dni.
Zawarcie w 1963 roku w Moskwie traktatu o zakazie prób broni jądrowej w atmosferze, przestrzeni kosmicznej i pod wodą doprowadziło do prawie całkowitego uwolnienia atmosfery z 90 Sr i zmniejszenia jej mobilnych form w glebie.
Po wypadku w elektrowni jądrowej w Czarnobylu całe terytorium ze znacznym zanieczyszczeniem strontem-90 znajdowało się w strefie 30-kilometrowej. Do zbiorników wodnych dostała się duża ilość strontu-90, ale w wodzie rzecznej jego stężenie nigdy nie przekroczyło maksymalnego dopuszczalnego stężenia woda pitna(z wyjątkiem rzeki Prypeć na początku maja 1986 r. w jej dolnym biegu).
Podczas awarii w elektrowni jądrowej w Czarnobylu stosunkowo niewiele przedostało się do środowiska – całkowite uwolnienie szacuje się na 0,22 MKi. Historycznie wiele uwagi poświęcano temu radionuklidowi w higienie radiacyjnej. Powodów jest kilka. Po pierwsze stront-90 odpowiada za znaczną część aktywności w mieszaninie produktów wybuchu jądrowego: 35% całkowitej aktywności bezpośrednio po wybuchu i 25% po 15-20 latach, a po drugie wypadki jądrowe na Majaku Stowarzyszenie Produkcyjne na Uralu Południowym w 1957 i 1967 roku, kiedy znaczna ilość strontu-90 została uwolniona do środowiska.
