Стронцій – елемент головної підгрупи другої групи, п'ятого періоду періодичної системи хімічних елементів Д. І. Менделєєва, з атомним номером 38. Позначається символом Sr (лат. Strontium). Проста речовина стронцій (CAS-номер: 7440-24-6) - м'який, ковкий та пластичний лужноземельний метал сріблясто-білого кольору. Має високу хімічну активність, на повітрі швидко реагує з вологою і киснем, покриваючись жовтою оксидною плівкою.
Новий елемент виявили в мінералі стронціаніті, знайденому в 1764 році в свинцевому руднику поблизу шотландського села Строншіан, що згодом дала назву новому елементу. Присутність у цьому мінералі оксиду нового металу було встановлено у 1787 році Вільямом Крюйкшенком та Адером Кроуфордом. Виділено у чистому вигляді сером Хемфрі Деві у 1808 році.
Існують 3 способи отримання металевого стронцію:
1. термічне розкладання деяких сполук
2. електроліз
3. відновлення оксиду чи хлориду
Основним промисловим способом одержання металевого стронцію є термічне відновлення його оксиду алюмінієм. Далі отриманий стронцій очищається сублімацією.
Електролітичне отримання стронцію електролізом розплаву суміші SrCl 2 і NaCl не набуло широкого поширення через малий вихід по струму та забруднення стронцію домішками.
При термічному розкладанні гідриду або нітриду стронцію утворюється дрібнодисперсний стронцій, схильний до легкого займання.
Стронцій у своїх сполуках завжди виявляє валентність +2. За властивостями стронцій близький до кальцію та барію, займаючи проміжне положення між ними.
У електрохімічному ряді напруг стронцій знаходиться серед найбільш активних металів (його нормальний електродний потенціал дорівнює -2,89). Енергійно реагує з водою, утворюючи гідроксид:
Sr + 2H 2 O = Sr(OH) 2 + H 2
Взаємодіє з кислотами, витісняє важкі метали з їхньої солей. З концентрованими кислотами (H 2 SO 4 HNO 3) реагує слабо.
Металевий стронцій швидко окислюється на повітрі, утворюючи жовту плівку, в якій крім оксиду SrO завжди присутні пероксид SrO 2 і нітрид Sr 3 N 2 . При нагріванні на повітрі спалахує, порошкоподібний стронцій на повітрі схильний до самозаймання.
Енергійно реагує з неметалами – сіркою, фосфором, галогенами. Взаємодіє з воднем (понад 200оС), азотом (вище 400оС). Практично не реагує із лугами.
При високих температурахреагує з CO 2 утворюючи карбід:
5Sr + 2CO 2 = SrC 2 + 4SrO
Легкорозчинні солі стронцію з аніонами Cl-, I-, NO 3-. Солі з аніонами F-, SO 4 2-, CO 3 2-, PO 4 3- малорозчинні.
Стронцій
СТРОНЦІЙ-я; м.[Лат. strontium] Хімічний елемент (Sr), легкий сріблясто-білий метал, радіоактивні ізотопи якого застосовуються в ядерних випробуванняхта у техніці.
◁ Стронцієвий, -а, -а.
стронцій(Лат. Strontium), хімічний елемент II групи періодичної системи, відноситься до лужноземельних металів Названий за мінералом стронціаніту, знайденому біля села Строншіан (Strontian) у Шотландії. Сріблясто-білий метал; щільність 2,63 г/см 3 tпл 768°C. Хімічно дуже активний, тому сам метал застосовують мало (при виплавці міді та бронз для їх очищення, в електровакуумній техніці як геттер), солі - у виробництві фарб, складів, що світяться, глазурів і емалей. SrTiO 3 – сегнетоелектрик. При ядерних вибухах, ядерних реакторахутворюється радіоактивний ізотоп 90 Sr (період напіврозпаду 29,1 року), що становить велику небезпеку для людини при попаданні його в природне середовище.
СТРОНЦІЙСТРОНЦІЙ (лат. Strontium, від села Srtrontian в Шотландії, поблизу якої був знайдений), хімічний елемент з атомним номером 38, атомна маса 87,62. Хімічний символ Sr читається «стронцій». Розташований у 5 періоді групи IIА періодичної системи елементів. Лужноземельний метал. Природний стронцій складається з чотирьох стабільних ізотопів з масовими числами 84 (0,56% за масою), 86 (9,86%), 87 (7,02%) та 88 (82,56%).
Конфігурація зовнішнього електронного шару 5 s 2
. Ступінь окиснення +2 (валентність II). Радіус атома 0,215 нм, радіус іона Sr 2+ 0,132 нм (координаційне число 6). Енергії послідовної іонізації 5,6941 та 11,0302 еВ. Електронегативність по Полінгу (див.ПОЛІНГ Лайнус) 1,0.
Стронцій – м'який сріблясто-білий порівняно легкий метал.
Історія відкриття
У 1764 у свинцевому руднику виявили новий мінерал - стронціаніт. (див.У 1890 англієць А. Кроуфорд і, одночасно з ним, англієць Т. Хоп, німецький хімік М. КлапротКЛАПРОТ Мартін Генріх) (див.та російський академік Т. Є. ЛовіцЛОВИЦ Товий Єгорович) (див.виділили із стронціаніту оксид нового елемента. У 1808 амальгаму стронцію отримав англійський хімік Г. Деві.
Деві Гемфрі)
Поширеність у природі Зміст уземної кори (див. 0,034% за масою. У вільному вигляді не зустрічається. Найважливіші мінерали: стронціанітСТРОНЦІАНІТ) (див.і целестинЦелестін)
SrSO 4 . Як домішка міститься в мінералах кальцію, наприклад, у фторапатиті 3Са 3 (РО 4) 2 · СаF 2 .
Отримання
Основне джерело сировини при отриманні стронцію та його сполук - целестин SrSO 4 - спочатку відновлюють вугіллям при сильному нагріванні:
SrSO 4 + 4С = SrS + 4СО (див.Потім сульфід стронцію SrS соляною кислотоюСОЛЯНА КИСЛОТА) (див.переводять у SrCl 2 і зневоднюють його. Для отримання Sr його хлорид відновлюють магніємМАГНІЙ)
в атмосфері водню:
SrCl 2 + Mg = MgCl 2 + Sr (див.Стронцій одержують також відновленням SrO алюмініємАЛЮМІНІЙ) (див.кремніємКРЕМНІЙ)
або феросиліцієм:
4SrO + 2Al = 3Sr + SrAl 2 O 4
Фізичні та хімічні властивості Стронцій – м'який сріблясто-білий метал, що існує у трьох модифікаціях. До 231°C стійка a-модифікація з кубічними гранецентрованими гратами типу Cu,а
= 0,6085 нм. При 231-623°C - b-модифікація з гексагональною решіткою, при 623°C до температури плавлення (768°C) - g-модифікація з об'ємно кубічною центрованою решіткою. Температура кипіння 1390°C, густина 2,63 кг/дм 3 . Стронцій ковкий, пластичний метал.
Стронцій хімічно високоактивний. Стандартний електродний потенціал Sr 2+/Sr – 2,89 В. Прикімнатній температурі (див.на повітрі стронцій покривається плівкою з оксиду SrO та пероксиду SrO 2 . При нагріванні на повітрі спалахує. Взаємодіючи з галогенами,ГАЛОГЕНИ) (див.утворює галогеніди SrCl 2 та SrBr 2 . При нагріванні до 300-400 ° C реагує з воднемВОДОРОД)
утворюючи гідрид SrH 2 . Нагріваючи стронцій в атмосфері CO 2 отримують:
5Sr + 2CO 2 = SrC 2 + 4SrO
Стронцій активно реагує з водою:
Sr + 2Н 2 О = Sr(ОН) 2 + Н 2
При нагріванні стронцій взаємодіє з азотом, сіркою, селеном та іншими неметалами з утворенням нітриду Sr 3 N 2 сульфіду SrS, селеніду SrSe і так далі.
Оксид стронцію - основний, взаємодіє з водою, утворюючи гідроксид:
SrО + Н 2 О = Sr(ОН) 2
При взаємодії з кислотними оксидами SrO утворює солі:
Іони Sr 2+ безбарвні. Хлорид SrCl 2 , бромід SrBr 2 , іодид SrI 2 , нітрат Sr(NO 3) 2 добре розчиняються у воді і забарвлюють полум'я в карміново-червоний колір. Нерозчинні карбонат SrCO 3 , сульфат SrSO 4 середній ортофосфат Sr 3 (PO 4) 2 .
Застосування
Стронцій використовується як легуюча добавка до сплавів на основі магнію, алюмінію, свинцю, нікелю та міді. Cтронцій входить до складу гетерів. Сполуки стронцію використовуються в піротехніці, входять до складу люмінесцентних матеріалів, емісійних покриттів радіоламп, використовуються при виготовленні скла.
Титанат стронцію SrTiO 3 використовується при виготовленні діелектричних антен, п'єзоелементів, малогабаритних нелінійних конденсаторів, як датчики інфрачервоного випромінювання. Препарати 90 Sr використовуються при променевій терапії шкірних та деяких очних хвороб.
Фізіологічна дія
З'єднання стронцію токсичні. При попаданні в організм можлива поразка кісткової тканинита печінки. ГДК стронцію у воді 8 мг/л, у повітрі для гідроксиду, нітрату та оксиду 1 мг/м 3 , для сульфату та фосфату 6 мг/м 3 .
Проблеми 90 Sr
При вибухах ядерних зарядів або через витік радіоактивних відходів у навколишнє середовищенадходить радіоактивний ізотоп 90 Sr. Утворюючи добре розчинний у воді гідрокарбонат Sr(HCO 3) 2 , 90 Sr мігрує у воду, ґрунт, рослини та організми тварин.
Енциклопедичний словник . 2009 .
Синоніми:- (Ново лат.). Легкий метал жовтого кольору, названий так на ім'я села в Шотландії, на околицях якої відкрито вперше; у поєднанні з вуглекислотою утворює мінерал стронціаніт. Словник іноземних слів, що увійшли до складу російської мови. Словник іноземних слів російської мови
Таблиця нуклідів Загальні відомостіНазва, символ Стронцій 90, 90Sr Альтернативні назви Радіостронцій Нейтронів 52 Протонів 38 Властивості нукліду Атомна маса 8 … Вікіпедія
СТРОНЦІЙ- Хім. елемент, символ Sr (лат. Strontium), ат. н. 38, ат. м. 87,62; відноситься до лужноземельних металів, має сріблясто білий колір, Щільність 2630 кг/м3, tпл = 768 °С. Хімічно дуже активний, тому у чистому вигляді застосовується мало. Використовують … Велика політехнічна енциклопедія
Хім. Елемент II гр. періодичної системи, порядковий номер 38, ат. в. 87, 63; складається із 4 стабільних ізотопів. Середній ізотопний склад звичайного С. наступний: Sr84 – 0,56%, Si86 – 9,86%, Sr87 – 7,02%, Sr88 – 82,56%. Один із ізотопів С. Sr87… … Геологічна енциклопедія
Целестин Словник російських синонімів. стронцій сущ., кіл у синонімів: 5 іноземець (23) метал … Словник синонімів
- (Strontium), Sr, хімічний елемент ІІ групи періодичної системи, атомний номер 38, атомна маса 87,62; м'який лужноземельний метал. Внаслідок ядерних випробувань, аварій на АЕС та з радіоактивними відходами в довкілля потрапляє… … Сучасна енциклопедія
- (Лат. Strontium) Sr, хімічний елемент II групи періодичної системи, атомний номер 38, атомна маса 87,62, відноситься до лужноземельних металів. Названий за мінералом стронціаніту, знайденому біля д. Строншіан (Strontian) у Шотландії. Великий Енциклопедичний словник- (Strontium), Sr, хім. елемент II групи періодич. системи елементів, ат. номер 38, ат. маса 87,62, лужно земельний метал. Природний С. суміш стабільних 84Sr, 86Sr 88Sr, в якій переважає 88Sr (82,58%), а найменше 84Sr (0,56%). Фізична енциклопедія
Металевий стронцій зараз одержують алюмотермічним способом. Окис SrO змішують з порошком або стружкою алюмінію і при температурі 1100...1150°C електровакуумної печі (тиск 0,01 мм ртутного стовпа) починають реакцію:
4SrO + 2Аl → 3Sr + Аl 2 O 3 · SrO.
Електроліз сполук стронцію (метод, яким користувався ще Деві) менш ефективний.
Стронцій – активний метал. Це перешкоджає його широкому застосуваннюу техніці. Але, з іншого боку, висока хімічна активність стронцію дозволяє використовувати його у певних галузях народного господарства. Зокрема, його застосовують при виплавці міді та бронз – стронцій пов'язує сірку, фосфор, вуглець та підвищує плинність шлаку. Таким чином, стронцій сприяє очищенню металу від численних домішок. Крім того, добавка стронцію підвищує твердість міді, майже не знижуючи її електропровідності. В електровакуумні трубки стронцій вводять, щоб поглинути залишки кисню та азоту, зробити вакуум глибшим. Багаторазово очищений стронцій використовують як відновник при отриманні урану.
Додатково:
Стронцій-90 (англ. strontium-90) - радіоактивний нуклід хімічного елемента стронцію з атомним номером 38 імасовим числом 90. Утворюється переважно при розподіл ядер в ядерних реакторах і ядерної зброї.
У довкілля 90 Sr потрапляє переважно при ядерних вибухах та викидах з АЕС.
Стронцій є аналогом кальцію і здатний міцно відкладатися у кістках. Тривалий радіаційний вплив 90 Sr та продуктів його розпаду вражає кісткову тканину та кістковий мозок, що призводить до розвитку променевої хвороби, пухлин кровотворної тканини та кісток.
Застосування:
90 Sr застосовується у виробництві радіоізотопних джерел енергії у вигляді титанату стронцію (щільність 4,8 г/см³, енерговиділення близько 0,54 Вт/см³).
Одне з широких застосувань 90 Sr – контрольні джерела дозиметричних приладів, у тому числі військового призначення та Цивільної оборони. Найбільш поширений - типу «Б-8» виконаний як металева підкладка, що містить у поглибленні краплю епоксидної смоли, що містить сполуку 90 Sr. Для забезпечення захисту від утворення радіоактивного пилу через ерозію препарат закритий тонким шаром фольги. Фактично такі джерела іонізуючого випромінювання є комплексом 90 Sr - 90 Y, оскільки ітрій безперервно утворюється при розпаді стронцію. 90 Sr - 90 Y є практично чистим бета-джерелом. На відміну від гамма-радіоактивних препаратів бета-препарати легко екранувати відносно тонким (близько 1 мм) шаром сталі, що зумовило вибір бета-препарату для перевірочних цілей, починаючи з другого покоління військової дозиметричної апаратури (ДП-2, ДП-12, ДП- 63).
Стронцій – сріблясто-білий, м'який, пластичний метал. Хімічно він дуже активний, як і всі лужноземельні метали. Ступінь окислення + 2. Стронцій безпосередньо з'єднується при нагріванні з галогенами, фосфором, сіркою, вуглецем, воднем і навіть із азотом (при температурі вище 400°С).
Висновок
Отже, часто стронцій застосовують в хімії, метеллургії, перотехніці, атомноводневої енергетиці і тд. І тому цей хімічний елемент все впевненіше прокладає собі дорогу в промисловість, попит на нього безперервно зростає.
Стронцій так само корисний у медицині. Дія на організм людини природного стронцію (малотоксичного, що широко використовується для лікування остеопорозу). Радіоактивний стронцій практично завжди негативно впливає на організм людини.
А чи зможе природа задовольнити потреби людства у цьому металі?
Термальні води, що піднімалися разом із лавою із земних надр, були багаті стронцієм. Розташовані серед вулканів озера накопичували цей елемент, утворюючи за тисячоліття вельми солідні його запаси.
Є стронцій і у водах Кара-Богаз-Гола. Постійне випаровування вод затоки призводить до того, що концентрація солей безперервно зростає і нарешті досягає точки насичення - солі випадають в осад. Зміст стронцію у цих опадах іноді становить 1 - 2%.
Декілька років тому геологи виявили значне родовище целестину в горах Туркменії. Блакитні пласти цього цінного мінералу залягають на схилах ущелин та глибоких каньйонів Куштангтау – гірського хребта у південно-західній частині Паміро-Алаю. Немає сумніву, що туркменський «небесний» камінь успішно слугуватиме нашому народному господарству.
Природі не властива квапливість: зараз людина використовує запаси стронцію, які вона почала створювати мільйони років тому. Але й сьогодні у глибинах землі, у товщі морів та океанів відбуваються складні хімічні процеси, З'являються скупчення цінних елементів, народжуються нові скарби, але дістануться вони вже не нам, а нашим далеким-далеким нащадкам.
Список літератури
Енциклопедія Навколишній світ
http://www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/himiya/STRONTSI.html?page=0,3
Вікіпедія «Стронцій»
http://ua.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%BD%D1%86%D0%B8%D0%B9
3.Популярна бібліотека хімічних елементів
Природний стронцій складається з чотирьох стабільних ізотопів 88 Sr (82,56%), 86 Sr (9,86%), 87 Sr (7,02%) та 84 Sr (0,56%). Поширеність ізотопів стронцію варіюється у зв'язку з утворенням 87 Sr за рахунок розпаду природного 87 Rb. Тому точний ізотопний склад стронцію в породі або мінералі, які містять рубідій, залежить від віку і відношення Rb/Sr в цій породі або мінералі.
Штучно отримані радіоактивні ізотопи з масовими числами від 80 до 97, зокрема 90 Sr (Т 1/2 = 29,12 року), що утворюється при розподілі урану. Ступінь окиснення +2, дуже рідко +1.
Свою назву стронцій отримав від мінералу стронціаніту, знайденого в 1787 у свинцевій копальні біля Стронціана (Шотландія). У 1790 англійським хіміком Адером Кроуфордом (Crawford Ader) (1748-1795) було показано, що стронціаніт містить нову, ще невідому «землю». Цю особливість стронціаніту встановив і німецький хімік Мартін Генріх Клапрот (Klaproth Martin Heinrich) (1743–1817). Англійський хімік Т.Хоп (Hope T.) у 1791 р. довів, що в стронціаніті міститься новий елемент. Він чітко розмежував сполуки барію, стронцію та кальцію, використовуючи, крім інших методів, характерне забарвлення полум'я: жовто-зелене для барію, яскраво-червоне для стронцію та оранжево-червоне для кальцію.
Незалежно від західних учених, петербурзький академік Тобіаш (Товій Єгорович) Ловіц (1757–1804) у 1792, досліджуючи мінерал барит, дійшов висновку, що в ньому, крім оксиду барію, як домішка знаходиться і «стронціанова земля». Він зумів витягти з важкого шпату понад 100 г нової «землі» та дослідив її властивості. Результати цієї роботи були опубліковані в 1795 році. Ловіц писав тоді: «Я був приємно вражений, коли прочитав... чудову статтюпана професора Клапрота про стронціанову землю, про яку до цього було дуже неясне уявлення... Всі зазначені ним властивості солекислих і селітрокислих середніх солей у всіх пунктах цілком збігаються з властивостями моїх таких же солей... Мені залишалося тільки перевірити. Чудова властивість стронціанової землі - забарвлювати спиртове полум'я в карміново-червоний колір, і, дійсно, моя сіль... мала повною мірою цю властивість».
У вільному вигляді стронцій першим виділив англійський хімік і фізик Гемфрі Деві в 1808 році. Металевий стронцій був отриманий при електролізі його зволоженого гідроксиду. Стронцій, що виділявся на катоді, з'єднувався з ртуттю, утворюючи амальгаму. Розклавши амальгаму нагріванням, Деві виділив чистий метал.
Поширеність стронцію у природі та її промислове отримання. Зміст стронцію у земній корі становить 0,0384%. Він є п'ятнадцятим за поширеністю і слідує відразу за барієм, трохи поступаючись фтору. У вільному вигляді стронцій немає. Він утворює близько 40 мінералів. Найбільш важливий з них целестин SrSO 4 . Добувають також стронціаніт SrCO 3 . Стронцій присутній як ізоморфна домішка в різних магнієвих, кальцієвих і барієвих мінералах.
Стронцій міститься і в природних водах. У морській водійого концентрація становить 0,1 мг/л. Це означає, що у водах Світового океану містяться мільярди тонн стронцію. Мінеральні води, Що містять стронцій, вважають перспективною сировиною виділення цього елемента. В океані частина стронцію концентрується у залізомарганцевих конкреціях (4900 т на рік). Стронцій накопичується також найпростішими морськими організмами – радіоляріями, скелет яких побудований із SrSO 4 .
Докладна оцінка світових промислових ресурсів стронцію не проводилася, але вважають, що вони перевищують 1 млрд. т.
Найбільші поклади целестину – у Мексиці, Іспанії та Туреччині. У Росії подібні родовища є у Хакасії, Пермській та Тульській області. Проте потреби у стронції нашій країні задовольняються, переважно, з допомогою імпорту, і навіть переробки апатитового концентрату, де карбонат стронцію становить 2,4%. Фахівці вважають, що видобуток стронцію у нещодавно відкритому Кишертському родовищі (Пермська область) може вплинути на ситуацію на світовому ринку цього продукту. Ціна на пермський стронцій може виявитися приблизно в 1,5 раза нижчою, ніж на американську, вартість якої зараз становить близько 1200 дол. за тонну.
Металевий стронцій має сріблясто-біле забарвлення. У неочищеному стані він забарвлений у блідо-жовтий колір. Це порівняно м'який метал, що легко ріжеться ножем. При кімнатній температурі стронцій має кубічні гранецентровані грати (a-Sr); при температурі вище 231° перетворюється на гексагональну модифікацію (b -Sr); при 623° З перетворюється на кубічну об'ємноцентровану модифікацію (g -Sr). Стронцій відноситься до легких металів, щільність a-форми 2,63г/см3 (20° С). Температура плавлення стронцію дорівнює 768 ° С, температура кипіння становить 1390 ° С.
Будучи лужноземельним металом, стронцій активно реагує з неметалами. При кімнатній температурі металевий стронцій покривається плівкою із оксиду та пероксиду. При нагріванні на повітрі спалахує. Стронцій легко утворює нітрид, гідрид та карбід. При підвищених температурах стронцій реагує з діоксидом вуглецю:
5Sr + 2CO 2 = SrC 2 + 4SrO
Металевий стронцій взаємодіє з водою та кислотами, виділяючи з них водень:
Sr + 2H 3 O + = Sr 2+ + H 2 + 2H 2 O
Реакція не йде у тих випадках, коли утворюються малорозчинні солі.
Стронцій розчиняється в рідкому аміаку з утворенням темно-синіх розчинів, з яких при випаровуванні можна отримати блискучий аміакат мідного кольору Sr(NH 3) 6 поступово розкладається до аміду Sr(NH 2) 2 .
Для отримання металевого стронцію з природної сировини целестиновий концентрат спочатку відновлюють при нагріванні вугіллям до стронцію сульфіду. Потім сульфід стронцію обробляють соляною кислотою, а отриманий хлорид стронцію зневоднюють. Стронціанітовий концентрат розкладають випалом при 1200° С, а потім розчиняють оксид стронцію у воді або кислотах. Нерідко стронціаніт відразу розчиняють у азотній чи соляній кислоті.
Металевий стронцій отримують електролізом суміші розплавлених хлориду стронцію (85%) та хлориду калію або амонію (15%) на нікелевому або залізному катоді при 800° С. Отриманий цим методом стронцій зазвичай містить 0,3-0,4% калію.
Використовують також високотемпературне відновлення оксиду стронцію алюмінієм:
4SrO + 2Al = 3Sr + SrO·Al 2 O 3
Для металотермічного відновлення оксиду стронцію застосовують кремній або феросиліцій. Процес ведуть при 1000° С у вакуумі сталевої трубці. Хлорид стронцію відновлюють металевим магнієм в атмосфері водню.
Найбільшими виробниками стронцію є Мексика, Іспанія, Туреччина та Великобританія.
Незважаючи на досить великий змісту земній корі широкого застосування металевих стронцій ще не знайшов. Як і інші лужноземельні метали, він здатний очищати чорний метал від шкідливих газів та домішок. Ця властивість дає стронцію перспективу застосування у металургії. Крім того, стронцій є легуючою добавкою до сплавів магнію, алюмінію, свинцю, нікелю та міді.
Металевий стронцій поглинає багато газів і тому використовується як гетер в електровакуумній техніці.
Переважна ступінь окиснення (+2) для стронцію обумовлена насамперед його електронною конфігурацією. Він утворює численні бінарні сполуки та солі. У воді добре розчиняються хлорид, бромід, іодид, ацетат та деякі інші солі стронцію. Більшість солей стронцію мало розчинні; у тому числі сульфат, фторид, карбонат, оксалат. Малорозчинні солі стронцію легко виходять обмінними реакціями у водному розчині.
Багато сполук стронцію мають незвичайну будову. Наприклад, ізольовані молекули галогенідів стронцію помітно вигнуті. Валентний кут становить ~120° для SrF 2 і ~115° для SrCl 2 . Це можна пояснити з допомогою sd- (а чи не sp-) гібридизації.
Оксид стронцію SrO отримують прожарюванням карбонату або дегідратацією гідроксиду при температурі червоного гартування. Енергія решітки та температура плавлення цієї сполуки (2665 ° С) дуже високі.
При прожарюванні оксиду стронцію в кисневому середовищі високому тискуутворюється пероксид SrO2. Отримано також жовтий надпероксид Sr(O 2) 2 . При взаємодії з водою оксид стронцію утворює гідроксид Sr(OH) 2 .
Оксид стронцію– компонент оксидних катодів (емітерів електронів у електровакуумних приладах). Він входить до складу скла кінескопів кольорових телевізорів (поглинає рентгенівське випромінювання), високотемпературних надпровідників, піротехнічних сумішей. Його застосовують як вихідну речовину для одержання металевого стронцію.
У 1920 американець Хілл вперше застосував матову глазур, до складу якої входили оксиди стронцію, кальцію та цинку, проте цей факт залишився непоміченим, і нова глазур не стала конкурентом традиційних свинцевих глазур. Лише у роки Другої світової війни, коли свинець став особливо дефіцитним, згадали про відкриття Хілла. Це викликало лавину досліджень: у різних країнах з'явилися десятки рецептур стронцієвих глазур. Стронцієві глазурі не тільки менш шкідливі в порівнянні зі свинцевими, але і більш доступні (карбонат стронцію в 3,5 рази дешевший за свинцевий сурик). При цьому їм властиві всі позитивні якостісвинцевих глазур. Більш того, вироби, вкриті такими глазурями, набувають додаткової твердості, термостійкості, хімічної стійкості.
На основі оксидів кремнію та стронцію готують також емалі – непрозорі глазурі. Непрозорими їх роблять добавки оксидів титану та цинку. Вироби з порцеляни, особливо вази, часто прикрашають глазур'ю «кракле». Така ваза наче покрита сіткою пофарбованих тріщин. Основа технології «кракле» – різні коефіцієнтитермічного розширення глазурі та порцеляни. Фарфор, покритий глазур'ю, обпікають при температурі 1280-1300 ° C, потім температуру знижують до 150-220 ° C і ще не до кінця виріб, що остигнув, опускають в розчин барвних солей (наприклад, солей кобальту, якщо потрібно отримати чорну сітку). Ці солі заповнюють тріщини, що виникають. Після цього виріб сушать і знову нагрівають до 800-850 ° C - солі плавляться в тріщинах і герметизують їх.
Гідроксид стронцію Sr(OH)2 вважають помірно сильною основою. Він не дуже добре розчинний у воді, тому його можна осадити при дії концентрованого розчину лугу:
SrCl 2 + 2KOH(кінець) = Sr(OH) 2 Ї + 2KCl
При обробці кристалічного гідроксиду стронцію пероксидом водню утворюється SrO 2 ·8H 2 O.
Гідроксид стронцію може застосовуватися для виділення цукру з патоки, проте зазвичай використовують дешевий гідроксид кальцію.
Карбонат стронцію SrCO 3 мало розчинний у воді (2 10 -3 г в 100 г при 25 ° С). У присутності надлишку діоксиду вуглецю в розчині він перетворюється на гідрокарбонат Sr(HCO 3) 2 .
При нагріванні карбонат стронцію розкладається на оксид стронцію та діоксид вуглецю. Він взаємодіє з кислотами з виділенням діоксиду вуглецю та утворенням відповідних солей:
SrCO 2 + 3HNO 3 = Sr(NO 3) 2 + CO 2 + H 2 O
Основні сфери карбонату стронцію в сучасному світі– виробництво кінескопів для кольорових телевізорів та комп'ютерів, керамічних феритових магнітів, керамічних глазурів, зубної пасти, антикорозійних та фосфоресціюючих фарб, високотехнологічної кераміки, у піротехніці. Найбільш ємними напрямками споживання є перші два. При цьому попит на карбонат стронцію у виробництві телевізійного скла підвищується зі зростанням популярності телеекранів більших розмірів. Можливо, розвиток технології виробництва плоских телеекранів знизить попит на карбонат стронцію для телевізійних дисплеїв, проте експерти в промисловості вважають, що у найближчі 10 років плоскі телеекрани не стануть значними конкурентами традиційних.
Європа споживає левову частку карбонату стронцію для виробництва феритових стронцієвих магнітів, що використовуються в автомобільній промисловості, де вони застосовуються для магнітних засувок у дверцятах автомобілів та гальмівних системах. У США та Японії карбонат стронцію використовують переважно у виробництві телевізійного скла.
Протягом багатьох років найбільшими у світі виробниками карбонату стронцію були Мексика та Німеччина, виробничі потужності з випуску цього товару в яких зараз становлять відповідно 103 тис. та 95 тис. т на рік. У Німеччині використовують як сировину імпортний целестин, а мексиканські заводи працюють на місцевій сировині. У Останнім часомрічні потужності з виробництва карбонату стронцію розширилися у Китаї (приблизно до 140 тис. т). Китайський карбонат стронцію активно продається в Азії та Європі.
Нітрат стронцію Sr(NO 3) 2 добре розчинний у воді (70,5 г 100 г при 20° С). Його отримують взаємодією металевого стронцію, оксиду, гідроксиду або карбонату стронцію з азотною кислотою.
Нітрат стронцію – компонент піротехнічних складів для сигнальних, освітлювальних та запальних ракет. Він забарвлює полум'я у карміново-червоний колір. Хоча інші з'єднання стронцію надають полум'ю таке ж забарвлення, в піротехніці воліють використовувати саме нітрат: він не тільки фарбує полум'я, але одночасно служить окислювачем. Розкладаючись у полум'ї, він виділяє вільний кисень. При цьому спочатку утворюється нітрит стронцію, який потім перетворюється на оксиди стронцію та азоту.
У Росії сполуки стронцію широко використовувалися у піротехнічних складах. За часів Петра Першого (1672–1725) їх застосовували для отримання «потішних вогнів», які влаштовувалися під час різних урочистостей і свят. Академік А.Е.Ферсман назвав стронцій «металом червоних вогнів».
Сульфат стронцію SrSO 4 мало розчинний у воді (0,0113 г 100 г при 0° С). При нагріванні вище 1580 ° С він розкладається. Його отримають осадженням із розчинів солей стронцію сульфатом натрію.
Сульфат стронцію використовується як наповнювач при виготовленні фарб та гуми та утяжелювач у бурових розчинах.
Хромат стронцію SrCrO 4 осідає у вигляді жовтих кристалів при змішуванні розчинів хромової кислоти та гідроксиду барію.
Дихромат стронцію, що утворюється при дії кислот на хромат, добре розчинний у воді. Для переведення хромату стронцію в дихромат достатньо такої слабкої кислоти, як оцтова:
2SrCrO 4 + 2CH 3 COOH = 2Sr 2+ + Cr 2 O 7 2– + 2CH 3 COO – + H 2 O
Так його можна відокремити від менш розчинного хромату барію, який вдається перетворити на дихромат лише дією сильних кислот.
Хромат стронцію має високу світлостійкість, він дуже стійкий до впливу високих температур (до 1000° С), має хороші пасивуючі властивості по відношенню до сталі, магнію та алюмінію. Хромат стронцію застосовується як жовтий пігмент у виробництві лаків та художніх фарб. Його називають «стронціановий жовтий». Він входить до складу ґрунтовок на основі водорозчинних смол і особливо ґрунтовок на основі синтетичних смол для легких металів і сплавів (авіагрунтовок).
Титанат стронцію SrTiO 3 не розчиняється у воді, проте переходить у розчин під дією гарячої концентрованої сірчаної кислоти. Його одержують спіканням оксидів стронцію і титану при 1200-1300° С або співосаджених важкорозчинних сполук стронцію і титану вище 1000° С. Титанат стронцію застосовують як сегнетоелектрик, він входить до складу п'єзокераміки. У техніці надвисоких частот він служить як матеріал для діелектричних антен, фазообертачів та інших пристроїв. Плівки з титанату стронцію використовують при виготовленні нелінійних конденсаторів та датчиків інфрачервоного випромінювання. З їх допомогою створюють шаруваті структури діелектрик – напівпровідник – діелектрик – метал, які застосовуються у фотоприймачах, пристроїв, що запам'ятовують, та інших приладах.
Гексаферит стронцію SrO·6Fe 2 O 3 отримують спіканням суміші оксиду заліза (III) та оксиду стронцію. Це з'єднання використовують як магнітний матеріал.
Фторид стронцію SrF 2 мало розчинний у воді (трохи більше 0,1 г на 1 л розчину при кімнатній температурі). Він не взаємодіє з розведеними кислотами, але переходить у розчин під дією гарячої соляної кислоти. У кріолітових копальні Гренландії знайдено мінерал, що містить фторид стронцію - ярліт NaF · 3SrF 2 · 3AlF 3 .
Фторид стронцію використовується як оптичний і ядерний матеріал, компонент спеціальних стекол і люмінофорів.
Хлорид стронцію SrCl 2 добре розчинний у воді (34,6% масою при 20° С). З водних розчинів нижче 60,34° кристалізується гексагідрат SrCl 2 ·6H 2 O, що розпливається на повітрі. При більш високих температурах він втрачає спочатку 4 молекули води, потім ще одну, а при 250° повністю зневоднюється. На відміну від гексагідрату хлориду кальцію гексагідрат хлориду стронцію мало розчинний в етанолі (3,64% масою при 6° С), що використовується для їх поділу.
Хлорид стронцію використовується у піротехнічних складах. Його застосовують також у холодильній техніці, медицині, косметиці.
Бромід стронцію SrBr 2 гігроскопічний. У насиченому водному розчині його масова частка становить 50,6% при 20° С. Нижче 88,62° З водних розчинів кристалізується гексагідрат SrBr 2 ·6H 2 O, вище цієї температури – моногідрат SrBr 3 ·H 2 O. Гідрати повністю зневоднюються при 345 ° С.
Бромід стронцію отримують реакцією стронцію з бромом або оксиду (або карбонату) стронцію з бромоводневою кислотою. Він використовується як оптичний матеріал.
Йодід стронцію SrI 2 добре розчинний у воді (64,0% масою при 20° С), гірше – в етанолі (4,3% масою при 39° С). Нижче 83,9° З водних розчинів кристалізується гексагідрат SrI 2 ·6H 2 O, вище цієї температури – дигідрат SrI 2 ·2H 2 O.
Йодид стронцію служить як люмінесцентний матеріал у сцинтиляційних лічильниках.
Сульфід стронцію SrS отримують при нагріванні стронцію із сіркою або відновленням сульфату стронцію вугіллям, воднем та іншими відновниками. Його безбарвні кристали розкладаються водою. Сульфід стронцію застосовується як компонент люмінофорів, фосфоресціюючих складів, засобів для видалення волосся у шкіряній промисловості.
Карбоксилат стронцію можна отримати при взаємодії гідроксиду стронцію з відповідними карбоновими кислотами. Стронцієві солі жирних кислот(«Стронцієві мила») використовують для виготовлення спеціальних консистентних мастил.
Стронцієорганічні сполуки. Надзвичайно активні сполуки складу SrR 2 (R = Me, Et, Ph, PhCH 2 тощо) можуть бути отримані при використанні HgR 2 (часто лише за низької температури).
Біс(циклопентадієніл)стронцій є продуктом прямої реакції металу з або з самим циклопентадієном
Стронцій – складова частинамікроорганізмів, рослин та тварин. У морських радіолярій скелет складається із сульфату стронцію – целестину. Морські водоростімістять 26–140 мг стронцію на 100 г сухої речовини, наземні рослини – близько 2,6, морські тварини – 2–50, наземні тварини – близько 1,4, бактерії – 0,27–30. Накопичення стронцію різними організмами залежить не тільки від їх виду, особливостей, а й від співвідношення вмісту стронцію та інших елементів, головним чином кальцію та фосфору, у навколишньому середовищі.
Тварини отримують стронцій із водою та їжею. Деякі речовини, наприклад полісахариди водоростей, перешкоджають засвоєнню стронцію. Стронцій накопичується у кістковій тканині, у золі якої міститься близько 0,02% стронцію (в інших тканинах – близько 0,0005%).
Солі та сполуки стронцію відносяться до малотоксичних речовин, проте при надлишку стронцію уражаються кісткова тканина, печінка та мозок. Будучи близьким до кальцію по хімічним властивостям, стронцій різко відрізняється від нього за своєю біологічною дією. Надлишковий вміст цього елемента у ґрунтах, водах та продуктах харчування викликає «рівівську хворобу» у людини та тварин (за назвою річки Урів у Східному Забайкаллі) – ураження та деформацію суглобів, затримку росту та інші порушення.
Особливо небезпечні радіоактивні ізотопи стронцію.
Внаслідок ядерних випробувань та аварій на АЕС у навколишнє середовище надійшла велика кількість радіоактивного стронцію-90, період напіврозпаду якого становить 29,12 роки. До тих пір, поки не було заборонено випробування атомної та водневої зброї у трьох середовищах, кількість постраждалих від радіоактивного стронцію зростала з року в рік.
Протягом року після завершення атмосферних ядерних вибухів внаслідок самоочищення атмосфери більшість радіоактивних продуктів, у тому числі стронцію-90, випала з атмосфери на поверхню землі. Забруднення природного середовища за рахунок виведення зі стратосфери радіоактивних продуктів ядерних вибухів, що проводилися на полігонах планети в 1954–1980, зараз відіграє другорядну роль, внесок цього процесу в забруднення атмосферного повітря 90 Sr на два порядки менше, ніж від вітрового підйому пилу при ядерних випробуваннях та внаслідок радіаційних аварій.
Стронцій-90, поряд із цезієм-137, є основними забруднюючими радіонуклідами на території Росії. На радіаційну обстановку істотно впливає наявність забруднених зон, що з'явилися внаслідок аварій на Чорнобильській АЕС у 1986 та на ВО «Маяк» у Челябінській області у 1957 («Киштимська аварія»), а також на околицях деяких підприємств ядерно-паливного циклу.
Зараз середні концентрації 90 Sr у повітрі за межами територій, забруднених внаслідок Чорнобильської та Киштимської аварій, вийшли на рівні, що спостерігалися до аварії на Чорнобильській АЕС. У гідрологічних системах, пов'язаних із зонами, забрудненими при цих аваріях, суттєво позначається змив стронцію-90 з поверхні ґрунту.
Потрапляючи у ґрунт, стронцій разом із розчинними сполуками кальцію надходить у рослини. Більше інших накопичують 90 Sr бобові рослини, корене- та бульбоплоди, менше – злаки, у тому числі зернові, та льон. У насінні та плодах накопичується значно менше 90 Sr, ніж в інших органах (наприклад, у листі та стеблах пшениці 90 Sr у 10 разів більше, ніж у зерні).
З рослин стронцій-90 може безпосередньо чи через тварин перейти до організму людини. У чоловіків стронцій-90 накопичується більшою мірою, ніж у жінок. У перші місяці життя дитини відкладення стронцію-90 на порядок вище, ніж у дорослої людини, вона надходить в організм з молоком і накопичується в кістковій тканині, що швидко росте.
Радіоактивний стронцій зосереджується в скелеті і, таким чином, піддає організм тривалому радіоактивному впливу. Біологічна дія 90 Sr пов'язана з характером його розподілу в організмі і залежить від дози b-опромінення, створюваного ним та його дочірнім радіоізотопом 90 Y. При тривалому надходженні 90 Sr в організм навіть у відносно невеликих кількостях, в результаті безперервного опромінення кісткової тканини можуть розвиватися лейкемія та рак кісток. Повний розпад стронцію-90, що потрапив у довкілля, відбудеться лише через кілька сотень років.
Радіоізотоп стронцію застосовується у виробництві атомних електричних батарей. Принцип дії таких батарей заснований на здатності стронцію-90 випромінювати електрони, що володіють великою енергією, що потім перетворюється в електричну. Елементи з радіоактивного стронцію, з'єднані в мініатюрну батарейку (розміром із сірникову коробку), здатні безвідмовно служити без перезарядки 15–25 років, такі батареї незамінні для космічних ракетта штучних супутників Землі. А швейцарські годинники з успіхом використовують крихітні стронцієві батареї для живлення електрогодин.
Вітчизняними вченими створено ізотопний генератор електричної енергіїдля живлення автоматичних метеостанцій на основі стронцію-90. Гарантійний термін служби такого генератора – 10 років, протягом яких він може постачати. електричним струмомпотребують його прилади. Все обслуговування його полягає лише в профілактичних оглядах- раз в два роки. Перші зразки генератора встановлені в Забайкаллі та у верхів'ях річки тайгової Кручини.
У Таллінні працює атомний маяк. Головна його особливість – радіоізотопні термоелектричні генератори, у яких внаслідок розпаду стронцію-90 виникає теплова енергія, що перетворюється потім на світлову.
Пристрої, у яких використовується радіоактивний стронцій, використовуються для вимірювання товщини. Це необхідно для контролю та управління процесом виробництва паперу, тканин, тонких металевих стрічок, пластмасових плівок, лакофарбових покриттів. Ізотоп стронцію використовується у приладах для вимірювання щільності, в'язкості та інших характеристик речовини, дефектоскопах, дозиметрах, сигналізаторах. На машинобудівних підприємствах часто можна зустріти так звані b-реле, вони контролюють подачу заготовок на обробку, перевіряють справність інструменту, правильність положення деталі.
При виробництві матеріалів, які є ізоляторами (папір, тканини, штучне волокно, пластмаси тощо), внаслідок тертя виникає статична електрика. Щоб уникнути цього, користуються іонізуючими стронцієвими джерелами.
Олена Савінкіна
Стронцій - елемент головної підгрупи другої групи, п'ятого періоду періодичної системи хімічних елементів Д. І. Менделєєва з атомним номером 38. Позначається символом Sr (лат. Strontium). Проста речовина стронцій - м'який, ковкий та пластичний лужноземельний метал сріблясто-білого кольору. Має високу хімічну активність, на повітрі швидко реагує з вологою і киснем, покриваючись жовтою оксидною плівкою.
Атомний номер - 38
Атомна маса – 87,62
Щільність, кг/м³ - 2600
Температура плавлення, ° С - 768
Теплоємність, кДж/(кг·°С) - 0,737
Електронегативність - 1,0
Ковалентний радіус, Å - 1,91
1-й іонізація. потенціал, ев - 5,69
Історія відкриття стронціюУ 1764 р. у свинцевому руднику поблизу шотландського села Стронціан було знайдено мінерал, який назвали стронціанітом. Довгий час його вважали різновидом флюориту CaF 2 або вітриту ВаCO 3 , але в 1790 р. англійські мінералоги Кроуфорд і Крюікшенк проаналізували цей мінерал і встановили, що в ньому міститься нова «земля», а говорячи нинішньою мовою, окис.
Незалежно від них, той самий мінерал вивчав інший англійський хімік – Хоп. Прийшовши до таких результатів, він оголосив, що в стронціаніті є новий елемент - метал стронцій.
Очевидно, відкриття вже «витало в повітрі», бо майже одночасно повідомив про виявлення нової «землі» та видний німецький хімік Клапрот.
У ті роки на сліди «стронциановой землі» натрапив і відомий російський хімік – академік Товій Єгорович Ловиц. Його давно цікавив мінерал, відомий під назвою важкого шпату. У цьому мінералі (його склад BaSO 4) Карл Шееле відкрив у 1774 р. окис нового елемента барію. Не знаємо, чому Ловиць був небайдужий саме до важкого шпату; відомо тільки, що вчений, який відкрив адсорбційні властивості вугілля і зробив ще багато в галузі загальної та органічної хімії, колекціонував зразки цього мінералу. Але Ловіц не був просто збирачем, невдовзі він почав систематично досліджувати важкий шпат і в 1792 р. дійшов висновку, що в цьому мінералі міститься невідома домішка. Він зумів витягти зі своєї колекції досить багато – більше 100 г нової землі і продовжував досліджувати її властивості. Результати дослідження були опубліковані у 1795 р.
Так майже одночасно кілька дослідників у різних країнах впритул підійшли до відкриття стронцію. Але в елементарному вигляді його виділили лише 1808 р.
Видатний вчений свого часу Хемфрі Деві розумів уже, що елемент стронціанової землі має бути, мабуть, лужноземельним металом, і отримав його електроліз, тобто. тим самим способом, як і кальцій, магній, барій. А якщо говорити конкретніше, то перший у світі металевий стронцій був отриманий при електроліз його зволоженого гідроксиду. Стронцій, що виділявся на катоді, миттєво з'єднувався з ртуттю, утворюючи амальгаму. Розклавши амальгаму нагріванням, Деві виділив чистий метал.
Присутність стронцію у природіСтронцій міститься у морській воді (0,1 мг/л), у ґрунтах (0,035 мас%). Загалом, у геохімічних процесах він є супутником кальцію. У магматичних породах Стронцій знаходиться переважно у розсіяному вигляді та входить у вигляді ізоморфної домішки в кристалічні ґрати кальцієвих, калієвих та барієвих мінералів. У біосфері Стронцій накопичується в карбонатних породах і особливо в опадах солоних озер та лагун.
Стронцій - складова частина мікроорганізмів, рослин та тварин. У морських радіолярій (акантарій) скелет складається з сульфату Стронцію – целестину. Морські водорості містять 26-140 мг Стронцію на 100 г сухої речовини, наземні рослини – 2,6, морські тварини – 2-50, наземні тварини – 1,4, бактерії – 0,27-30. Накопичення Стронцію різними організмами залежить тільки від їх виду, особливостей, а й від співвідношення серед Стронція коїться з іншими елементами, переважно з Ca і P, і навіть від адаптації організмів до певної геохімічної середовищі.
У природі стронцій зустрічається як суміші 4 стабільних ізотопів 84 Sr (0,56 %), 86 Sr (9,86 %), 87 Sr (7,02 %), 88 Sr (82,56 %). Штучно отримані радіоактивні ізотопи з масовими числами від 80 до 97, зокрема. 90 Sr (T ½ = 27,7 року), що утворюється при розподілі урану.
Отримання стронцію
Існують 3 способи отримання металевого стронцію:
Основною сировиною для отримання сполук Стронцію є концентрати від збагачення целестину і стронціаніту. Металевий Стронційодержують відновленням оксиду Стронцію алюмінієм при 1100-1150 °C:
4SrO+ 2Al = 3Sr+ SrO·Al 2 O 3 .
Процес ведуть в електровакуумних апаратах [1 н/м 2 (10 -2 мм рт. ст.)] періодичної дії. Пари Стронцію конденсують на охолодженій поверхні вставленого в апарат конденсатора; після закінчення відновлення апарат заповнюють аргоном і розплавляють конденсат, який стікає у виливницю.
Електролітичне отримання стронцію електролізом розплаву суміші SrCl 2 і NaCl не набуло широкого поширення через малий вихід по струму та забруднення стронцію домішками.
Фізичні властивості стронціюПри кімнатній температурі грати Стронція кубічна гранецентрована (α-Sr) з періодом а = 6,0848Å; при температурі вище 248 °С перетворюється на гексагональну модифікацію (β-Sr) з періодами решітки а = 4,32 Å і с = 7,06 Å; при 614 °C переходить у об'ємно-центровану кубічну модифікацію (γ-Sr) з періодом а = 4,85Å. Атомний радіус 2,15 Å, іонний радіус Sr 2+ 1,20 Å. Щільність -форми 2,63 г/см 3 (20 °C); t пл 770 ° С, t кіп 1383 ° C; питома теплоємність 737,4 кдж/(кг К); питомий електроопір 22,76 · 10 -6 ом · см -1 . Стронцій парамагнітний, атомна магнітна сприйнятливість за кімнатної температури 91,2·10 -6 . Стронцій – м'який пластичний метал, легко ріжеться ножем.
Поліморфен – відомі три його модифікації. До 215 про З стійка кубічна гранецентрована модифікація (α-Sr), між 215 і 605 про З - гексагональна (β-Sr), вище 605 про З - кубічна об'ємно-центрована модифікація (γ-Sr).
Температура плавлення – 768 про С, Температура кипіння – 1390 про С.
Хімічні властивості стронціюСтронцій у своїх сполуках завжди виявляє валентність +2. За властивостями стронцій близький до кальцію та барію, займаючи проміжне положення між ними.
В електрохімічному ряду напруг стронцій знаходиться серед найбільш активних металів (його нормальний електродний потенціал дорівнює -2,89 В. Енергійно реагує з водою, утворюючи гідроксид:
Sr + 2H 2 O = Sr(OH) 2 + H 2
Взаємодіє з кислотами, витісняє важкі метали з їхньої солей. З концентрованими кислотами (H 2 SO 4 HNO 3) реагує слабо.
Металевий стронцій швидко окислюється на повітрі, утворюючи жовту плівку, в якій крім оксиду SrO завжди присутні пероксид SrO 2 і нітрид Sr 3 N 2 . При нагріванні на повітрі спалахує, порошкоподібний стронцій на повітрі схильний до самозаймання.
Енергійно реагує з неметалами – сіркою, фосфором, галогенами. Взаємодіє з воднем (понад 200 про З), азотом (вище 400 про З). Практично не реагує із лугами.
При високих температурах реагує з CO 2 утворюючи карбід:
5Sr + 2CO 2 = SrC 2 + 4SrO
Легкорозчинні солі стронцію з аніонами Cl-, I-, NO 3-. Солі з аніонами F-, SO 4 2-, CO 3 2-, PO 4 3- малорозчинні.
Застосування стронціюОсновні галузі застосування стронцію та його хімічних сполук – це радіоелектронна промисловість, піротехніка, металургія, харчова промисловість.
Стронцій застосовується для легування міді та деяких її сплавів, для введення в свинцеві акумуляторні сплави, для знесірювання чавуну, міді і сталей.
Стронцій чистотою 99,99-99,999% застосовується відновлення урану.
Магнітотверді ферити стронцію широко використовуються як матеріали для виробництва постійних магнітів.
Ще задовго до відкриття стронцію його нерозшифровані з'єднання застосовували в піротехніці для отримання червоних вогнів. До середини 40-х років 20 століття стронцій був, перш за все, металом феєрверків, потіх і салютів. Сплав магній-стронцій має найсильніші пірофорні властивості і знаходить застосування в піротехніці для запальних та сигнальних складів.
Радіоактивний 90 Sr (період напіврозпаду 28,9 років) застосовується у виробництві радіоізотопних джерел струму у вигляді титанату стронцію (щільність 4,8 г/см³, а енерговиділення близько 0,54 Вт/см³).
Уранат стронцію відіграє важливу роль при отриманні водню (стронцій-уранатний цикл, Лос-Аламос, США) термохімічним способом (атомно-воднева енергетика), і зокрема розробляються способи безпосереднього поділу ядер урану у складі уранату стронцію для отримання тепла при розкладанні води на водень та кисень.
Оксид стронцію застосовується як компонент надпровідних керамік.
Фторид стронцію використовується як компонент твердотільних фторіонних. акумуляторних батарейз величезною енергоємністю та енергощільністю.
Сплави стронцію з оловом та свинцем застосовуються для відливання струмовідводів акумуляторних батарей. Сплави стронцій-кадмій для анодів електричних елементів.
Метал застосовують у глазурі та емалі для покриття посуду. Стронцієві глазурі не тільки нешкідливі, але й доступні (карбонат стронцію SrCO 3 в 3,5 рази дешевший за свинцевий сурик). Всі позитивні якості свинцевих глазур властиві і їм. Більш того, вироби, вкриті такими глазурями, набувають додаткової твердості, термостійкості, хімічної стійкості.
Стронцій – активний метал. Це перешкоджає його широкому застосуванню у техніці. Але, з іншого боку, висока хімічна активність стронцію дозволяє використовувати його у певних областях народного господарства. Зокрема, його застосовують при виплавці міді та бронз – стронцій пов'язує сірку, фосфор, вуглець та підвищує плинність шлаку. Таким чином, стронцій сприяє очищенню металу від численних домішок. Крім того, добавка стронцію підвищує твердість міді, майже не знижуючи її електропровідності. В електровакуумні трубки стронцій вводять, щоб поглинути залишки кисню та азоту, зробити вакуум глибшим.
Вплив стронцію на організм людиниСолі та сполуки стронцію малотоксичні; при роботі з ними слід керуватися правилами техніки безпеки із солями лужних та лужноземельних металів.
Не слід плутати дію на організм людини природної (нерадіоактивної, малотоксичної і більше того, що широко використовується для лікування остеопорозу) та радіоактивних ізотопів стронцію. Ізотоп стронцію 90 Sr є радіоактивним з періодом напіврозпаду 28.9 років. 90 Sr зазнає β-розпаду, переходячи в радіоактивний 90 Y (період напіврозпаду 64 год.) Повний розпад стронцію-90, що потрапив у навколишнє середовище, відбудеться лише через кілька сотень років. 90 Sr утворюється при ядерних вибухах та викидах з АЕС.
Радіоактивний стронцій практично завжди негативно впливає на організм людини:
1. Відкладається в скелеті (кістках), вражає кісткову тканину та кістковий мозок, що призводить до розвитку променевої хвороби, пухлин кровотворної тканини та кісток.
2. Викликає лейкемію та злоякісні пухлини (рак) кісток, а також ураження печінки та мозку.
Стронцій з великою швидкістю накопичується в організмі дітей до чотирирічного віку, коли відбувається активне формування кісткової тканини. Обмін стронцію змінюється при деяких захворюваннях органів травлення та серцево-судинної системи. Шляхи влучення:
Вплив нерадіоактивного стронцію проявляється вкрай рідко і лише при дії інших факторів (дефіцит кальцію та вітаміну Д, неповноцінне харчування, порушення співвідношення мікроелементів, таких як барій, молібден, селен та ін.). Тоді він може викликати у дітей «стронцієвий рахіт» та «урівську хворобу» – поразку та деформацію суглобів, затримку росту та інші порушення.
Стронцій-90.
Потрапляючи в довкілля, 90 Sr характеризується здатністю включатися (головним чином разом з Ca) у процеси обміну речовин у рослин, тварин та людини. Тому при оцінці забруднення біосфери 90 Sr прийнято розраховувати відношення 90 Sr/Ca у стронцієвих одиницях (1 с. е. = 1 мк мккюрі 90 Sr на 1 г Ca). При пересуванні 90 Sr і Ca з біологічних та харчовим ланцюгамвідбувається дискримінація Стронцій, для кількісного вираження якої знаходять "коефіцієнт дискримінації", відношення 90 Sr/Ca у наступній ланці біологічного або харчового ланцюга до цієї величини в попередній ланці. У кінцевій ланці харчового ланцюга концентрація 90 Sr, як правило, значно менша, ніж у початковому.
У рослини 90 Sr може надходити безпосередньо при прямому забрудненні листя або з ґрунту через коріння. Відносно більше накопичують 90 Sr бобові рослини, корене- та бульбоплоди, менше – злаки, в т. ч. зернові, та льон. У насінні та плодах накопичується значно менше 90 Sr, ніж в інших органах (наприклад, у листі та стеблах пшениці 90 Sr у 10 разів більше, ніж у зерні). У тварин (надходить в основному з рослинною їжею) і людини (надходить в основному з коров'ячим молоком і рибою) 90 Sr накопичується головним чином в кістках. Величина відкладення 90 Sr в організмі тварин і людини залежить від віку особини, кількості радіонукліда, що надходить, інтенсивності зростання нової кісткової тканини та інших. Велику небезпеку 90 Sr представляє для дітей, в організм яких він надходить з молоком і накопичується в кістковій тканині, що швидко росте.
Для людини період його напіввиведення стронцію-90 - 90-154 діб.
Укладання в 1963 році в Москві Договору про заборону випробувань ядерної зброї в атмосфері, космосі та під водою призвело до майже повного звільнення атмосфери від 90 Sr та зменшення її рухомих форм у ґрунті.
Після аварії на чорнобильській АЕС вся територія із значним забрудненням стронцієм-90 опинилася в межах 30-кілометрової зони. Велика кількістьстронцію-90 потрапило у водоймища, але в річковій воді його концентрація ніде не перевищувала гранично допустимої для питної води(крім р. Прип'ять на початку травня 1986 р. у її нижній течії).
Під час аварії на Чорнобильській АЕС у зовнішнє середовищейого потрапило порівняно небагато – сумарний викид оцінюється у 0,22 МКі. Історично склалося так, що у радіаційній гігієні приділяється багато уваги цьому радіонукліду. Причин тому кілька. По-перше - на стронцій-90 припадає значна частина активності у суміші продуктів ядерного вибуху: 35% сумарної активності відразу після вибуху та 25% через 15-20 років, по-друге - ядерні аваріїна ВО «Маяк» на Південному Уралі в 1957 та 1967 роках, коли в довкілля було викинуто значну кількість стронцію-90.
