Strontiumhistorie, struktur, egenskaper, reaksjoner og bruk

Han Strontium Det er et alkalisk metall hvis kjemiske symbol er SR. Nyskåret er hvit med sølvlyshet, men når den blir utsatt for luften oksiderer og får en gulaktig farge. Av denne grunn må det beskyttes mot oksygen under lagring.

Strontium blir trukket ut fra venene i form av Celestite- eller Celestina -mineraler (SRSO₄) og strontianitt (SRCO₃). Imidlertid er Celestita den viktigste måten gruveutnyttelsen av strontium oppstår, og er dens forekomster i sedimentært land og i forbindelse med svovel.

Metallisk strontiumprøve beskyttet av en argonatmosfære. Kilde: Strontium Unter Argon Schutzgas Atmosphäre.JPG Matthias Zepperderivative Work: Materialscientist [Pubsuin Domain]

Celestita presenteres i form av rombiske krystaller, det er vanligvis fargeløs, glassaktig og gjennomsiktig. Selv om Strontium blir trukket ut på denne måten, må det omdannes til dets respektive karbonat, hvorfra det endelig reduseres.

I 1790 ble Strontium identifisert som et nytt element for Adair Crawford og William Cruickshank, i et mineral fra en blygruve, nær byen Strontion i Argyll, Escosia. Strontium ble isolert i 1807 av Humphry Davy, ved bruk av elektrolyse.

Strontium er et formbart, duktilt metall og god strømleder; Men det har lite industriell og kommersiell bruk. En av anvendelsene er dannelsen av legeringer med aluminium og magnesium, noe som forbedrer styringen og flytningen av disse metallene.

I den periodiske tabellen er strontium lokalisert i gruppe 2, mellom kalsium og barium, og finner ut at noen av dets fysiske egenskaper, som tetthet, fusjonspunkt og hardhet, har mellomverdier i forhold til de som er vist for kalsium og barium.

Strontium presenteres i naturen som fire stabile isotoper: ⁸⁸SR med, 82,6 % overflod; han ⁸⁶Sr, med 9,9 % overflod; han ⁸⁷Sr, med 7,0 % overflod; og ⁸⁴SR, med 0,56 % overflod.

⁹⁰SR er en radioaktiv isotop som utgjør den mest skadelige komponenten i radioaktivt regn, produkt av kjernefysiske eksplosjoner og lekkasjer av atomreaktorer, siden på grunn av likheten mellom kalsium og strontium, er isotopen innarbeidet i beinene, og produserer beinkreft og leukemi.

[TOC]

Historie

Et mineral fra en blygruve nær byen Stontian, i Argyll, ble Skottland studert. Opprinnelig ble den identifisert som en type bariumkarbonat. Men Adair Crawford og William Cruickshank, i 1789, la merke til at stoffet som ble studert var et annet aktuelt i spørsmål.

Kjemikeren Thomas Charles Hope utnevnte det nye mineralet til en tilsvarende hjort.

I 1790 brakte Crawford og Cruickshank stoffet som ble studert og observerte at flammen var crimson rød, forskjellig fra flammene som er observert så langt i de kjente elementene. De konkluderte med at de var foran et nytt element.

I 1808 utsatte Sir William Humphry Davy elektrolyse for en fuktig blanding av hydroksyd eller strekkklorid med kvikksølvoksid ved bruk av en kvikksølvkatode. Deretter ble kvikksølvet til amalgamet dannet fordampet, og strontiet var fri.

Davy kalte det isolerte elementet stontium (Strontium).

Struktur og elektronisk konfigurasjon av strontium

Metallisk strontium krystalliserer ved romtemperatur i en kubikkstruktur sentrert i ansiktet (FCC).

I denne strukturen er SR -atomer lokalisert i toppunktene og på ansiktene til enheten cellebit. Det er relativt tettere enn andre strukturer (for eksempel kubikk eller BCC) for å ha fire SR -atomer totalt.

SR -atomer forblir samlet takket være den metalliske koblingen, produktet av overlappingen av deres atomiske orbitaler i Valencia i alle retninger inne i glasset. Denne orbitalen er 5s, som har to elektroner i henhold til elektronisk konfigurasjon:

[Kr] 5s²

Og så stammer et 5S -band, og et 5p kjøreband (bandteori).

Når det.

Oksidasjonstall

Strontium, som andre metaller, har en høy tendens til å miste valenselektronene; Dette er de to orbitale elektronene 5s. Dermed blir SR -atomer de divalente kationene SR²⁺ (M²⁺, Som resten av de alkalinoters metaller), isolektronikk til edelgass Kripton. Det sies da at Strontium har +2 oksidasjonsnummer.

Kan tjene deg: Ethanamid: Struktur, egenskaper, bruksområder, effekter

Når den i stedet for å miste to elektroner, bare mister en, dannes kationen⁺; Og derfor er oksidasjonsnummeret +1. MR⁺ Det er sjelden i strontium -avledede forbindelser.

Egenskaper

Utseende

Sillet hvitt med en metallisk glans, med et lite gult fargestoff.

Molmasse

87,62 g/mol.

Smeltepunkt

777 ºC.

Kokepunkt

1.377 ºC.

Tetthet

-Omgivelsestemperatur: 2,64 g/cm³

-Flytende tilstand (smeltepunkt): 2,375 g/cm³

Løselighet

Alkohol og syreoppløselig. Det er ikke vannløselig, siden det reagerer sterkt med det.

Fusjonsvarme

7.43 kJ/mol.

Fordampningsvarme

141 kJ/mol.

Termisk mola kapasitet

26.4 J/(mol · k).

Elektronegativitet

0,95 på Pauling -skalaen.

Ioniseringsenergi

Første ioniseringsnivå: 549,5 kJ/mol.

Andre ioniseringsnivå: 1.064.2 kJ/mol.

Tredje ioniseringsnivå: 4.138 kJ/mol.

Atomisk radio

Empirisk 215 pm.

Radiokovalent

195 ± 22:00.

Termisk ekspansjon

22,5 um/(m · k) ved 25 ° C.

Termisk ledningsevne

35,4 w/(m · k).

Elektrisk resistivitet

132 nΩ · m ved 20 ºC.

Hardhet

1.5 på MOHS -skalaen.

Brannpotensial

Strontium når det er fint delt, brenner spontant i luften. I tillegg brennes den når den varmes opp over smeltepunktet, og kan utgjøre en fare for eksplosjon når den blir utsatt for en flammevarme.

Oppbevaring

For å unngå strontiumoksidasjon, anbefales det å redde den nedsenket i parafin eller bensin. Strontium skal lagres på et friskt og godt ventilert sted, langt fra et organisk materiale og andre lett oksidable materialer.

Nomenklatur

Siden oksidasjonsnummeret +1 ikke er så vanlig, antas det at det bare er +2 for forenkling av nomenklatur rundt strontiumforbindelser. Det er grunnen til i aksjen nomenklatur (II) blir ignorert på slutten av navnene; Og i den tradisjonelle nomenklaturen ender de alltid med suffikset -ico.

For eksempel er SRO flekk- eller oksidoksyd, i henhold til henholdsvis lager og tradisjonelle nomenklinger.

Former

På grunn av sin store reaktivitet er metallstrontium ikke isolert i naturen. Imidlertid kan det finnes i dens elementære tilstand beskyttet mot oksygen, ved nedsenking i parafin eller i atmosfæren av inerte gasser (for eksempel edle gasser).

Det danner også legeringer med aluminium og magnesium, samt et aggregat til en tinn og blylegering. Strontium er i ionisk form (SR²⁺) oppløst i gulvet eller i sjøvann, etc.

Derfor refererer det å snakke om Strontium til SR -kationer²⁺ (Og i lavere grad, SR⁺).

Det kan også samhandle i ionisk form med andre elementer for å danne salter eller andre kjemiske forbindelser; som klorid, karbonat, sulfat, strontiumsulfid, etc.

Strontium er grunnleggende til stede i to mineraler: Celestita eller Celestina (SRSO₄) Og Strontita (SRCO₃). Celestita er den viktigste kilden til Larice Mining Extract.

Strontium har 4 naturlige isotoper, hvorav den i større overflod er ⁸⁸MR. Det er også mange radioaktive isotoper, kunstig produsert i atomreaktorer.

Biologisk papir

En biologisk funksjon av strontium i virveldyr er ikke kjent. På grunn av sin likhet med kalsium, kan den erstatte det i beinvev; det vil si SR²⁺Forstyrrer ca²⁺. Men andelen som finnes i beinet mellom strontium og kalsium, er mellom 1/1.000 og 1/2.000; det vil si ekstremt lavt.

Derfor bør strontium ikke oppfylle en naturlig biologisk funksjon i beinene.

Strontium -ranelate har blitt brukt i behandlingen av osteoporose, siden det gir en herding av beinene; Men i alle fall er dette en terapeutisk handling.

Et av få eksempler på en biologisk funksjon av stroncium er presentert i Acantharea, en radioprotozoan som har et skjelett med tilstedeværelsen av strontium.

Hvor er og produksjon

Celestita Crystal, en mineralogisk font av strontium. Kilde: Aram Dishan (bruker: Aramgutang) [Public Domain]

Strontium er omtrent 0,034 % av alle stollende bergarter. Imidlertid er det bare to mineraler: Celestita eller Celestina, finnes i forekomster med viktig strontiuminnhold.

Av de to viktige Stroncium -mineralene er det bare celestitten som er i tilstrekkelig mengde i sedimentære forekomster som gjør det mulig å opprette fasiliteter å trekke ut strontium.

Kan tjene deg: Rosario kjølemedium

Strasjon er mer nyttig enn Celestita, siden det meste av strontium er produsert i form av strontiumkarbonat; Men det er bare funnet noen forekomster som tillater bærekraftig gruveutnyttelse.

Strontiuminnhold i sjøvann varierer mellom 82 og 90 umol/L, en mye lavere konsentrasjon enn kalsium, mellom 9,6 og 11 mmol/l.

Nesten all gruveutnyttelse er basert på feltene i celestite, siden strontianittvener er knappe og ulønnsomme for utvinning av dem. Til tross for dette produseres strontium stort sett i form av strontiumkarbonat.

Pidgeon -metoden

Celestita blir forbrent i nærvær av kull for å transformere strontiumsulfat til strontiumsulfid. I det andre trinnet oppløses det mørke materialet som inneholder strontiumsulfid, oppløses i vann og filtre.

Deretter behandles strontiumsulfidløsningen med karbondioksid for å produsere strontiumkarbonatutfelling.

Strontium kan isoleres ved en variant av Pidgeon -metoden. Reaksjonen av strontiumoksyd og aluminium produseres i et vakuum, hvor strontium blir omdannet til gass og transporteres gjennom produksjonsturburen til kondensatorene, hvor den utfeller som fast.

Elektrolyse

Strontium kan oppnås i form av stolper ved hjelp av kontaktkatodeelektrolysemetoden. I denne prosedyren kommer en avkjølt jernstang som fungerer som en katode, i kontakt med overflaten til en smeltet blanding av kaliumklorid og strontiumklorid.

Når strontiet stivner på katoden (jernstangen), stiger baren.

Reaksjoner

Med kalsogener og halogener

Strontium er et aktivt reduserende metall og reagerer med henholdsvis halogener, oksygen og svovel for å produsere halogenider, oksider og sulfid. Strontium er et sølvmetall, men oksidert dannende strontiumoksid når den blir utsatt for luften:

Mr (S) +1/2₂(g) => SRO (S)

Oksidet danner et mørkt lag på overflaten av metallet. Mens hans reaksjon med klor og svovel er som følger:

Mr (S)+ CL₂(g) => srcl₂(S)

MR (S) + S (L) => SRS (S)

Strontium reagerer med smeltet svovel.

Med luften

Kan kombineres med oksygen for å danne strontiumperoksyd; Men det krever dannelse av høyt oksygentrykk. Den kan også reagere med nitrogen for å produsere strengt nitrid:

3Sr (S) + n₂(g) => sr₃N₂(S)

Imidlertid må temperaturen være større enn 380 ° C slik at reaksjonen oppstår.

Med vann

Strontium kan reagere voldsomt med vann for å danne strontiumhydroksid, SR (OH)₂ og hydrogengass. Reaksjonen mellom strontium og vann har ikke volden observert i reaksjonen mellom alkalisk og vannmetaller, samt den som ble observert i tilfelle av barium.

Med syrer og hydrogen

Strontium kan reagere med henholdsvis svovelsyre og salpetersyre for å opprinnelig sulfat og strontnitrat. Det kombinerer også varmt med hydrogen for å forårsake strontiumhydrid.

Strontium, som andre tunge elementer i blokkering av det periodiske tabellen, har et bredt spekter av koordinasjonstall; slik som 2, 3, 4, 22 og 24, observert i forbindelser som SRCD_elleve og Srzn_{1. 3}, For eksempel.

applikasjoner

- Elementary Strontium

Legeringer

Det brukes som en eutektisk modifiserer for å forbedre motstanden og duktiliteten til al-Ag-legering. Det brukes som inokulant i smelting av duktilt jern for å kontrollere grafittdannelse. Det legges også til tinn og lede legeringer for å gi hardhet og duktilitet.

I tillegg brukes det som deoksidant av kobber og bronse. Strontium for liten mengde tilsettes smeltet aluminium for å optimalisere metallstøpet Mel.

Det er et legeringsmiddel for aluminium eller magnesium som brukes i støperiet av motorblokker og hjul. Strontium forbedrer styringen og flytningen av metallet det er knyttet til legering.

Kan tjene deg: turbiditet: enheter, metoder, eksempler

Isotoper

Til tross for sin skadelige handling, ⁹⁰SR brukes som en termoelektrisk generator, ved bruk av kalorienergien til strålingen for å produsere langvarig strøm, med påføring i romkjøretøyer, eksterne forskningsstasjoner og i navigasjonsbøyer.

Han ⁸⁹SR har blitt brukt i behandlingen av beinkreft, ved bruk av den radioaktive utslippet av β -typen for ødeleggelse av tumorceller.

Strontium Atom har blitt brukt til å etablere et tidsmålingssystem, som knapt forsinker et sekund hvert 200 millioner år. Noe som gjør det til den mest presisjonsklokken.

- Forbindelser

Karbonat

Ferritas og magneter

Strontium karbonat (SRCO₃) reagere med jernoksid (tro₂ENTEN₃) Ved en temperatur mellom 1.000 og 1.300 ºC, for å danne en strontiumferritt. Denne Ferritas -familien har en generell SRFE -formel_xENTEN₄.

Keramiske magneter er laget av ferritas og brukes i flere applikasjoner. Blant dem: Speaker utdyping, motorens frontrute rengjøringsmotorer og barneleker.

Strontium karbonat brukes også i glassproduksjon for TV -skjermer og visualiseringsenheter.

Glass

I tillegg til å forbedre glasseierskap for flytende krystallskjermer (LCD), brukes det også i keramikkens emalje for retter, og forsterker dens motstand mot å bli riper og dannelsen av bobler under matlaging.

Det brukes i produksjonen av brukbart glass i optikk, glassvarer og belysning. Det er også en del av glassfiber og laboratorium og farmasøytisk glass, siden det øker hardheten og motstanden mot riper, så vel som lysstyrken.

Produksjon av metall og salter

Det brukes til å oppnå en sink av høy renhet, siden det bidrar til eliminering av blyforurensning. Hjelp til produksjon av strontiumkromat, forbindelse som brukes som korrosjonsinhibitor ved å trykke maling.

Avløpsvann og fosforescerende lamper

Det brukes i behandlingen av avløpsvann for eliminering av sulfat. I tillegg brukes det i produksjonen av ortofosforsyre, brukt i utdyping av lysstoffrør lamper.

Pyrotechnics

Strontiumkarbonat, som andre strontiumsalter, brukes i fyrverkeri for å gi en rød rød farge. Fargelegging som også brukes i strontiumdeteksjonstester.

Hydroksyd

Det brukes i rødbeter sukkerekstraksjon, siden strontiumhydroksid er kombinert med sukker for å forårsake et komplekst sakkarid. Komplekset kan dissosieres ved virkningen av karbondioksid, og etterlate sukkerfritt. Det brukes også i plaststabilisering.

Oksid

Det er til stede i glasset de bruker i fremstilling av bildøret til en TV, denne applikasjonen starter i 1970. Farge -TV -apparater, så vel som andre enheter som inneholder katodestråler, blir tvunget til å bruke strontium på frontplaten for å stoppe x -strålene.

Disse TV -ene er allerede i bruk, fordi katodetørene er erstattet av andre enheter, og derfor er ikke bruk av strontiumforbindelser nødvendig.

På den annen side brukes strontiumoksid for å forbedre kvaliteten på keramiske emaljer.

Klorid

Strontiumklorid brukes i noen tannpastaer for sensitive tenner og i utdyping av fyrverkeri. I tillegg brukes det på en begrenset måte for eliminering av uønskede gasser i vakuumbeholdere.

Ranelato

Det brukes i behandlingen av osteoporose, siden det øker bentettheten og reduserer forekomsten av brudd. Topisk anvendt, hemmer sensorisk irritasjon. Imidlertid har bruken redusert fordi det er bevis på at forekomsten av hjerte- og karsykdommer øker.

Aluminat

Det brukes som doponte i elektronikkindustrien. Det brukes ofte til å skinne visse leker i mørket, siden det er en kjemisk og biologisk inert forbindelse.

Referanser

1. Shiver & Atkins. (2008). Uorganisk kjemi. (Fjerde utgave). Mc Graw Hill.
2. Wikipedia. (2019). Stontium. Hentet fra: i.Wikipedia.org
3. Timothy p. Hanusa. (2019). Stontium. Encyclopædia Britannica. Gjenopprettet fra: Britannica.com
4. Nasjonalt senter for bioteknologiinformasjon. (2019). Stontium. PubChem -database. CID = 5359327. Gjenopprettet fra: Pubchem.NCBI.NLM.NIH.Gov
5. Traci Pedersen. (20. mai 2013). Fakta støttet. Gjenopprettet fra: Livescience.com
6. Dr. Doug Stewart. (2019). Stontium element fakta. Gjenopprettet fra: Chemicool.com
7. Helmestine, Anne Marie, PH.D. (3. juli 2019). Stontiumfakta (atomnummer 38 eller sr). Gjenopprettet fra: Thoughtco.com
8. Lentech b.V. (2019). Stontium. Gjenopprettet fra: Lentech.com