Strontiumhistoria, struktur, egenskaper, reaktioner och användningar

han strontium Det är en alkalisk metall vars kemiska symbol är SR. Nyskuren är vit med en silverljusstyrka, men när den utsätts för luften oxiderar den och förvärvar en gulaktig färg. Av denna anledning måste den skyddas från syre under lagring.

Strontium extraheras från sina vener i form av Celestite eller Celestina Minerals (SRSO₄) och strontianite (SRCO₃). Celestita är emellertid det främsta sättet på vilket gruvutnyttjandet av strontium inträffar, att vara dess avlagringar i sedimentärt land och i samband med svavel.

Metalliskt strontiumprov skyddat av en argonatmosfär. Källa: Strontium Unter argon Schutzgas Atmospäre.JPG Matthias Zepperderivative Work: MaterialScientist [Pubsuin Domain]

Celestita presenteras i form av rombiska kristaller, den är vanligtvis färglös, glasös och transparent. Även om strontium extraheras på detta sätt, måste den omvandlas till dess respektive karbonat, från vilket det äntligen reduceras.

1790 identifierades Strontium som ett nytt element för Adair Crawford och William Cruickshank, i ett mineral från en blygruva, nära staden Strontion i Argyll, Escosia. Strontium isolerades 1807 av Humphry Davy genom användning av elektrolys.

Strontium är en formbar, duktil metall och god elektricitetsledare; Men det har lite industriell och kommersiell användning. En av dess tillämpningar är bildandet av legeringar med aluminium och magnesium, vilket förbättrar hanteringen och fluiditeten hos dessa metaller.

I det periodiska tabellen ligger Strontium i grupp 2, mellan kalcium och barium, och konstaterar att några av dess fysiska egenskaper, såsom densitet, fusionspunkt och hårdhet, har mellanvärden i förhållande till de som visas för kalcium och barium.

Strontium presenteras i naturen som fyra stabila isotoper: ⁸⁸SR med, 82,6 % överflöd; han ⁸⁶SR, med 9,9 % överflöd; han ⁸⁷SR, med 7,0 % överflöd; och den ⁸⁴SR, med 0,56 % överflöd.

⁹⁰SR är en radioaktiv isotop som utgör den mest skadliga komponenten i radioaktivt regn, produkt av kärnexplosioner och läckor av kärnreaktorer, eftersom isotopen på grund av likhet mellan kalcium och strontium införlivas i benen, producerar bencancer och leukemi.

[TOC]

Historia

En mineral från en blygruva nära staden Stontian, i Argyll, Skottland studerades. Ursprungligen identifierades det som en typ av bariumkarbonat. Men Adair Crawford och William Cruickshank, 1789, märkte att ämnet som studerades var en annan ifrågasatt.

Kemisten Thomas Charles Hope utsåg det nya mineralet till motsvarande stag.

1790 förde Crawford och Cruickshank ämnet som studerades och observerade att lågan var röda röd, annorlunda än de lågor som hittills observerats i de kända elementen. De drog slutsatsen att de var framför ett nytt element.

1808 utsattes Sir William Humphry Davy, elektrolys för en fuktig blandning av hydroxid eller stretchklorid med kvicksilveroxid, med en kvicksilverkatod. Sedan indunstades den bildade amalgamen, strontium var fritt.

Davy kallade det isolerade elementet Stontium (Strontium).

Struktur och elektronisk konfiguration av strontium

Metallisk strontium kristalliserar vid rumstemperatur i en kubisk struktur centrerad i ansiktet (FCC).

I denna struktur finns SR -atomer i topparna och på ansikten på enhetens cellkub. Det är relativt tätare än andra strukturer (som kubik eller BCC) för att ha fyra SR -atomer totalt.

SR -atomer förblir förenade tack vare den metalliska länken, produkten av överlappningen av deras atomiska orbitaler i Valencia i alla riktningar inuti glaset. Denna orbital är 5s, som har två elektroner enligt elektronisk konfiguration:

[KR] 5S²

Och så, ett 5S -band har sitt ursprung, och ett 5p körband (bandteori).

När det gäller andra metallfaser finns det inte för mycket bibliografisk information, även om det är säkert att deras kristaller lider omvandlingar när de är föremål för högt tryck.

Oxidationsnummer

Strontium, som andra metaller, har en hög tendens att förlora sina valenselektroner; Dessa är de två orbitalelektronerna 5s. Således blir SR -atomer de tvååriga katjonerna SR²⁺ (M²⁺, Som resten av alkalinoterösa metaller), isolektronik till ädla gas Kripton. Det sägs då att strontium har +2 oxidationsnummer.

Kan tjäna dig: etanamid: struktur, egenskaper, användningar, effekter

När den i stället för att förlora två elektroner förlorar den bara en, katjonen⁺; Och därför är dess oxidationsnummer +1. herr⁺ Det är sällsynt i strontium -härledda föreningar.

Egenskaper

Utseende

Silled vit med en metallisk glans, med ett litet gult färgämne.

Molmassa

87,62 g/mol.

Smältpunkt

777 ºC.

Kokpunkt

1.377 ºC.

Densitet

-Omgivningstemperatur: 2,64 g/cm³

-Flytande tillstånd (smältpunkt): 2 375 g/cm³

Löslighet

Alkohol och syra lösligt. Det är inte vattenlösligt, eftersom det reagerar starkt med det.

Fusionsvärme

7,43 kJ/mol.

Förångningsvärme

141 kJ/mol.

Termisk molkapacitet

26.4 J/(mol · k).

Elektronnegativitet

0,95 på Pauling -skalan.

Joniseringsenergi

Första joniseringsnivån: 549,5 kJ/mol.

Andra joniseringsnivån: 1.064.2 kJ/mol.

Tredje joniseringsnivån: 4.138 kJ/mol.

Atomradio

Empirisk 215 pm.

Radiokovalent

195 ± 22:00.

Termisk expansion

22,5 um/(m · k) vid 25 ° C.

Värmeledningsförmåga

35.4 W/(M · K).

Elektrisk resistans

132 nΩ · m vid 20 ºC.

Hårdhet

1.5 på Mohs -skalan.

Brandpotential

Strontium när det är fint uppdelat, bränner spontant i luften. Dessutom bränns den när den värms över smältpunkten och kan utgöra en explosions fara när den utsätts för en låga värme.

Lagring

För att undvika strontiumoxidation rekommenderas det att rädda den nedsänkt i fotogen eller bensin. Strontium bör förvaras på en färsk och väl ventilerad plats, långt ifrån ett organiskt material och annat lätt oxiderbart material.

Nomenklatur

Eftersom oxidationsnumret +1 inte är så vanligt antas det att det endast finns +2 för förenkling av nomenklatur runt strontiumföreningar. Det är därför i aktie nomenklaturen (ii) ignoreras i slutet av namnen; Och i den traditionella nomenklaturen slutar de alltid med suffixet -ico.

Till exempel är SRO fläck- eller oxidoxiden, enligt beståndet respektive traditionella nomenklaturer.

Former

På grund av dess stora reaktivitet är metallstrontium inte isolerad i naturen. Det finns emellertid i dess elementära tillstånd skyddat från syre, genom nedsänkning i fotogen eller i atmosfären hos inerta gaser (såsom ädla gaser).

Det bildar också legeringar med aluminium och magnesium, samt ett aggregat till en tenn och blylegering. Strontium är i jonisk form (SR²⁺) upplöst i golvet eller i havsvatten, etc.

Därför hänvisar man om Strontium till SR -katjoner²⁺ (Och till en lägre grad, SR⁺).

Det kan också interagera i jonform med andra element för att bilda salter eller andra kemiska föreningar; såsom klorid, karbonat, sulfat, strontiumsulfid, etc.

Strontium är i grunden närvarande i två mineraler: Celestita eller Celestina (SRSO₄) Och Strontita (SRCO₃). Celestita är den viktigaste källan till Larice Mining Extraktion.

Strontium har fyra naturliga isotoper, varav den i större överflöd är ⁸⁸herr. Det finns också många radioaktiva isotoper, konstgjorda i kärnreaktorer.

Biologiskt papper

En biologisk funktion av strontium i ryggradsdjur är inte känd. På grund av dess likhet med kalcium kan den ersätta den i benvävnader; det vill säga SR²⁺förskjuter CA²⁺. Men andelen som finns i benet mellan strontium och kalcium är mellan 1/1.000 och 1/2.000; det är extremt lågt.

Därför bör strontium inte uppfylla en naturlig biologisk funktion i benen.

Strontium ranelate har använts vid behandling av osteoporos, eftersom det ger en härdning av benen; Men i alla fall är detta en terapeutisk handling.

Ett av de få exemplen på en biologisk funktion av STRONCIUM presenteras i Acantharea, en radiokolliserande protozoan som har ett skelett med närvaro av strontium.

Var är och produktion

Celestita Crystal, ett mineralogiskt teckensnitt av strontium. Källa: Aram Dishan (användare: Aramgutang) [Public Domain]

Strontium är ungefär 0,034 % av alla stollande bergarter. Emellertid finns endast två mineraler: Celestita eller Celestina i insättningar med viktigt strontiuminnehåll.

Av de två viktiga stoncium -mineralerna är bara himmelstiten i ett tillräckligt belopp i sedimentära avlagringar som gör det möjligt för skapandet av anläggningar att extrahera strontium.

Kan tjäna dig: Rosario köldmedium

Stration är mer användbar än Celestita, eftersom det mesta av strontium produceras i form av strontiumkarbonat; Men bara några insättningar har hittats som tillåter hållbar gruvutnyttjande.

Strontiuminnehållet i havsvatten sträcker sig mellan 82 och 90 umol/L, en mycket lägre koncentration än kalcium, mellan 9,6 och 11 mmol/L.

Nästan all gruvutnyttjande är baserad på fälten för himmelstiten, eftersom strontianit vener är knappa och olönsamma för extraktionen av dem. Trots detta produceras strontium mestadels i form av strontiumkarbonat.

Pidgeon -metod

Celestita är förbränning i närvaro av kol för att förvandla strontiumsulfat till strontiumsulfid. I det andra steget upplöses det mörka materialet som innehåller strontiumsulfid i vatten och filter.

Sedan behandlas strontiumsulfidlösningen med koldioxid för att producera strontiumkarbonatutfällning.

Strontium kan isoleras med en variant av pidgeon -metoden. Reaktionen av strontiumoxid och aluminium produceras i ett vakuum, där strontium omvandlas till gas och transporteras genom produktionsturburen till kondensatorerna, där det fälls ut som fast.

Elektrolys

Strontium kan erhållas i form av staplar med hjälp av kontaktkatodelektrolysmetoden. I denna procedur kommer en kyld järnstång som fungerar som en katod, i kontakt med ytan på en smält blandning av kaliumklorid och strontiumklorid.

När strontium stelnar på katoden (järnstång) stiger stången.

Reaktioner

Med kalkogener och halogener

Strontium är en aktiv reducerande metall och reagerar med halogener, syre och svavel för att producera halider, oxider respektive sulfid. Strontium är en silvermetall, men oxiderad bildande strontiumoxid när den utsätts för luften:

MR (S) +1/2₂(g) => sro (s)

Oxiden bildar ett mörkt skikt på metallens yta. Medan hans reaktion med klor och svavel är följande:

MR (S)+ CL₂(g) => srcl₂(S)

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

Strontium reagerar med smält svavel.

Med luften

Kan kombineras med syre för att bilda strontiumperoxid; Men det kräver för att det bildas högt syretryck. Det kan också reagera med kväve för att producera strontig nitrid:

3SR (S) + N₂(g) => sr₃N₂(S)

Temperaturen måste emellertid vara större än 380 ° C så att reaktionen inträffar.

Med vatten

Strontium kan reagera våldsamt med vatten för att bilda strontiumhydroxid, SR (OH)₂ och vätgasgas. Reaktionen mellan strontium och vatten har inte det våld som observerats i reaktionen mellan alkaliska och vattenmetaller, liksom den som observerats i fallet med barium.

Med syror och väte

Strontium kan reagera med svavelsyra och salpetersyra för att komma från respektive sulfat och strontiumnitrat. Det kombinerar också varmt med väte för att orsaka strontiumhydrid.

Strontium, som andra tunga element i block S i det periodiska tabellen, har ett brett utbud av koordinationsnummer; såsom 2, 3, 4, 22 och 24, observerade i föreningar såsom SRCD_elva och Srzn₁₃, Till exempel.

Ansökningar

- Grundstrontium

Legeringar

Det används som en eutektisk modifierare för att förbättra motståndet och duktiliteten hos Al-Ag-legering. Det används som ympande i smältningen av duktilt järn för att kontrollera grafitbildning. Det läggs också till tenn och leder legeringar för att ge hårdhet och duktilitet.

Dessutom används det som deoxidant av koppar och brons. Liten kvantitet strontium läggs till smält aluminium för att optimera metallgjutningen Mel.

Det är ett legeringsmedel för aluminium eller magnesium som används i gjuteriet av motorblock och hjul. Strontium förbättrar hanteringen och flytande metall som den är kopplad till legering.

Kan tjäna dig: turbiditet: enheter, metoder, exempel

Isotoper

Trots dess skadliga handling, ⁹⁰SR används som en termoelektrisk generator, med hjälp av den kaloriska energin i sin strålning för att producera långsiktig el, med applicering i rymdfordon, fjärrforskningsstationer och i navigeringsbojar.

han ⁸⁹SR har använts vid behandling av bencancer, med hjälp av sin p -typ radioaktiva emission för förstörelse av tumörceller.

Strontium Atom har använts för att upprätta ett tidsmätningssystem, som knappt försenar en sekund varje 200 miljoner år. Vilket gör det till den mest precisionsklockan.

- Föreningar

Karbonat

Ferritas och magneter

Strontium karbonat (SRCO₃) reagera med järnoxid (tro₂ANTINGEN₃) Vid en temperatur mellan 1.000 och 1.300 ºC, för att bilda en strontiumferrit. Denna Ferritas -familj har en allmän SRFE -formel_xANTINGEN₄.

Keramiska magneter är gjorda av ferritas och används i flera applikationer. Bland dem: Högtalarutarbetande, motoriska vindrutor och barnleksaker.

Strontium karbonat används också i glasproduktion för tv -skärmar och visualiseringsenheter.

Glas

Förutom att förbättra glasägande för flytande kristallskärmar (LCD) används det också i emaljen av keramik för rätter, vilket förstärker dess motstånd mot att repas och bildandet av bubblor under matlagning.

Det används vid produktion av användbart glas i optik, glas och belysning. Det är också en del av glasfiber- och laboratorie- och farmaceutiskt glas, eftersom det ökar hårdheten och motståndet mot repan, liksom dess ljusstyrka.

Metall- och salterproduktion

Det används för att få en zink av hög renhet, eftersom det bidrar till eliminering av blyföroreningar. Hjälp vid produktion av strontiumkromat, förening som används som en korrosionsinhibitor vid tryckfärger.

Avloppsvatten och fosforescerande lampor

Det används vid behandling av avloppsvatten för eliminering av sulfat. Dessutom används den vid produktion av ortofosforsyra, som används vid utarbetande av lysrörslampor.

Pyroteknik

Strontium karbonat, som andra strontiumsalter, används i fyrverkerier för att ge en röda röd färg. Färg som också används i strontiumdetekteringstester.

Hydroxid

Det används i betesockeruttag, eftersom strontiumhydroxid kombineras med socker för att orsaka en komplex sackarid. Komplexet kan dissocieras genom verkan av koldioxid, vilket lämnar sockerfritt. Det används också vid plaststabilisering.

Oxid

Det finns i det glas de använder vid tillverkningen av bildröret på en TV, denna applikation börjar 1970. Färg -tv -apparater, liksom andra enheter som innehåller katodstrålar, tvingas använda strontium på frontplattan för att stoppa x -rayser.

Dessa tv -apparater används redan, eftersom katodrören har ersatts av andra enheter, och därför krävs inte användning av strontiumföreningar.

Å andra sidan används strontiumoxid för att förbättra kvaliteten på keramiska emaljer.

Klorid

Strontiumklorid används i vissa tandpasta för känsliga tänder och i utarbetandet av fyrverkerier. Dessutom används det på ett begränsat sätt för eliminering av oönskade gaser i vakuumbehållare.

Ranelato

Det används vid behandling av osteoporos, eftersom det ökar bentätheten och minskar förekomsten av frakturer. Topiskt applicerad, hämmar sensorisk irritation. Användningen har emellertid minskat eftersom det finns bevis för att förekomsten av hjärt -kärlsjukdomar ökar.

Aluminera

Det används som doponte inom elektronikindustrin. Det används också ofta för att lysa vissa leksaker i mörker, eftersom det är en kemiskt och biologiskt inert förening.

Referenser

1. Shiver & Atkins. (2008). Oorganisk kemi. (Fjärde upplagan). MC Graw Hill.
2. Wikipedia. (2019). Stontium. Hämtad från: i.Wikipedia.org
3. Timothy P. Hanusa. (2019). Stontium. Encyclopædia Britannica. Återhämtat sig från: Britannica.com
4. Nationellt centrum för bioteknikinformation. (2019). Stontium. Pubchemdatabas. CID = 5359327. Återhämtat sig från: pubchem.Ncbi.Nlm.Nih.Gov
5. Traci Pedersen. (20 maj 2013). Fakta om stontium. Återhämtat sig från: Livescience.com
6. Doktor. Doug Stewart. (2019). Stontiumelement fakta. Återhämtat sig från: Chemicool.com
7. Helmestine, Anne Marie, PH.D. (3 juli 2019). Stontiumfakta (atomnummer 38 eller SR). Återhämtat sig från: tankco.com
8. Lentech B.V. (2019). Stontium. Återhämtat sig från: Lentech.com