Kako se dobija metalni stroncijum? Stroncijum - karakteristike svojstava sa fotografijama, njegova biološka uloga u ljudskom organizmu, lečenje lekovima na bazi hemijskog elementa

Stroncijum je element glavne podgrupe druge grupe, petog perioda periodnog sistema hemijskih elemenata D.I. Mendeljejeva, sa atomskim brojem 38. Označen je simbolom Sr (lat. Strontium). Jednostavna supstanca stroncijum (CAS broj: 7440-24-6) je mekani, savitljivi i duktilni zemnoalkalni metal srebrno-bijele boje. Ima visoku hemijsku aktivnost na vazduhu brzo reaguje sa vlagom i kiseonikom, prekrivajući se žutim oksidnim filmom.

Istorijat i porijeklo imena

Novi element je otkriven u mineralu stroncijanitu, pronađenom 1764. u rudniku olova u blizini škotskog sela Stronshian, koje je kasnije dalo ime novom elementu. Prisustvo novog metalnog oksida u ovom mineralu utvrdili su 1787. William Cruickshank i Adair Crawford. Istaknuto u čista forma Sir Humphry Davy 1808.

Potvrda

Postoje 3 načina da se dobije metalni stroncij:
1. termička razgradnja nekih jedinjenja
2. elektroliza
3. redukcija oksida ili hlorida
Main industrijski Proizvodnja metalnog stroncijuma je termička redukcija njegovog oksida aluminijumom. Zatim se nastali stroncij pročišćava sublimacijom.
Elektrolitička proizvodnja stroncijuma elektrolizom otopljene mješavine SrCl 2 i NaCl nije rasprostranjena zbog niske strujne efikasnosti i kontaminacije stroncijuma nečistoćama.
Termičkom razgradnjom stroncij hidrida ili nitrida nastaje fino dispergirani stroncij, koji je sklon lakom paljenju.

Hemijska svojstva

Stroncijum u svojim jedinjenjima uvijek pokazuje valencu od +2. Osobine stroncijuma su bliske kalciju i bariju, zauzimaju srednju poziciju između njih.
U seriji elektrohemijskih napona, stroncij je među najvećim aktivni metali(njegov normalni potencijal elektrode je -2,89 V). Snažno reaguje sa vodom i formira hidroksid:
Sr + 2H 2 O = Sr(OH) 2 + H 2

Interagira sa kiselinama, istiskuje teški metali od njihovih soli. WITH koncentrisane kiseline(H 2 SO 4, HNO 3) reaguje slabo.
Metalni stroncij brzo oksidira na zraku, stvarajući žućkasti film, u kojem su, osim SrO oksida, uvijek prisutni SrO 2 peroksid i Sr 3 N 2 nitrid. Kada se zagrije na zraku, zapali se stroncij u prahu na zraku je sklon samozapaljenju.
Snažno reaguje sa nemetalima - sumporom, fosforom, halogenima. Reaguje sa vodonikom (iznad 200°C), azotom (iznad 400°C). Praktično ne reaguje sa alkalijama.
Na visokim temperaturama reaguje sa CO 2, formirajući karbid:
5Sr + 2CO 2 = SrC 2 + 4SrO

Lako rastvorljive soli stroncijuma sa anjonima Cl - , I - , NO 3 - . Soli sa anjonima F -, SO 4 2-, CO 3 2-, PO 4 3- su slabo rastvorljive.

STRONCIJ (Stroncijum), Sr (a. stroncijum; n. stroncijum; f. stroncijum; i. estroncio), je hemijski element grupe II periodnog sistema Mendeljejeva, atomski broj 38, atomska masa 87.62, odnosi se na zemnoalkalne metale.

Svojstva stroncijuma

Prirodni stroncij se sastoji od 4 stabilna izotopa; 84 Sr (0,56%), 86 Sr (9,84%), 87 Sr (7,0%) i 88 Sr (82,6%); Poznato je preko 20 umjetnih radioaktivnih izotopa stroncijuma s masenim brojevima od 77 do 99, od kojih je većina važno ima 90 Sr (TS 29 godina), nastao tokom fisije uranijuma. Stroncijum je 1790. godine otkrio škotski naučnik A. Crawford u obliku oksida.

U slobodnom stanju, stroncijum je meki zlatnožuti metal. Na t ispod 248°C karakteriše ga kubična rešetka centrirana na lice (a-Sr sa periodom a=0,60848 nm), u opsegu 248-577°C - heksagonalna (b-Sr sa periodima a=0,432 nm, c=0,706 nm ); sa više visoka temperatura transformiše se u kubičnu modifikaciju usredsređenu na telo (g-Sr sa periodom a = 0,485 nm). Gustina a-Sr 2540 kg/m 3 ; tačka topljenja 768°C, tačka ključanja 1381°C; molarni toplotni kapacitet 26,75 J/(mol.K); specifičan električni otpor 20.0.10 -4 (Ohm.m), temperaturni koeficijent linearna ekspanzija 20.6.10 -6 K -1. Stroncijum je paramagnetičan, atomska magnetna osetljivost na sobnoj temperaturi je 91.2.10 -6. Plastična, mekana, lako se seče nožem.

Stroncijum po hemijska svojstva slično Ca i Ba. U jedinjenjima ima oksidacijsko stanje +2. Na vazduhu brzo oksidira, na sobnoj temperaturi reaguje sa vodom, a na povišenoj sa vodonikom, azotom, fosforom, sumporom i halogenima.

Prosječan sadržaj stroncijuma u zemljinoj kori iznosi 3,4,10 -2% (po masi). Magmatske srednje stene sadrže nešto više stroncijuma (8.0.10 -2%) nego (4.5.10 -2%), (4.4.10 -2%), (3.10 -2%) i (1.10 -3%) planinske vrste Poznato je oko 30 minerala stroncijuma, od kojih su najvažniji celestin SrSO 4 i stroncijanit SrCO 3 ; osim toga, gotovo je uvijek prisutan u mineralima kalcijuma, kalija i barijuma, ulazeći u njih kao izomorfna nečistoća kristalna rešetka. Budući da se od 4 prirodna izotopa stroncijuma, jedan (87 Sr) stalno akumulira kao rezultat R-raspada 87 Rb, izotopski sastav stroncijuma (omjer 87 Sr / 86 Sr) se koristi u geohemijskim studijama za uspostavljanje genetskih odnosa između različitih stenskih kompleksa, kao i za određivanje njihove radiometrijske starosti (podložno istovremenom određivanju sadržaja rubidija u objektima koji se proučavaju). Radioaktivni 90 Sr služi kao zagađenje okruženje(do prestanka atmosfere nuklearnih testova bio jedan od glavnih faktora radioaktivne kontaminacije).

Primjena i upotreba

Glavne sirovine za dobijanje stroncijuma su rude celestina i stroncijanita. Metalni stroncijum se dobija aluminotermnom redukcijom stroncijum oksida u vakuumu. Koriste se u proizvodnji aluminijskih legura i nekih čelika, električnih vakuum uređaja i nekih optičkih stakala. U pirotehnici se koriste soli stroncijuma koje plamenu daju intenzivnu crvenu boju. 90 Sr se u medicini koristi kao izvor jonizujućeg zračenja.

Stroncijum- element glavne podgrupe druge grupe, peti period periodnog sistema hemijskih elemenata D.I. Mendeljejeva, sa atomskim brojem 38. Označen simbolom Sr (lat. Strontium). Jednostavna supstanca stroncijum je mekan, savitljiv i duktilni zemnoalkalni metal srebrno-bele boje. Ima visoku hemijsku aktivnost na vazduhu brzo reaguje sa vlagom i kiseonikom, prekrivajući se žutim oksidnim filmom.

Godine 1764. mineral nazvan stroncijanit pronađen je u rudniku olova u blizini škotskog sela Strontian. Za dugo vremena smatrao se vrstom fluorita CaF2 ili viterita BaCO3, ali su 1790. godine engleski mineralozi Crawford i Cruickshank analizirali ovaj mineral i otkrili da sadrži novu "zemlju", ili, današnjim jezikom, oksid.

Nezavisno od njih, isti mineral je proučavao još jedan engleski hemičar, Hop. Došavši do istih rezultata, objavio je da stroncijanit sadrži novi element - metalni stroncijum.

Očigledno, otkriće je već bilo "u zraku", jer je gotovo istovremeno istaknuti njemački kemičar Klaproth najavio otkriće nove "zemlje".

Tih istih godina, čuveni ruski hemičar, akademik Tovij Egorovič Lovic, takođe je naišao na tragove „stroncijske zemlje“. Dugo ga je zanimao mineral poznat kao teški špart. U ovom mineralu (njegovog sastava je BaSO4), Karl Scheele je 1774. otkrio oksid novog elementa barijum. Ne znamo zašto je Lovitz bio pristrasan na tešku špagu; znamo samo da je naučnik koji je otkrio adsorpciona svojstva uglja i učinio mnogo više na polju opšteg i organska hemija, prikupili uzorke ovog minerala. Ali Lovitz nije bio samo kolekcionar, on je ubrzo počeo sistematski proučavati tešku špagu i 1792. godine došao do zaključka da ovaj mineral sadrži nepoznatu nečistoću. Uspio je da izvuče dosta toga iz svoje kolekcije - više od 100 g nove "zemlje" i nastavio je istraživati ​​njena svojstva. Rezultati studije objavljeni su 1795. godine.

Dakle, gotovo istovremeno nekoliko istraživača u različitim zemljama približio se otkriću stroncijuma. Ali izolovan je u svom elementarnom obliku tek 1808.

Izvanredni naučnik svog vremena, Humphry Davy, već je shvatio da bi element stroncijum zemlja očigledno trebao biti zemnoalkalni metal, a dobija se elektrolizom, tj. na isti način kao i kalcijum, magnezijum, barijum. Tačnije, prvi metalni stroncij na svijetu dobiven je elektrolizom njegovog navlaženog hidroksida. Stroncijum koji se oslobađa na katodi odmah se kombinuje sa živom, formirajući amalgam. Razlaganjem amalgama zagrijavanjem, Davy je izolovao čisti metal.

DEFINICIJA

Stroncijum- trideset osmi element periodni sistem. Oznaka - Sr od latinskog "stroncijum". Nalazi se u petom periodu, grupa IIA. Odnosi se na metale. Nuklearni naboj je 38.

Stroncijum se u prirodi javlja uglavnom u obliku sulfata i karbonata, formirajući minerale celestin SrSO 4 i stroncijanit SrCO 3 . Sadržaj stroncijuma u zemljinoj kori iznosi 0,04% (težinski).

Metal stroncijum u obliku jednostavne supstance je mekan, srebrno-bijeli (Sl. 1) metal koji je savitljiv i duktilan (lako se reže nožem). Hemijski aktivan: brzo oksidira na zraku, vrlo energično reagira s vodom i direktno se kombinuje sa mnogim elementima.

Rice. 1. Stroncijum. Izgled.

Atomska i molekulska masa stroncijuma

DEFINICIJA

Relativna molekulska masa supstance (M r) je broj koji pokazuje koliko je puta masa date molekule veća od 1/12 mase atoma ugljika, i relativna atomska masa elementa (A r)— koliko je puta prosječna masa atoma nekog kemijskog elementa veća od 1/12 mase atoma ugljika.

Budući da u slobodnom stanju stroncijum postoji u obliku jednoatomskih Sr molekula, vrijednosti njegovog atomskog i molekularne težine match. One su jednake 87,62.

Alotropija i alotropske modifikacije stroncijuma

Stroncijum postoji u tri kristalna oblika, od kojih je svaki stabilan u određenom temperaturnom opsegu. Tako je do 215 o C stabilan α-stroncijum (kubična rešetka centrirana na lice), iznad 605 o C - g - stroncijum (telesno centrirana kubična rešetka), a u temperaturnom opsegu 215 - 605 o C - b- stroncijum (heksagonalna rešetka).

Izotopi stroncijuma

Poznato je da se u prirodi rubidijum može naći u obliku jedinog stabilnog izotopa 90 Sr. Maseni broj je 90, atomsko jezgro sadrži trideset osam protona i pedeset dva neutrona. Radioaktivno.

Ioni stroncijuma

Na vanjskom energetskom nivou atoma stroncijuma nalaze se dva elektrona, koji su valentni:

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 5s 2 .

Kao rezultat hemijske interakcije, stroncijum odustaje od svojih valentnih elektrona, tj. je njihov donor, i pretvara se u pozitivno nabijeni ion:

Sr 0 -2e → Sr 2+ .

Molekula i atom stroncijuma

U slobodnom stanju, stroncijum postoji u obliku monoatomskih Sr molekula. Evo nekih svojstava koja karakteriziraju atom i molekulu stroncija:

Legure stroncijuma

Pronađen stroncij široka primena u metalurgiji kao legirajuća komponenta legura na bazi bakra.

Primjeri rješavanja problema

PRIMJER 1

Ime mu dolazi od sela Strontian u Škotskoj, gdje je otkriven mineral koji sadrži stroncij. Godine 1790. A. Crawford i W. Cruickshank su identifikovali stroncijum kao pojedinačni element. Metalni stroncijum je prvi izolovao G. Davy 1808. godine.

Potvrda:

Stroncijum čini 0,008% ukupan broj atoma zemljine kore. Osim silikatnih stijena, stroncij se nalazi u obliku njegovih slabo topljivih ugljičnog dioksida i sulfatnih soli: SrCO 3 - stroncijanit, SrSO 4 - celestin.
U slobodnom stanju može se dobiti zagrijavanjem oksida s metalom aluminija u visokom vakuumu:
3SrO+2Al=Al 2 O 3 +3Sr

Fizička svojstva:

Kao i kalcijum, stroncijum je savitljiv, zlatnožuti metal koji je znatno mekši od kalcijuma. Hlapljiva jedinjenja stroncijuma boje plamen karmin crveno.

Hemijska svojstva:

Na zraku, stroncij je prekriven filmom koji sadrži, zajedno s oksidom, stroncij peroksid i nitrid. Zbog brze oksidacije, metal se skladišti u mineralnom ulju ili zapečaćen u ampulama.
Reaguje kada se zagrije sa vodonikom i dušikom, halogenima. Lako istiskuje vodonik ne samo iz razrijeđenih kiselina, već i iz vode. Rastvara se u tečnom amonijaku. U svojim jedinjenjima je dvovalentan.

Najvažnije veze:

Stroncijev oksid je bijela, vatrostalna supstanca koja se snažno spaja s vodom i formira bijeli hidroksid. Uz oksid, poznat je i bijeli stroncij(II) peroksid
Stroncijum hidroksid, Sr(OH) 2- jaka baza, dobro rastvorljiva u vodi. U interakciji s kiselinama, oksid i hidroksid lako stvaraju soli, obično bezbojne.
Stroncijum nitrat, Sr(NO 3) 2 oslobađa se u obliku kristalnih hidrata, koji su vrlo lako rastvorljivi u vodi. Nitrati su po sastavu slični hloratima, bromatima i jodatima.
Rastvorljivost soli u vodi opada u nizu: Ca - Sr - Ba i Cl - Br - I.
Stroncijum sulfid je čvrsta bela supstanca. Poznati su stroncijum polisulfidi SrS n.

primjena:

Stroncijum je getter u električnim vakuum uređajima, modifikator legura, livenog gvožđa i čelika. Radioaktivni izotopi 89 Sr i 90 Sr se koriste kao izvori b- zračenje.
Stroncijev nitrat se koristi u pirotehnici za proizvodnju kompozicija koje, kada se sagore, proizvode jarko obojeni crveni plamen (vatromet i signalne baklje).
Mnoga jedinjenja stroncijuma se koriste kao komponente keramike, fosfora i optičkih materijala.
Stroncij se može akumulirati u ljudskom tijelu, zamjenjujući kalcij, što dovodi do povećane krhkosti kostiju. Ali ako to nije prirodni stroncij, već nastao kao rezultat nuklearne eksplozije 90 Sr, posledice su mnogo teže: oštećenje koštane srži, leukemija, radijaciona bolest.

Elmik Galina

Vidi također:
S.I. Venetsky. O rijetkim i raštrkanim. Priče o metalima.