Strontiumgeschiedenis, structuur, eigenschappen, reacties en gebruik

Hij strontium Het is een alkalisch metaal waarvan het chemische symbool de SR is. Vers gesneden is wit met een zilverhelderheid, maar wanneer deze wordt blootgesteld aan de lucht oxideert het en krijgt hij een gelige kleur. Om deze reden moet het worden beschermd tegen zuurstof tijdens opslag.

Strontium wordt geëxtraheerd uit zijn aderen in de vorm van celestiet- of celestina -mineralen (SRSO₄) en strontianite (srco₃)). Celestita is echter de belangrijkste manier waarop de mijnbouwexploitatie van strontium optreedt, zijnde de afzettingen in sedimentair land en in samenwerking met zwavel.

Metallic strontiummonster beschermd door een argonatmosfeer. Bron: Strontium unter Argon Schutzgas atmosfäre.JPG Matthias Zepperderivative Work: MaterialScientist [Pubsuin Domain]

Celestita wordt gepresenteerd in de vorm van rhombische kristallen, het is meestal kleurloos, glasachtig en transparant. Hoewel strontium op deze manier wordt geëxtraheerd, moet het worden omgezet in zijn respectieve carbonaat, waaruit het uiteindelijk wordt verminderd.

In 1790 werd Strontium geïdentificeerd als een nieuw element voor Adair Crawford en William Cruickshank, in een mineraal uit een loodmijn, dicht bij de stad Strontion in Argyll, Escosia. Strontium werd in 1807 geïsoleerd door Humphry Davy, door het gebruik van elektrolyse.

Strontium is een kneedbaar, ductiel metaal en goede elektriciteitsgeleider; Maar het heeft weinig industrieel en commercieel gebruik. Een van de toepassingen is de vorming van legeringen met aluminium en magnesium, waardoor het beheer en de vloeibaarheid van deze metalen worden verbeterd.

In het periodiek systeem bevindt Strontium zich in groep 2, tussen calcium en barium, en constateert dat sommige van de fysieke eigenschappen, zoals dichtheid, fusiepunt en hardheid, tussenliggende waarden hebben in relatie tot die getoond voor calcium en barium.

Strontium wordt in de natuur gepresenteerd als vier stabiele isotopen: de ⁸⁸SR met, 82,6 % overvloed; Hij ⁸⁶SR, met 9,9 % overvloed; Hij ⁸⁷SR, met 7,0 % overvloed; en de ⁸⁴SR, met 0,56 % overvloed.

⁹⁰SR is een radioactieve isotoop die de meest schadelijke component vormt van radioactieve regen, product van nucleaire explosies en lekken van kernreactoren, omdat vanwege de gelijkenis tussen calcium en strontium, de isotoop is opgenomen in de botten, die botkanker en leukemie produceren, produceren.

[TOC]

Geschiedenis

Een mineraal uit een loodmijn in de buurt van de stad Stontian, in Argyll, Schotland werd bestudeerd. Oorspronkelijk werd het geïdentificeerd als een type bariumcarbonaat. Maar Adair Crawford en William Cruickshank, in 1789, merkten op dat de bestudeerde stof een andere in kwestie was.

De chemicus Thomas Charles Hope benoemde het nieuwe mineraal als een overeenkomstige hert.

In 1790 brachten Crawford en Cruickshank de bestudeerde stof en merkten op dat de vlam karmozijnrood was, anders dan de vlammen die tot nu toe werden waargenomen in de bekende elementen. Ze concludeerden dat ze voor een nieuw element stonden.

In 1808 onderworpen Sir William Humphry Davy, elektrolyse aan een vochtige mengsel van hydroxide of stretchchloride met kwikoxide, met behulp van een kwikkathode. Vervolgens werd het kwik van het gevormde amalgaam verdampt, waarbij het strontium vrij was.

Davy noemde het geïsoleerde element Stontium (Strontium).

Structuur en elektronische configuratie van strontium

Metallic strontium kristalliseert bij kamertemperatuur in een kubieke structuur gecentreerd op het gezicht (FCC).

In deze structuur bevinden SR -atomen zich in de hoekpunten en op de gezichten van de eenheidscelblokje. Het is relatief dichter dan andere structuren (zoals kubus of BCC) voor het hebben van vier SR -atomen in totaal.

SR -atomen blijven verenigd dankzij de metalen link, het product van de overlapping van hun atomaire orbitalen van Valencia in alle richtingen in het glas. Dit orbitaal is 5s, dat twee elektronen heeft volgens de elektronische configuratie:

[KR] 5S²

En dus is een 5S -band afkomstig van een 5P -rijband (bandtheorie).

Wat betreft andere metaalfasen, er is niet al te veel bibliografische informatie, hoewel het zeker is dat hun kristallen transformaties lijden wanneer ze onderhevig zijn aan hoge drukken.

Oxidatienummers

Strontium heeft, net als andere metalen, een hoge neiging om zijn valentie -elektronen te verliezen; Dit zijn de twee orbitale elektronen 5s. Aldus worden SR -atomen de divalente kationen sr²⁺ (M²⁺, Net als de rest van de alkalinotherrous metalen), isolectronica tot edelgas Kripton. Er wordt dan gezegd dat strontium +2 oxidatienummer heeft.

Kan u van dienst zijn: Ethanamide: structuur, eigenschappen, gebruik, effecten

Wanneer in plaats van twee elektronen te verliezen, het slechts één verliest, wordt het kation gevormd⁺; En daarom is het oxidatienummer +1. Dhr⁺ Het is zeldzaam in met strontium afgeleide verbindingen.

Eigenschappen

Verschijning

Gezaaid wit met een metalen glans, met een lichte gele kleurstof.

Molaire massa

87.62 g/mol.

Smeltpunt

777 ºC.

Kookpunt

1.377 ºC.

Dikte

-Omgevingstemperatuur: 2,64 g/cm³

-Vloeibare toestand (smeltpunt): 2,375 g/cm³

Oplosbaarheid

Alcohol en zuur oplosbaar. Het is niet in water oplosbaar, omdat het er sterk op reageert.

Fusiewarmte

7.43 kJ/mol.

Verdampingswarmte

141 kJ/mol.

Thermisch molaire capaciteit

26.4 J/(mol · k).

Elektronegativiteit

0,95 op de Pauling -schaal.

Ionisatieenergie

Eerste ionisatieniveau: 549,5 kJ/mol.

Tweede ionisatieniveau: 1.064.2 kJ/mol.

Derde ionisatieniveau: 4.138 kJ/mol.

Atomaire radio

Empirisch 215 uur.

Radiocovolent

195 ± 10.00 uur.

Thermische expansie

22,5 µm/(m · k) bij 25 ° C.

Warmtegeleiding

35.4 w/(m · k).

Elektrische weerstand

132 nω · m bij 20 ºC.

Hardheid

1.5 op de mohs -schaal.

Brandpotentieel

Strontium wanneer het fijn verdeeld is, brandt spontaan in de lucht. Bovendien wordt het verbrand wanneer het boven het smeltpunt wordt verwarmd en kan het een gevaar van explosie vormen wanneer het wordt blootgesteld aan de hitte van een vlam.

Opslag

Om strontiumoxidatie te voorkomen, wordt het aanbevolen om het ondergedompeld in kerosine of benzine te bewaren. Strontium moet worden bewaard op een frisse en goed geventileerde plaats, ver van een organisch materiaal en andere gemakkelijk oxideerbare materialen.

Nomenclatuur

Aangezien het oxidatienummer +1 niet zo gebruikelijk is, wordt aangenomen dat er slechts +2 is voor vereenvoudiging van de nomenclatuur rond strontiumverbindingen. Dat is de reden waarom in de aandelennomenclatuur de (II) wordt genegeerd aan het einde van de namen; En in de traditionele nomenclatuur eindigen ze altijd met het achtervoegsel -ico.

De SRO is bijvoorbeeld de vlek- of oxide -oxide, volgens de stock en traditionele nomenclatures, respectievelijk.

Vormen

Vanwege de grote reactiviteit is metaalstrontium niet geïsoleerd van aard. Het kan echter worden gevonden in zijn elementaire toestand beschermd tegen zuurstof, door onderdompeling in kerosine of in de atmosfeer van inerte gassen (zoals edelgassen).

Het vormt ook legeringen met aluminium en magnesium, evenals een aggregaat tot een tin- en loodlegering. Strontium is in ionische vorm (SR²⁺) opgelost in de vloer of in zeewater, enz.

Daarom verwijst praten over Strontium naar SR -kationen²⁺ (En in lagere graad, SR⁺)).

Het kan ook interageren in ionische vorm met andere elementen om zouten of andere chemische verbindingen te vormen; zoals chloride, carbonaat, sulfaat, strontiumsulfide, enz.

Strontium is fundamenteel aanwezig in twee mineralen: Celestita of Celestina (SRSO₄) En de Strontita (SRCO₃)). Celestita is de belangrijkste bron van larice -mijnbouwextractie.

Strontium heeft 4 natuurlijke isotopen, waarvan de een in grotere overvloed de ⁸⁸Dhr. Er zijn ook tal van radioactieve isotopen, kunstmatig geproduceerd in kernreactoren.

Biologisch papier

Een biologische functie van strontium in gewervelde dieren is niet bekend. Vanwege de gelijkenis met calcium kan het het vervangen in botweefsels; dat wil zeggen, de SR²⁺Verpakt CA²⁺. Maar het aandeel dat in het bot wordt gevonden tussen strontium en calcium, ligt tussen 1/1.000 en 1/2.000; dat wil zeggen, extreem laag.

Daarom mag strontium geen natuurlijke biologische functie in de botten vervullen.

Strontium ranelaat is gebruikt bij de behandeling van osteoporose, omdat het een verharding van de botten produceert; Maar in elk geval is dit een therapeutische actie.

Een van de weinige voorbeelden van een biologische functie van Stroncium wordt gepresenteerd in het Acantharea, een radio -collary protozoa met een skelet met de aanwezigheid van strontium.

Waar is en productie

Celestita Crystal, een mineralogisch lettertype van strontium. Bron: Aram Dishan (gebruiker: Aramgutang) [Public Domain]

Strontium is ongeveer 0,034 % van alle stollingsrotsen. Er zijn echter slechts twee mineralen: Celestita of Celestina, worden aangetroffen in afzettingen met een belangrijk strontiumgehalte.

Van de twee belangrijke Stroncium -mineralen is alleen de celestiet voldoende in sedimentaire afzettingen waarmee faciliteiten de strontium kunnen extraheren om de strontium te extraheren.

Kan u van dienst zijn: Rosario koelmiddel

Stratie is nuttiger dan Celestita, omdat het grootste deel van het strontium wordt geproduceerd in de vorm van strontiumcarbonaat; Maar er zijn slechts enkele afzettingen gevonden die duurzame mijnbouw uitbuiting mogelijk maken.

Strontiumgehalte in zeewater varieert tussen 82 en 90 µmol/L, een veel lagere concentratie dan calcium, tussen 9,6 en 11 mmol/l.

Bijna alle exploitatie van mijnbouw is gebaseerd op de velden van de celestiet, omdat strontianietaders schaars en onrendabel zijn voor de extractie ervan. Desondanks wordt strontium meestal geproduceerd in de vorm van strontiumcarbonaat.

Pidgeon -methode

Celestita is verbrand in aanwezigheid van steenkool om strontiumsulfaat te transformeren in strontiumsulfide. In de tweede fase lost het donkere materiaal dat strontiumsulfide op, oplost in water en filters.

Vervolgens wordt de strontiumsulfide -oplossing behandeld met koolstofdioxide om strontiumcarbonaatprecipitatie te produceren.

Strontium kan worden geïsoleerd door een variant van de pidgeon -methode. De reactie van strontiumoxide en aluminium wordt geproduceerd in een vacuüm, waarbij strontium wordt omgezet in gas en door de productieturbure naar de condensatoren wordt getransporteerd, waar het neergaat als vast.

Elektrolyse

Strontium kan worden verkregen in de vorm van staven door middel van de elektrolysemethode van de contactkathode. In deze procedure komt een gekoelde ijzeren stang die als een kathode fungeert, in contact met het oppervlak van een gesmolten mengsel van kaliumchloride en strontiumchloride.

Terwijl het strontium stolt op de kathode (ijzeren staaf), stijgt de balk.

Reacties

Met calcogenen en halogenen

Strontium is een actief reducerend metaal en reageert met halogenen, zuurstof en zwavel om respectievelijk haliden, oxiden en sulfide te produceren. Strontium is een zilvermetaal, maar geoxideerd vormen strontiumoxide bij blootstelling aan de lucht:

MR (S) +1/2₂(g) => sro (s)

Het oxide vormt een donkere laag op het oppervlak van het metaal. Terwijl zijn reactie met chloor en zwavel als volgt zijn:

Mr (S)+ Cl₂(g) => srcl₂(S)

Mr (s) + s (l) => srs (s)

Strontium reageert met gesmolten zwavel.

Met de lucht

Kan worden gecombineerd met zuurstof om strontiumperoxide te vormen; Maar het vereist voor de vorming van hoge zuurstofdruk. Het kan ook reageren met stikstof om stronty nitride te produceren:

3SR (s) + n₂(g) => sr₃N₂(S)

De temperatuur moet echter groter zijn dan 380 ° C zodat de reactie optreedt.

Met water

Strontium kan gewelddadig reageren met water om strontiumhydroxide te vormen, SR (OH)₂ en waterstofgas. De reactie tussen strontium en water heeft niet het geweld waargenomen bij de reactie tussen alkalische en watermetalen, evenals die waargenomen in het geval van barium.

Met zuren en waterstof

Strontium kan reageren met zwavelzuur en salpeterzuur om respectievelijk sulfaat en strontiumnitraat te ontstaan. Het combineert ook hot met waterstof om strontiumhydride te veroorzaken.

Strontium heeft, net als andere zware elementen van blok S van het periodiek systeem, een breed scala aan coördinatienummers; zoals 2, 3, 4, 22 en 24, waargenomen in verbindingen zoals SRCD_elf en srzn₁₃, Bijvoorbeeld.

Toepassingen

- Elementair strontium

Legeringen

Het wordt gebruikt als een eutectische modificator om de weerstand en ductiliteit van Al-AG-legering te verbeteren. Het wordt gebruikt als inoculant bij het smelten van ductiel ijzer om de vorming van de grafiet te regelen. Het wordt ook toegevoegd aan tin- en loodlegeringen om hardheid en ductiliteit toe te voegen.

Bovendien wordt het gebruikt als deoxidant van koper en brons. Strontium met kleine hoeveelheden wordt toegevoegd aan gesmolten aluminium om de metalen gegoten mel te optimaliseren.

Het is een legeringsagent voor aluminium of magnesium dat wordt gebruikt in de gieterij van motorblokken en wielen. Strontium verbetert het beheer en de vloeibaarheid van het metaal waaraan het is gekoppeld aan legering.

Kan u van dienst zijn: troebelheid: eenheden, methoden, voorbeelden

Isotopen

Ondanks zijn schadelijke actie, de ⁹⁰SR wordt gebruikt als een thermo -elektrische generator, met behulp van de calorische energie van zijn straling om elektriciteit op lange termijn te produceren, met toepassing in ruimtevoertuigen, externe onderzoeksstations en in navigatiebannen.

Hij ⁸⁹SR is gebruikt bij de behandeling van botkanker, met behulp van zijn β -type radioactieve emissie voor de vernietiging van tumorcellen.

Strontium -atoom is gebruikt om een ​​tijdmeetsysteem op te zetten, dat nauwelijks een seconde om de 200 miljoen jaar vertrekt. Waardoor het de meest precisieklok is.

- Verbindingen

Carbonaat

Ferritas en magneten

Strontium carbonaat (SRCO₃) reageren met ijzeroxide (geloof₂OF₃) Bij een temperatuur tussen 1.000 en 1.300 ºC, om een ​​strontiumferriet te vormen. Deze Ferritas -familie heeft een algemene SRFE -formule_XOF₄.

Keramische magneten zijn gemaakt van ferritas en worden in verschillende toepassingen gebruikt. Onder hen: Luidspreker, motoren voor voorruitschoonmotoren en speelgoed voor kinderen.

Strontiumcarbonaat wordt ook gebruikt in glasproductie voor televisieschermen en visualisatie -eenheden.

Glas

Naast het verbeteren van glasbezit voor vloeibare kristalschermen (LCD), wordt het ook gebruikt in het glazuur van keramiek voor gerechten, waardoor de weerstand tegen bekrast wordt en de vorming van bubbels tijdens het koken versterkt.

Het wordt gebruikt bij de productie van bruikbaar glas in optica, glaswerk en verlichting. Het maakt ook deel uit van het glasvezel en laboratorium en farmaceutisch glas, omdat het de hardheid en weerstand tegen kras verhoogt, evenals zijn helderheid.

Productie van metaal en zouten

Het wordt gebruikt bij het verkrijgen van een zink van hoge zuiverheid, omdat het bijdraagt ​​aan de eliminatie van loodonzuiverheid. Help bij de productie van strontiumchromaat, verbinding die wordt gebruikt als een corrosieremmer in het afdrukken van verf.

Afvalwater en fosforescentielampen

Het wordt gebruikt bij de behandeling van afvalwater voor sulfaat -eliminatie. Bovendien wordt het gebruikt bij de productie van orthofosforzuur, gebruikt bij de uitwerking van fluorescentielampen.

Pyrotechniek

Strontiumcarbonaat wordt, net als andere strontiumzouten, in vuurwerk gebruikt om een ​​karmozijnrode rode kleur te bieden. Kleuring die ook wordt gebruikt in strontiumdetectietests.

Hydroxide

Het wordt gebruikt in de extractie van bieten suiker, omdat strontiumhydroxide wordt gecombineerd met suiker om een ​​complex saccharide te veroorzaken. Het complex kan worden gedissocieerd door de werking van koolstofdioxide, waardoor suikervrij blijft. Het wordt ook gebruikt in plastic stabilisatie.

Oxyde

Het is aanwezig in het glas dat ze gebruiken bij de productie van de beeldbuis van een tv, deze applicatie begint in 1970. Kleurentelevisies, evenals andere apparaten die kathodestralen bevatten, worden gedwongen om strontium op de voorplaat te gebruiken om x -reeks te stoppen.

Deze televisies zijn al niet gebruikt, omdat de kathodebuizen zijn vervangen door andere apparaten, en daarom is het gebruik van strontiumverbindingen niet vereist.

Aan de andere kant wordt strontiumoxide gebruikt om de kwaliteit van keramische emaille te verbeteren.

Chloride

Strontiumchloride wordt in sommige tandheelkundige pasta's gebruikt voor gevoelige tanden en bij de uitwerking van vuurwerk. Bovendien wordt het op een beperkte manier gebruikt voor het elimineren van ongewenste gassen in vacuümcontainers.

Ranelato

Het wordt gebruikt bij de behandeling van osteoporose, omdat het de botdichtheid verhoogt en de incidentie van fracturen vermindert. Topisch toegepast, remt sensorische irritatie. Het gebruik ervan is echter afgenomen omdat er aanwijzingen zijn dat de incidentie van hart- en vaatziekten toeneemt.

Aluminaat

Het wordt gebruikt als doponte in de elektronica -industrie. Het wordt ook vaak gebruikt om bepaald speelgoed in het donker te schijnen, omdat het een chemisch en biologisch inert verbinding is.

Referenties

1. Shiver & Atkins. (2008). Anorganische scheikunde. (Vierde druk). MC Graw Hill.
2. Wikipedia. (2019). Stontium. Opgehaald uit: in.Wikipedia.borg
3. Timothy P. Hanusa. (2019). Stontium. Encyclopædia Britannica. Hersteld van: Britannica.com
4. Nationaal centrum voor biotechnologie -informatie. (2019). Stontium. PubChem -database. CID = 5359327. Hersteld van: pubchem.NCBI.NLM.NIH.Gov
5. Traci Pedersen. (20 mei 2013). Feiten stontium. Hersteld van: livescience.com
6. Dr. Doug Stewart. (2019). Stontium -element Feiten. Hersteld van: chemicool.com
7. Helmestine, Anne Marie, pH.D. (3 juli 2019). Stontium feiten (atoomnummer 38 of SR). Hersteld van: Thoughtco.com
8. Lentech B.V. (2019). Stontium. Hersteld van: Lentech.com