Načrt poletne kampanje 1942. Opis bitke za Stalingrad

STRONCIJ (Stroncij, Sr) - kemični element periodni sistem D.I. Mendelejev, podskupine zemeljskoalkalijskih kovin. V človeškem telesu S. tekmuje s kalcijem (glej) za vključitev v kristalno mrežo kostnega oksiapatita (glej). 90 Sr, eden najdlje živih radioaktivnih cepitvenih produktov urana (glej), ki se med testiranjem kopiči v ozračju in biosferi jedrsko orožje(glej), predstavlja veliko nevarnost za človeštvo. Radioaktivni izotopi S. se uporabljajo v medicini za radioterapijo (glej), kot radioaktivno oznako v diagnostičnih radiofarmacevtikih (glej) v medicinski biol. raziskavah, pa tudi pri jedrskih električnih baterijah. S. spojine se uporabljajo v detektorjih napak, v občutljivih instrumentih, v napravah za boj proti statična elektrika Poleg tega se S. uporablja v radijski elektroniki, pirotehniki, metalurgiji, kemična industrija in pri izdelavi keramičnih izdelkov. S. spojine niso strupene. Pri delu s kovinskim jeklom morate upoštevati pravila za ravnanje alkalijske kovine(glej) in zemeljsko alkalijske kovine (glej).

S. je bil odkrit v mineralu, pozneje imenovanem strontianit SrC03, leta 1787 blizu Škotsko mesto Strontian.

Serijska številka stroncija je 38, atomska teža(masa) 87,62. Vsebina S. in zemeljska skorja povprečje 4-10 2 mas. %, V morska voda- 0,013 % (13 mg/l). Minerala strontianit in celestin SrSO 4 sta industrijsko pomembna.

Človeško telo vsebuje cca. 0,32 g stroncija, večinoma v kostno tkivo, v krvi je koncentracija S. običajno 0,035 mg / l, v urinu - 0,039 mg / l.

S. je mehka srebrno bela kovina, tališče 770 °, vrelišče 1383 °.

Glede na kemijo lastnosti S. so podobne kalciju in bariju (glej), v spojinah je valenca stroncija 4-2, je kemično aktiven, oksidiran v normalnih pogojih z vodo v Sr (OH) 2, pa tudi s kisikom in druga oksidacijska sredstva.

S. vstopi v človeško telo. prir. z rastlinsko hrano, pa tudi z mlekom. Absorbira se v tankem črevesu in se hitro izmenjuje s S. v kosteh. Odstranjevanje S. iz telesa povečajo kompleksoni, aminokisline in polifosfati. Povečana vsebnost kalcija in fluora (glej) v vodi preprečuje kopičenje C. v kosteh. Ko se koncentracija kalcija v prehrani poveča za 5-krat, se kopičenje kalcija v telesu zmanjša za polovico. Prekomerni vnos S. iz hrane in vode zaradi povečane vsebnosti nekaterih geokemikalij v tleh. pokrajinah (na primer v nekaterih okrožjih Vzhodna Sibirija) povzroča endemično bolezen - bolezen Urov (glej bolezen Kashin-Beck).

V kosteh, krvi in ​​drugih biol. S. substrate določa Ch. prir. spektralne metode(glej spektroskopijo).

Radioaktivni stroncij

Naravni S. je sestavljen iz štirih stabilnih izotopov z masnimi številkami 84, 86, 87 in 88, od katerih je zadnji najpogostejši (82,56%). Znano 18 radioaktivni izotopi S. (z masnimi številkami 78-83, 85, 89-99) in 4 izomeri za izotope z masnimi številkami 79, 83, 85 in 87 (glej Izomerija).

V medicini se 90Sr uporablja za radioterapijo v oftalmologiji in dermatologiji ter v radiobioloških poskusih kot vir beta sevanja. 85Sr se pridobiva bodisi z obsevanjem stroncijeve tarče, obogatene z izotopom 84Sr, z nevtroni v jedrskem reaktorju, v skladu z reakcijo 84Sr (11.7) 85Sr, ali pa se proizvaja v ciklotronu z obsevanjem tarč iz naravnega rubidija s protoni ali devteroni, za na primer, glede na reakcijo 85Rb (p, n) 85Sr. Radionuklid 85Sr razpade z zajemom elektronov in oddaja sevanje gama z energijo E gama, ki je enaka 0,513 MeV (99,28 %) in 0,868 MeV (< 0,1%).

87m Sr lahko dobimo tudi z obsevanjem stroncijeve tarče v reaktorju po reakciji 86Sr (n, gama) 87mSr, vendar je izkoristek želenega izotopa majhen, poleg tega se izotopa 85Sr in 89Sr tvorita hkrati z 87mSr. Zato se 87niSr običajno pridobi z izotopskim generatorjem (glej Generatorji radioaktivnih izotopov) na osnovi matičnega izotopa itrija-87 - 87Y (T1/2 = 3,3 dni). 87mSr razpade z izomernim prehodom, pri čemer oddaja sevanje gama z energijo Egamma 0,388 MeV in delno z zajemom elektronov (0,6 %).

89Sr je v cepitvenih produktih skupaj z 90Sr, zato se 89Sr pridobiva z obsevanjem naravnega ogljikovega dioksida v reaktorju. V tem primeru neizogibno nastane nečistoča 85Sr. Izotop 89Sr razpade z oddajanjem P-sevanja z energijo 1,463 MeV (približno 100 %). Spekter vsebuje tudi zelo šibko linijo žarkov gama z energijo E gama, ki je enaka 0,95 MeV (0,01 %).

90Sr se pridobiva z izolacijo produktov cepitve urana iz mešanice (glej). Ta izotop razpada z oddajanjem beta sevanja z E beta energijo 0,546 Meu (100 %), brez spremljajočega gama sevanja. Razpad 90Sr povzroči nastanek hčerinskega radionuklida 90Y, ki razpade (T1/2 = 64 ur) z emisijo p-sevanja, sestavljenega iz dveh komponent z Ep enakim 2,27 MeV (99 %) in 0,513 MeV ( 0,02 %). Razpad 90Y oddaja tudi zelo šibko sevanje gama z energijo 1,75 MeV (0,02 %).

Radioaktivna izotopa 89Sr in 90Sr, prisotna v odpadkih iz jedrske industrije in nastala med testiranjem jedrskega orožja, med kontaminacijo okolju lahko pride v človeško telo s hrano, vodo in zrakom. Kvantitativno oceno migracije kalcija v biosferi običajno izvajamo v primerjavi s kalcijem. V večini primerov se pri prehodu 90Sr iz prejšnjega člena v verigo koncentracija 90Sr zmanjša na 1 g kalcija (tako imenovani diskriminacijski koeficient); pri odraslih v členu telo-prehrana je ta koeficient 0,25 .

Podobno kot topne spojine drugih zemeljskoalkalijski elementi topne spojine S. se dobro absorbirajo iz žleze. trakta (10-60%), je absorpcija slabo topnih spojin S. (npr. SrTiO3) manjša od 1%. Stopnja absorpcije radionuklidov S. v črevesju je odvisna od starosti. S povečanjem vsebnosti kalcija v prehrani se kopičenje kalcija v telesu zmanjša. Mleko pomaga povečati absorpcijo S. in kalcija v črevesju. Menijo, da je to posledica prisotnosti laktoze in lizina v mleku.

Topne spojine SrTi03 se ob vdihavanju hitro izločijo iz pljuč, slabo topni SrTiO3 pa se v pljučih izmenjuje izjemno počasi. Penetracija radionuklida S. skozi nepoškodovano kožo je pribl. 1 %. Skozi poškodovano kožo (vreznine, opekline itd.)? kot tudi iz podkožnega in mišičnega tkiva se S. skoraj popolnoma absorbira.

S. je osteotropni element. Ne glede na pot in ritem vnosa v telo se topne spojine 90Sr selektivno kopičijo v kosteh. V mehkih tkivih se zadrži manj kot 1 % 90Sr.

Pri intravenskem dajanju se S. zelo hitro izloči iz krvnega obtoka. Kmalu po dajanju postane koncentracija S. v kosteh 100-krat ali več višja kot v mehkih tkivih. Nekatere razlike so opažene pri kopičenju 90Sr v posameznih organih in tkivih. Relativno višje koncentracije 90Sr pri poskusnih živalih najdemo v ledvicah, slinavkah in ščitnici, najmanjše pa v koži, kostnem mozgu in nadledvičnih žlezah. Koncentracija 90Sr v ledvični skorji je vedno večja kot v meduli. S. se sprva zadržuje na kostnih površinah (periosteum, endosteum), nato pa se razmeroma enakomerno porazdeli po celotnem volumnu kosti. Vendar pa je porazdelitev 90Sr v razne dele ista kost in v različnih kosteh se izkaže za neenakomerno. V prvem času po dajanju je koncentracija 90Sr v epifizi in metafizi kosti poskusnih živali približno 2-krat večja kot v diafizi. 90Sr se iz epifize in metafize sprosti hitreje kot iz diafize: v 2 mesecih. koncentracija 90Sr v epifizi in metafizi kosti se zmanjša za 4-krat, v diafizi pa ostane skoraj nespremenjena. Sprva se 90Sr koncentrira na območjih, kjer aktivno izobraževanje kosti. Obilna krvna in limfna cirkulacija v epimetafiznih predelih kosti prispeva k intenzivnejšemu odlaganju 90Sr v njih v primerjavi z diafizo cevaste kosti. Količina odlaganja 90Sr v živalskih kosteh je spremenljiva. Močno zmanjšanje fiksacije 90Sr v kosteh s starostjo so ugotovili pri vseh živalskih vrstah. Odlaganje 90Sr v okostju je bistveno odvisno od spola, nosečnosti, dojenja in stanja nevroendokrinega sistema. Pri podganjih samcih so opazili večje odlaganje 90Sr v okostju. V okostju brejih samic se 90Sr kopiči manj (do 25%) kot pri kontrolnih živalih. Laktacija pomembno vpliva na kopičenje 90Sr v skeletu samic. Ko 90Sr dajemo 24 ur po rojstvu, se 90Sr zadrži v okostju podgan 1,5-2 krat manj kot pri samicah, ki niso dojele.

Prodiranje 90Sr v tkiva zarodka in ploda je odvisno od stopnje njihovega razvoja, stanja posteljice in trajanja kroženja izotopa v materini krvi. Večja kot je gestacijska starost v času aplikacije radionuklida, večji je prodor 90Sr v plod.

Da bi zmanjšali škodljive učinke stroncijevih radionuklidov, je treba omejiti njihovo kopičenje v telesu. V ta namen, ko je koža kontaminirana, je potrebno hitro dekontaminirati njena izpostavljena področja (s pripravkom "Zashchita-7", pralnim praškom "Era" ali "Astra", pasto NEDE). Pri peroralnem zaužitju stroncijevih radionuklidov je treba uporabiti protistrupe, ki vežejo ali absorbirajo radionuklid. Takšni protistrupi vključujejo aktivirani barijev sulfat (adso-bar), polisurmin, pripravke alginske kisline itd. Na primer, zdravilo adsobar, ko ga vzamemo takoj po vstopu radionuklidov v želodec, zmanjša njihovo absorpcijo za 10-30 krat. Adsorbente in protistrupe je treba predpisati takoj po odkritju poškodb zaradi stroncijevih radionuklidov, saj zamuda v tem primeru povzroči močan upad njihovo pozitivno delovanje. Hkrati je priporočljivo predpisati emetike (apomorfin) ali opraviti obilno izpiranje želodca, uporabiti fiziološka odvajala in čistilne klistirje. Če so prizadeti s praškastimi zdravili, je potrebno obilno izpirati nos in usta, ekspektorante (termopsis s sodo), amonijev klorid, injekcije kalcijevih pripravkov, diuretike. Kasneje po poškodbi je za zmanjšanje odlaganja S. radionuklidov v kosteh priporočljiva uporaba t.i. stabilni stroncij (S. laktat ali S. glukonat). Veliki odmerki kalcija peroralno ali intravensko MofyT nadomestijo stabilne pripravke stroncija, če ti niso na voljo. Zaradi dobre reabsorpcije stroncijevih radionuklidov v ledvičnih tubulih je indicirana tudi uporaba diuretikov.

Določeno zmanjšanje kopičenja radionuklidov S. v telesu je mogoče doseči z ustvarjanjem konkurenčnega odnosa med njimi in stabilnim izotopom S. ali kalcija, pa tudi z ustvarjanjem pomanjkanja teh elementov v primerih, ko radionuklid S. je že fiksiran v okostju. Vendar učinkovita sredstva Dekorporacija radioaktivnega stroncija iz telesa še ni bila ugotovljena.

Najmanjša pomembna aktivnost, ki ne zahteva registracije ali dovoljenja organov državnega sanitarnega nadzora za 85mSr, 85Sr, 89Sr in 90Sr, je 3,5*10 -8, 10 -10, 2,8*10 -11 oziroma 1,2*10 -12 curie /l.

Bibliografija: Borisov V.P. Urgentna oskrba pod akutno izpostavljenostjo sevanju, M., 1976; Buldakov L. A. in M ​​o s k a l e v Yu. Problemi porazdelitve in eksperimentalne ocene dovoljenih ravni Cs137, Sr90 in Ru106, M., 1968, bibliogr.; Voinar A.I. Biološka vloga mikroelementi v telesu živali in človeka, str. 46, M., 1960; Iljin JI. A. in Ivannikov A.T. Radioaktivne snovi in rane, M., 1979; K in z in v fi-na B. S. in T o r b e n k o V. P. Življenje kostnega tkiva, M., 1979; JI e in in V. I. Pridobivanje radioaktivnih zdravil, M., 1972; Metabolizem stroncija, ed. J. M. A. Lenihen et al., trans. iz angleščine, M., 1971; Poluektov N. S. et al. Analitična kemija stroncij, M., 1978; P e m in G. Tečaj anorganska kemija, prev. iz nemščine, letnik 1, M., 1972; Zaščita pacienta pri radionuklidnih preiskavah, Oxford, 1969, bibliogr.; Tabela izotopov, ed. avtorja S. M. Lederer a. V. S. Shirley, N. Y. a. o., 1978.

A. V. Babkov, Yu I. Moskalev (rad.).

OPREDELITEV

Stroncij- osemintrideseti element periodni sistem. Oznaka - Sr iz latinskega "stroncij". Nahaja se v petem obdobju, skupina IIA. Nanaša se na kovine. Jedrski naboj je 38.

Stroncij se v naravi pojavlja predvsem v obliki sulfatov in karbonatov, pri čemer tvorita minerala celestin SrSO 4 in stroncianit SrCO 3 . Vsebnost stroncija v zemeljski skorji je 0,04 % (mase).

Kovinski stroncij v obliki preprosta snov je mehka srebrno bela (slika 1) kovina, ki je temprana in duktilna (lahka za rezanje z nožem). Kemično aktiven: hitro oksidira na zraku, precej burno reagira z vodo in se neposredno povezuje z mnogimi elementi.

riž. 1. Stroncij. Videz.

Atomska in molekulska masa stroncija

OPREDELITEV

Relativna molekulska masa snovi (Mr) je število, ki kaže, kolikokrat je masa dane molekule večja od 1/12 mase ogljikovega atoma in relativno atomska masa element (A r)— kolikokrat je povprečna masa atomov kemijskega elementa večja od 1/12 mase ogljikovega atoma.

Ker stroncij v prostem stanju obstaja v obliki enoatomskih molekul Sr, so vrednosti njegovih atomskih in molekulska masa tekma. Enaka sta 87,62.

Alotropija in alotropske modifikacije stroncija

Stroncij obstaja v treh kristalnih oblikah, od katerih je vsaka stabilna v določenem temperaturnem območju. Tako je do 215 o C stabilen α-stroncij (kubična mreža s središčem obraza), nad 605 o C - g - stroncij (kubična mreža s središčem telesa), v temperaturnem območju 215 - 605 o C - b- stroncij (heksagonalna mreža).

Izotopi stroncija

Znano je, da je v naravi rubidij v obliki edinega stabilnega izotopa 90 Sr. Masno število je 90, atomsko jedro vsebuje osemintrideset protonov in dvainpetdeset nevtronov. Radioaktivno.

Stroncijevi ioni

Na zunaj raven energije Atom stroncija ima dva elektrona, ki sta valentna:

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

Kot rezultat kemična interakcija stroncij odda svoje valenčne elektrone, tj. je njihov donor in se spremeni v pozitivno nabit ion:

Sr 0 -2e → Sr 2+ .

Molekula in atom stroncija

V prostem stanju stroncij obstaja v obliki enoatomskih molekul Sr. Tukaj je nekaj lastnosti, ki označujejo atom in molekulo stroncija:

Stroncijeve zlitine

Najden stroncij široka uporaba v metalurgiji kot legirna komponenta zlitin na osnovi bakra.

Primeri reševanja problemov

PRIMER 1

Splošne informacije in načini pridobivanja

Stroncij (Sr) je srebrno bela kovina. Mineral, ki vsebuje stroncij, so odkrili leta 1787 na Škotskem v rudniku svinca blizu vasi Strontian in so ga poimenovali strontianit. Leta 1790 sta škotska mineraloga Crawford in Cruickshank podrobno preučila ta mineral in v njem odkrila novo »zemljo« (oksid). Ne glede nanje ugotavlja njihov rojak, kemik Hop, Ta mineral vsebuje nov element- stroncij. Do istega zaključka je prišel nemški kemik Klaproth. V istih letih je slavni ruski kemik akad. T. E. Lovitz je odkril sledi stroncija v težkem šparu. Rezultati njegovih raziskav so bili objavljeni leta 1795. Čisto kovino pa je Davy izoliral šele leta 1808. Leta 1924 je prejel Danner (ZDA). čisti stroncij z redukcijo iz oksida s kovinskim aluminijem (ali magnezijem).

Kovinski stroncij se trenutno proizvaja pretežno z aluminotermično metodo. Stroncijev oksid zmešamo z aluminijevim prahom, briketiramo in postavimo v električno vakuumsko peč (vakuum 1,333 Pa), kjer kovino reduciramo pri 1100-1150 °C.

Stroncij se proizvaja v skladu s TsMTU 4764-56 treh razredov (Ch, ChDA in Chh) v obliki palic in kristalov (druze).

Stroncijeve soli in spojine so strupene (povzročajo paralizo in vplivajo na vid). Pri delu z njimi je treba upoštevati varnostne predpise za soli alkalijskih in zemeljskoalkalijskih kovin.

Fizikalne lastnosti

Atomske lastnosti. Atomsko število 38, atomska masa 87,62 a. m, atomski volumen 33,7 * 10 -6 m 3 /mol, atomski polmer 0,215 nm, ionski polmer 0,127 nm. Ionizacijski potenciali J (eV): 5,692; 11,026; 43.6. Elektronegativnost 1,0. Stroncij ima g.c. mreža (a - Sr) s periodo a = 0,6085 nm, energija kristalne mreže 164,3 μJ/kmol, koordinacijsko število 12, medatomska razdalja 4,30 nm. Pri temperaturi 488 K pride do transformacije a-6. 6-stroncij ima heksagonalno mrežo s periodami a = 0,432 nm, c - = 0,706 nm, c/a = 1,64. Pri 605 °C poteka polimorfna transformacija 6->-y Nastajajoča kubična volumsko spremenjena modifikacija ima periodo a = 0,485 nm. Elektronska konfiguracija zunanji sloj 5 s 2. Naravni stroncij je sestavljen iz štirih stabilnih izotopov: 84 Sr (0,58 %), 86 Sr (9,88 %), 87 Sr (7,2 %). 88 Sr (82,58%). Pridobljenih je bilo tudi 14 umetnih nestabilnih izotopov 90 Sr z razpolovno dobo 27,7 let, ki nastaja pri jedrskih reakcijah (cepitev urana). Efektivni presek za zajem toplotnih nevtronov je 1,21*10 -28 m 2 . Izhodna funkcija elektrona f=2,35 eV, za monokristal (100) f=2,43 eV.

Gostota p pri 273 K je 2,630 Mg/m3.

Magnetna občutljivost pri temperaturi 293 K x = +1,05-10^9.

Kemijske lastnosti

Normalni elektrodni potencial reakcije je Sr -2 e =?* Sr ​​​​2 + cp 0 = 2,89 V. Stopnja oksidacije +2.

Stroncij je zelo aktiven element, na zraku hitro oksidira in sprošča velika količina toplota, močno razgrajuje vodo. Interagira z vodikom pri povišanih temperaturah 300-400 °C in tvori hidrid SrH 2 s tališčem 650 °C. S kisikom tvori oksid (II) SrO s tališčem 2430 ° C, pri 500 ° C in tlaku 15 MPa - oksid (IV) Sr 0 2. Reagira z dušikom pri 380-400 °C in daje spojino Sr 3 N 2.

Pri segrevanju stroncij zlahka komunicira s halogeni in tvori ustrezne soli: SrCl 2 klorid s tališčem 872 ° C, SrBr 2 bromid s tališčem 643 ° C, SrF 2 fluorid s tališčem 1190 ° C, Srl 2 jodid. Z ogljikom tvori stroncijev karbid SrC 2, s fosforjem - stroncijev fosfid SrP 2, z žveplom pri segrevanju - sulfide.

S koncentrirano dušikovo in žveplovo kislino reagira šibko, z razredčeno pa močno; z alkalijami - NaOH, reagira tudi KOH (koncentriran in razredčen).

Tvori trdne raztopine in kovinske spojine s kovinami.

niya B tekoče stanje mešanice z elementi podskupin PA, PV - VB (Be, Mg, Zn, Cd, Hg, Al, Ga, In, TI, Sn, Pb, Sb, Bi, As). Mnogi od njih tvorijo kovinske spojine (Al, Mg, Zn, Sn, Pb itd.). Daje nemešljive sisteme z nekaj prehodnimi in plemenitimi kovinami. Za večino kovin platinske skupine je značilna tvorba faz tipa Laves s stroncijem. Z elementi podskupine P1B tvori faze tipa AB 4. Elektrokemični ekvivalent 0,45404 mg/C.

Tehnološke lastnosti

Stroncij je temprana in duktilna kovina. Kovamo ga lahko v tanko pločevino in stisnemo pri 230 °C v žico.

Aplikacije

Kovinski stroncij in njegove spojine se uporabljajo v industriji. Uvedba tega elementa in njegovih spojin v jeklo in lito železo pomaga izboljšati njihovo kakovost. Obstajajo informacije o uporabi stroncija za deoksidacijo in rafiniranje bakra; s tem se poveča tudi trdota. Uvedba 0,1% Sr v titan in njegove zlitine poveča udarno trdnost; stroncij poveča duktilnost magnezija in njegovih zlitin ter pozitivno vpliva na lastnosti aluminijevih zlitin.

Stroncijeve spojine se uporabljajo v pirotehniki, v električni vakuumski tehniki (plinski absorber), v radijski elektroniki (za izdelavo fotocelic). Stroncij je del oksidnih katod, ki se uporabljajo v katodnih ceveh, mikrovalovnih žarnicah itd.

V steklarstvu se stroncij uporablja za izdelavo posebnih optičnih stekel; poveča kemijsko in termično stabilnost stekla ter lomni količnik. Tako ima steklo, ki vsebuje 9 °,0 SrO, visoko odpornost proti obrabi in veliko elastičnost ter je enostavno za mehansko obdelavo (torzija, predelava v prejo in tkanino). Pri nas je bila razvita tehnologija za proizvodnjo stekla, ki vsebuje stroncij. Takšno steklo ima visoko kemijsko obstojnost in električne lastnosti vpijanja stroncijevih stekel. rentgensko sevanje barvne televizijske cevi, kot tudi izboljšanje odpornosti proti sevanju. Stroncijev fluorid se uporablja za proizvodnjo laserjev in optične keramike. Stroncijev hidroksid se uporablja v naftni industriji za proizvodnjo mazalnih olj s povečano oksidacijsko odpornostjo, v prehrambeni industriji pa za obdelavo odpadkov proizvodnje sladkorja z namenom dodatne ekstrakcije sladkorja. Stroncijeve spojine so vključene tudi v emajle, glazure in keramiko. Veliko jih uporabljajo v kemični industriji kot smolna polnila, stabilizatorje plastike, kot tudi za čiščenje kavstične sode iz železa in mangana, kot katalizatorje v organski sintezi in pri krekingu nafte itd. .

Atom številka 38 z maso 87,62. V naravi se pojavlja v stabilnem stanju v obliki 4 izotopov: 84, 86, 87, 88. Najpogostejši v naravi je 88. Zaradi razpada naravnega rubidija 87 točno količino stroncij se s časom spreminja. Ljudje so dobili radioaktivne atome s številkami 80-97.

Poleg tega je najpogosteje uporabljen izotop pridobljen iz urana - Stroncij 90. Zgodovina odkritja elementa sega v daljna 90. leta osemnajstega stoletja. Leta 1787 so stroncij prvič izolirali iz minerala strontianita blizu vasi Strontian na Škotskem.

Prve študije sta izvedla kemika Ader Crawford in Martin Heinrich Klapot. V Rusiji je raziskavo stroncijeve zemlje izvedel Tobias Lowitz. Posebna značilnost je bilo gorenje s svetlo rdečim plamenom.

Opis in lastnosti stroncija

Stroncijeva formula– Sr. Je polimorfna kovina bele barve s srebrnkastim odtenkom. Zaradi hitre reakcije v čisti obliki z atmosferskim kisikom pridobi oksidni film z rumenim odtenkom. Kovinski stroncij zelo mehak in enostaven za kovanje.

Predstavljen v treh modifikacijah: kubična kristalna mreža s središčem obraza - do 231 °C, heksagonalna - od 231 do 623 °C, kubična s središčem telesa - pri temperaturah nad 623 °C. Atom stroncija ima strukturo zunanjega elektronska lupina 5s2. V reakcijah oksidira in dobi obliko +2, včasih +1. Struktura atom stroncij: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 5s2

Osnovni fizični kazalci:

Atomska prostornina – 34 cm 3 /g×atom;

Atomski polmer – 2,15 A;

Gostota – 2,63 g/cm 3 pri 20 °C;

Tpl. = 770 °C;

Vrsta = 1380 °C;

Ud. toplota 0,176 cal/g×deg pri 20 °C;

Parni tlak 10-3 mmHg pri 462 °C, 1 mmHg pri 733 °C in 100 mmHg pri 1092 °C;

Površinska napetost 165 dynov/cm;

Trdota po Brinellu 13 kg/mm2;

Kemični značilnost stroncija. Po reaktivnosti je stroncij blizu svojima bratoma v skupini, bariju in kalciju. V normalnih pogojih hitro reagira s kisikom atmosferski zrak. Oblikovana stroncijev oksid SrO in SrO 2 z rumenkastim odtenkom.

Kot vsi ostali zemeljsko alkalijske kovine reagira z vodo – tvori stroncijev hidroksid. Interakcija s halogeni je zelo aktivna - nastajajo halogenidi. Praškasta oblika kovine se zelo hitro vname tudi pri sobni temperaturi in atmosferskem tlaku.

Pri tem sta še posebej pomembna jodid in stroncijev klorid. Pri segrevanju se aktivno kombinira z ogljikov dioksid, nastaneta karbonat in bikarbonat. IN plinska faza pri dodatku vodika nastane hidrid SrH 2. Najpogostejše so tudi naslednje spojine: karbid - spojine na osnovi ogljika (SrC 2), amid - z amoniakom v plinasto stanje(Sr(NH 2) 2), sulfid - z žveplom (SrS), selenid - s selenom (SrSe) in nekateri drugi.

Stroncij v staljenem stanju zlahka se meša s kovinami, kot so aluminij, železo, barij in druge. Pride do homogenizacije taline, da nastanejo intermetalne spojine. Stroncij zlahka reagira z razredčenimi kislinami. V reakcijah z organskimi in mineralnimi kislinami dobimo ogromno različnih soli.

Vendar pa kaže visoko reaktivnost z šibke kisline, s koncentriranimi, nasprotno, ne kaže aktivnosti. Zato sulfati, nitrati, nitriti in drugi stroncijeve soli pridobljen z reakcijo z razredčenimi kislinami. Večina soli je obarvana bela z različne stopnje topnost v vodi (na osnovi mineralnih kislin se praviloma bolje topijo).

Značilnosti stroncija kako radioaktivni element. Radioaktivni izotop dobimo v jedrski reaktorji med β - razpadom rubidija 90, po katerem gre stroncij skozi stopnjo β - razpada, da nastane itrijev nuklid 90. Razpolovna doba stroncija enako 28,79 let.

Nahajališča in rudarjenje stroncija

Stroncij je v naravi zelo razširjen. Element se pojavlja v obliki rud v zemeljski skorji. Svetovni oceani vsebujejo več kot 24% celotne rezerve elementa. Naravni rezervati obstajajo samo v vezanem stanju in predstavljajo minerale, katerih skupno število je najmanj 40. V tleh držav CIS, Zahodna Evropa, Severna Amerika, predvsem v Kanadi, so bila najdena največja nahajališča rude: strontianit - stroncijev karbonat in - stroncijev sulfat.

Industrijske metode pridobivanja kovin temeljijo na predelavi mineralnih rud z različnimi spojinami. Nato se izvede toplotna razgradnja spojin ali elektrolitsko delovanje. Vendar pa zaradi takih reakcij nastane praškasta oblika kovine, ki je zelo vnetljiva, ali pa je izkoristek elementa zelo nizek in se dobi z nečistočami. Zato se zgornje metode trenutno ne uporabljajo.

Najbolj priljubljena ostaja redukcija stroncijevega oksida z dodatkom kovinskega aluminija in silicijevega peska. Reakcija poteka v vakuumski cevi iz jekla pri zelo visokih temperaturah nad 1.000 °C. Element se čisti z destilacijo tudi v vakuumu. Za jedrska energija pridobivanje radioaktivnih izotopov je izjemno pomembno.

Proizvajajo se v reaktorjih med razpolovno dobo urana 235. Izotop Sr 89 ( razpolovna doba stroncija 50,5 dni) nastane po razpadu s sproščanjem ogromno energijo iz stabilnega izotopa. Stroncij je bistveni del živalskega in flora. Mnogi organizmi kopičijo element skupaj s kalcijem in fosforjem.

Aplikacije stroncija

V kovinski obliki se uporablja kot legirno sredstvo. Dodaja voljnost in plastičnost. V mešanici z barijem in kalcijem je eksploziven. Je del termitnih mešanic.

Uporaba stroncijevih spojin:

SrO je del oksidnih katod in pirotehničnih zmesi.

SrCO 3 - pridobljeni so posebni premazi - kemično stabilne in toplotno odporne glazure.

Sr(NO 3) 2 je sestavina pirotehničnih snovi za signalne rakete.

SrSO 4 – polnilo za barve in gumo.

SrCrO 4 je sestavni del lakov in temeljnih premazov v letalski industriji.

SrTiO 3 je material za izdelavo dielektričnih anten, vodnikov in senzorjev.

SrF 2 - uporablja se pri proizvodnji specializiranih izdelkov.

SrCl 2 je sestavni del pirotehničnih sestavkov, kozmetike in zdravil.

SrS se uporablja pri izdelavi dodatkov za usnje.

90 Stroncij 137 Cezij se uporablja kot sestavina radioaktivnega goriva.

Najbolj uporabna snov na osnovi organskih spojin je stroncijev ranelat- stimulator rasti kostnega tkiva. To zdravilo se uporablja za zdravljenje osteoporoze.

Cena stroncija

Kovinski stroncij se najpogosteje prodaja v obliki spojin. Cene za stroncijeve spojine zelo variira: nitrat - 3,8 USD, klorid - 500-800 rubljev, ranelat v obliki pripravkov od 1500 do 2500 rubljev.

STRONCIJ (Strontium), Sr (a. stroncij; n. Strontium; f. stroncij; i. estroncio), je kemični element II. skupine periodnega sistema Mendelejeva, atomsko število 38, atomska masa 87,62, spada med zemeljsko alkalijske kovine.

Lastnosti stroncija

Naravni stroncij je sestavljen iz 4 stabilnih izotopov; 84 Sr (0,56 %), 86 Sr (9,84 %), 87 Sr (7,0 %) in 88 Sr (82,6 %); Poznamo več kot 20 umetnih radioaktivnih izotopov stroncija z masnimi števili od 77 do 99, med katerimi je največ pomembno ima 90 Sr (TS 29 let), ki nastane pri cepitvi urana. Stroncij je leta 1790 odkril škotski znanstvenik A. Crawford v obliki oksida.

V prostem stanju je stroncij mehka zlato-rumena kovina. Pri t pod 248 ° C je značilna čelno osredotočena kubična mreža (a-Sr s periodo a = 0,60848 nm), v območju 248-577 ° C - heksagonalna (b-Sr z obdobji a = 0,432 nm, c=0,706 nm); z več visoka temperatura preide v telesno osredotočeno kubično modifikacijo (g-Sr s periodo a = 0,485 nm). Gostota a-Sr 2540 kg/m 3 ; tališče 768 °C, vrelišče 1381 °C; molska toplotna kapaciteta 26,75 J/(mol.K); specifična električni upor 20.0.10 -4 (Ohm.m), temperaturni koeficient linearne ekspanzije 20.6.10 -6 K -1. Stroncij je paramagneten, atomska magnetna občutljivost pri sobni temperaturi je 91.2.10 -6. Plastična, mehka, enostavna za rezanje z nožem.

Stroncij po kemijske lastnosti podobno kot Ca in Ba. V spojinah ima oksidacijsko stopnjo +2. Na zraku hitro oksidira, pri sobni temperaturi reagira z vodo, pri povišanih temperaturah pa z vodikom, dušikom, fosforjem, žveplom in halogeni.

Povprečna vsebnost stroncija v zemeljski skorji je 3.4.10 -2 % (po masi). Magmatske srednje kamnine vsebujejo nekoliko več stroncija (8.0.10 -2 %) kot (4.5.10 -2 %), (4.4.10 -2 %), (3.10 -2 %) in (1.10 -3 %) gorske kamnine. Znanih je okoli 30 stroncijevih mineralov, med katerimi sta najpomembnejša celestin SrSO 4 in stroncianit SrCO 3 ; poleg tega je skoraj vedno prisoten v kalcijevih, kalijevih in barijevih mineralih in vanje vstopa kot izomorfna nečistoča kristalna mreža. Ker se od 4 naravnih izotopov stroncija eden (87 Sr) nenehno kopiči kot posledica R-razpada 87 Rb, se izotopska sestava stroncija (razmerje 87 Sr / 86 Sr) uporablja v geokemičnih študijah za ugotavljanje genetskih odnosov. med različnimi kompleksi kamnin, pa tudi za določitev njihove radiometrične starosti (ob sočasnem določanju vsebnosti rubidija v preučevanih predmetih). Radioaktivni 90 Sr služi kot onesnaževalec okolja (do prenehanja atmosferskega jedrski poskusi eden glavnih dejavnikov radioaktivne kontaminacije).

Uporaba in uporaba

Glavne surovine za pridobivanje stroncija so rude celestina in stroncijanita. Kovinski stroncij se pridobiva z aluminotermično redukcijo stroncijevega oksida v vakuumu. Uporablja se pri izdelavi aluminijevih zlitin in nekaterih jekel, elektrovakuumske naprave in nekaj optičnih očal. Stroncijeve soli, ki dajejo plamenu intenzivno rdečo barvo, se uporabljajo v pirotehniki. 90 Sr se v medicini uporablja kot vir ionizirajočega sevanja.