Stronciumi (Sr) është një element kimik, një metal alkaline tokësor i grupit të dytë të tabelës periodike. Përdoret në dritat sinjalizuese të kuqe dhe fosforet, përbën një rrezik të madh për shëndetin në ndotjen radioaktive.
Historia e zbulimit
Mineral nga një minierë plumbi pranë fshatit Strontian në Skoci. Fillimisht u njoh si një shumëllojshmëri e karbonatit të bariumit, por Adair Crawford dhe William Cruikshank sugjeruan në 1789 se ishte një substancë tjetër. Kimisti Thomas Charles Hope e quajti mineralin e ri strontit sipas fshatit dhe oksidin përkatës të stronciumit SrO, stroncium. Metali u izolua në vitin 1808 nga Sir Humphry Davy, i cili elektrolizoi një përzierje të hidroksidit ose klorurit të lagësht me oksidin e merkurit duke përdorur një katodë të merkurit dhe më pas avulloi merkurin nga amalgama që rezultonte. Ai e emërtoi elementin e ri duke përdorur rrënjën e fjalës "stroncium".
Të jesh në natyrë
Bollëku relativ i stronciumit, elementi i tridhjetë e tetë i tabelës periodike, në hapësirë vlerësohet të jetë 18,9 atome për çdo 106 atome silikoni. Ajo është rreth0.04% e masës së kores së tokës. Përqendrimi mesatar i elementit në ujin e detit është 8 mg/L.
Elementi kimik stroncium gjendet gjerësisht në natyrë dhe vlerësohet të jetë substanca e 15-të më e bollshme në Tokë, duke arritur përqendrime prej 360 pjesë për milion. Duke pasur parasysh reaktivitetin e tij ekstrem, ai ekziston vetëm në formën e komponimeve. Mineralet e tij kryesore janë celestina (sulfati SrSO4) dhe strontianiti (karbonat SrCO3). Nga këto, celestiti gjendet në sasi të mjaftueshme për miniera fitimprurëse, më shumë se 2/3 e furnizimit botëror të së cilës vjen nga Kina, dhe Spanja dhe Meksika furnizojnë pjesën tjetër. Megjithatë, është më fitimprurëse të minohet strontianiti, sepse stronciumi përdoret më shpesh në formë karbonate, por ka relativisht pak depozita të njohura.
Properties
Stronciumi është një metal i butë, i ngjashëm me plumbin, që shkëlqen si argjendi kur pritet. Në ajër, ai reagon shpejt me oksigjenin dhe lagështinë e pranishme në atmosferë, duke marrë një nuancë të verdhë. Prandaj, duhet të ruhet në izolim nga masat ajrore. Më shpesh ruhet në vajguri. Nuk ndodh në gjendje të lirë në natyrë. Si shoqërues i kalciumit, stronciumi përfshihet në vetëm 2 minerale kryesore: celestiti (SrSO4) dhe strontianiti (SrCO3).
Në serinë e elementeve kimike magnez-kalcium-stroncium (metale alkaline tokësore) Sr është në grupin 2 (ish 2A) të tabelës periodike midis Ca dhe Ba. Për më tepër, ai ndodhet në periudhën e 5-të midis rubidiumit dhe ittriumit. Që nga rrezja atomike e stronciumiti ngjashëm me rrezen e kalciumit, ai zëvendëson lehtësisht këtë të fundit në minerale. Por është më i butë dhe më reaktiv në ujë. Formon hidroksid dhe gaz hidrogjen në kontakt. 3 alotrope të stronciumit njihen me pika kalimi prej 235°C dhe 540°C.
Metali alkaline tokësor në përgjithësi nuk reagon me azotin nën 380°C dhe formon vetëm një oksid në temperaturën e dhomës. Megjithatë, në formë pluhuri, stronciumi ndizet spontanisht për të formuar oksid dhe nitrid.
Vetitë kimike dhe fizike
Karakterizimi i elementit kimik stroncium sipas planit:
- Emri, simboli, numri atomik: stroncium, Sr, 38.
- Grupi, periudha, blloku: 2, 5, s.
- Masa atomike: 87,62 g/mol.
- E-konfigurim: [Kr]5s2.
- Shpërndarja e elektroneve në predha: 2, 8, 18, 8, 2.
- Gjeniteti: 2,64g/cm3.
- Pika e shkrirjes dhe vlimit: 777 °C, 1382°C.
- Gjendja e oksidimit: 2.
Izotope
Stronciumi natyral është një përzierje e 4 izotopeve të qëndrueshme: 88Sr (82,6%), 86Sr (9, 9%), 87Sr (7,0%) dhe 84Sr (0,56%). Prej tyre, vetëm 87Sr është radiogjenik - ai formohet nga zbërthimi i izotopit radioaktiv të rubidiumit 87Rb me një gjysmë jete prej 4,88 × 10 10 vjet. Besohet se 87Sr u prodhua gjatë "nukleosintezës fillestare" (një fazë e hershme e Big Bengut) së bashku me izotopet 84Sr,86 VN dhe 88Vjetër. Varet ngavendndodhjet, raporti i 87Sr dhe 86Sr mund të ndryshojë më shumë se 5 herë. Kjo përdoret në datimin e mostrave gjeologjike dhe në përcaktimin e origjinës së skeleteve dhe objekteve prej b alte.
Si rezultat i reaksioneve bërthamore, u përftuan rreth 16 izotope radioaktive sintetike të stronciumit, nga të cilët më i qëndrueshëm është 90Sr (gjysma e jetës 28,9 vjet). Ky izotop, i prodhuar në një shpërthim bërthamor, konsiderohet produkti më i rrezikshëm i kalbjes. Për shkak të ngjashmërisë së tij kimike me kalciumin, ai absorbohet në kocka dhe dhëmbë, ku vazhdon të dëbojë elektrone, duke shkaktuar dëmtime nga rrezatimi, dëmtim të palcës së eshtrave, duke ndërprerë formimin e qelizave të reja të gjakut dhe duke shkaktuar kancer.
Megjithatë, në kushte të kontrolluara nga mjekësia, stroncium përdoret për të trajtuar disa sëmundje sipërfaqësore malinje dhe kancere të kockave. Përdoret gjithashtu në formën e fluorit të stronciumit në burimet e rrymës kimike dhe në gjeneratorët termoelektrikë me radioizotop, të cilët e shndërrojnë nxehtësinë e zbërthimit të tij radioaktiv në energji elektrike, duke shërbyer si burime energjie jetëgjata dhe të lehta në bovat e lundrimit, stacionet e largëta të motit dhe anijet kozmike.
89Sr përdoret për trajtimin e kancerit sepse sulmon indin kockor, prodhon rrezatim beta dhe prishet pas disa muajsh (gjysma e jetës 51 ditë).
Elementi kimik stroncium nuk është thelbësor për format më të larta të jetës, kripërat e tij janë zakonisht jo toksike. Cfare e ben90Sr i rrezikshëm, përdoret për të rritur densitetin dhe rritjen e kockave.
Lidhje
Vetitë e elementit kimik stroncium janë shumë të ngjashme me ato të kalciumit. Në komponimet, Sr ka gjendjen ekskluzive të oksidimit +2 si joni Sr2+. Metali është një agjent reduktues aktiv dhe reagon lehtësisht me halogjenet, oksigjenin dhe squfurin për të prodhuar halogjene, okside dhe sulfide.
Përbërjet e stronciumit kanë vlerë komerciale mjaft të kufizuar, pasi përbërjet përkatëse të kalciumit dhe bariumit në përgjithësi bëjnë të njëjtën gjë, por janë më të lira. Megjithatë, disa prej tyre kanë gjetur aplikim në industri. Ende nuk është kuptuar se me çfarë substancash të arrihet një ngjyrë e kuqe në fishekzjarre dhe dritat sinjalizuese. Aktualisht vetëm kripërat e stronciumit si Sr(NO3)2 dhe klorati Sr(ClO) përdoren për të arritur këtë ngjyrë.3)2 . Rreth 5-10% e prodhimit total të këtij elementi kimik konsumohet nga mjetet piroteknike. Hidroksidi i stronciumit Sr(OH)2 përdoret ndonjëherë për nxjerrjen e sheqerit nga melasa sepse formon një saharid të tretshëm nga i cili sheqeri mund të rigjenerohet lehtësisht nga veprimi i dioksidit të karbonit. SrS monosulfidi përdoret si një agjent depilues dhe një përbërës në fosforet e pajisjeve elektrolumineshente dhe ngjyrave ndriçuese.
Ferritet e stronciumit formojnë një familje përbërësish me formulën e përgjithshme SrFexOy, të përftuara si rezultat i një temperature të lartë (1000-1300 °C) reaksioni SrCO3 dheFe2O3. Ato përdoren për prodhimin e magneteve qeramike, të cilat përdoren gjerësisht në altoparlantët, motorët e fshirësit të xhamit të makinave dhe lodrat e fëmijëve.
Produksion
Celestiti më i mineralizuar SrSO4 konvertohet në karbonat në dy mënyra: ose shpërlahet drejtpërdrejt me tretësirë karbonat natriumi ose ngrohet me qymyr për të formuar sulfide. Në fazën e dytë, përftohet një substancë me ngjyrë të errët, që përmban kryesisht sulfur stroncium. Ky “hi i zi” tretet në ujë dhe filtrohet. Karbonati i stronciumit precipiton nga tretësira e sulfurit duke futur dioksid karboni. Sulfati reduktohet në sulfide nga reduktimi karbotermik SrSO4 + 2C → SrS + 2CO2. Qeliza mund të prodhohet nga kontakti elektrokimik katodik, në të cilin një shufër hekuri e ftohur, duke vepruar si katodë, prek sipërfaqen e një përzierjeje kloruresh kaliumi dhe stronciumi dhe ngrihet kur stronciumi ngurtësohet mbi të. Reaksionet në elektroda mund të paraqiten si më poshtë: Sr2+ + 2e- → Sr (katodë); 2Cl- → Cl2 + 2e- (anodë).
Metallic Sr gjithashtu mund të rikuperohet nga oksidi i tij me alumin. Është i lakueshëm dhe duktil, përçues i mirë i elektricitetit, por përdoret relativisht pak. Një nga përdorimet e tij është si një agjent aliazh për aluminin ose magnezin në derdhjen e blloqeve të cilindrave. Stronciumi përmirëson përpunimin dhe rezistencën ndaj zvarritjesmetalike. Një mënyrë alternative për të marrë stroncium është zvogëlimi i oksidit të tij me alumin në vakum në një temperaturë distilimi.
Përdorim komercial
Elementi kimik stroncium përdoret gjerësisht në xhamin e tubave me rreze katodë të televizorit me ngjyra për të parandaluar depërtimin e rrezeve X. Mund të përdoret gjithashtu në bojëra me spërkatje. Ky duket të jetë një nga burimet më të mundshme të ekspozimit publik ndaj stronciumit. Përveç kësaj, elementi përdoret për të prodhuar magnet ferrit dhe për të rafinuar zinkun.
Kripërat e stronciumit përdoren në piroteknikë sepse e ngjyrosin flakën me ngjyrë të kuqe kur digjen. Dhe një aliazh i kripërave të stronciumit me magnez përdoret si pjesë e përzierjeve ndezëse dhe sinjalizuese.
Titanate ka një indeks thyesje jashtëzakonisht të lartë dhe shpërndarje optike, duke e bërë atë të dobishëm në optikë. Mund të përdoret si zëvendësim për diamantët, por përdoret rrallë për këtë qëllim për shkak të butësisë së tij ekstreme dhe ndjeshmërisë ndaj gërvishtjeve.
Aluminati i stroncit është një fosfor i ndritshëm me qëndrueshmëri fosforeshence afatgjatë. Oksidi ndonjëherë përdoret për të përmirësuar cilësinë e glazurave qeramike. Izotopi 90Sr është një nga emetuesit më të mirë beta me energji të lartë jetëgjatë. Përdoret si burim energjie për gjeneratorët termoelektrikë me radioizotop (RTG), të cilët konvertojnë nxehtësinë e çliruar gjatë kalbjes së elementeve radioaktive në energji elektrike. Këto pajisje përdoren nëanije kozmike, stacione të largëta të motit, bova navigimi, etj. - ku kërkohet një burim i lehtë dhe jetëgjatë i energjisë bërthamore-elektrike.
Përdorimi mjekësor i stronciumit: karakterizimi i vetive, trajtimi me barna
Izotop 89Sr është përbërësi aktiv në ilaçin radioaktiv Metastron, i përdorur për të trajtuar dhimbjet e kockave të shkaktuara nga kanceri metastatik i prostatës. Elementi kimik stroncium vepron si kalciumi, ai përfshihet kryesisht në kockë në vende me rritje të osteogjenezës. Ky lokalizim fokuson efektin e rrezatimit në lezionin kanceroz.
Radioizotopi 90Sr përdoret gjithashtu në terapinë e kancerit. Rrezatimi beta dhe gjysma e gjatë e tij janë ideale për terapinë me rrezatim sipërfaqësor.
Një ilaç eksperimental i bërë duke kombinuar stronciumin me acidin ranelik nxit rritjen e kockave, rrit densitetin e kockave dhe redukton frakturat. Stronium ranelate është i regjistruar në Evropë si një trajtim për osteoporozën.
Kloruri i stronciumit përdoret ndonjëherë në pastat e dhëmbëve për dhëmbë të ndjeshëm. Përmbajtja e tij arrin në 10%.
Masa paraprake
Stronciumi i pastër ka një aktivitet të lartë kimik dhe në gjendje të grimcuar, metali ndizet spontanisht. Prandaj, ky element kimik konsiderohet si një rrezik zjarri.
Efekt në trupin e njeriut
Trupi i njeriut thith stroncium në të njëjtën mënyrë si kalciumi. Këto dyElementët janë aq të ngjashëm kimikisht saqë format e qëndrueshme të Sr nuk paraqesin një rrezik të konsiderueshëm për shëndetin. Në të kundërt, izotopi radioaktiv 90Sr mund të çojë në çrregullime dhe sëmundje të ndryshme të kockave, duke përfshirë kancerin e kockave. Njësia e stronciumit përdoret për të matur rrezatimin e 90Sr.
