Strontiumgeschichte, Struktur, Eigenschaften, Reaktionen und Verwendung

Er Strontium Es ist ein alkalisches Metall, dessen chemisches Symbol das SR ist. Frisch geschnitten ist weiß mit einer silbernen Helligkeit, aber wenn es der Luft ausgesetzt ist, oxidiert sie und erhält eine gelbliche Farbe. Aus diesem Grund muss es während der Lagerung vor Sauerstoff geschützt werden.

Strontium wird aus seinen Venen in Form von Celestit- oder Celestina -Mineralien (SRSO) extrahiert₄) und Strontianit (SRCO₃). Celestita ist jedoch die Hauptmethode, in der die Ausbeutung von Strontium in der Bergbau auftritt, die seine Ablagerungen im Sedimentland und in Verbindung mit Schwefel ist.

Metallische Strontiumprobe, die durch eine Argonatmosphäre geschützt ist. Quelle: Strontium uner Argon Schutzgas Atmosphärre.JPG Matthias Zepperderivative Arbeit: MaterialScientist [Pubsuin -Domäne]

Celestita wird in Form rhombischer Kristalle vorgestellt, es ist normalerweise farblos, glasschützend und transparent. Obwohl Strontium auf diese Weise extrahiert wird, muss es in seinen jeweiligen Carbonat umgewandelt werden, aus dem es schließlich reduziert wird.

1790 wurde Strontium als neues Element für Adair Crawford und William Cruickshank in einem Mineral aus einer Lead Mine in der Nähe der Stadt der Strontion in Argyll, Escosia, identifiziert. Strontium wurde 1807 von Humphry Davy durch die Verwendung von Elektrolyse isoliert.

Strontium ist ein formbares, duktiles Metall und einen guten Stromleiter. Aber es hat wenig industrielle und kommerzielle Nutzung. Eine seiner Anwendungen ist die Bildung von Legierungen mit Aluminium und Magnesium, wodurch die Behandlung und Fließfähigkeit dieser Metalle verbessert wird.

In der Periodischtisch befindet sich Strontium in Gruppe 2 zwischen Kalzium und Barium und stellt fest, dass einige seiner physikalischen Eigenschaften, wie Dichte, Fusionspunkt und Härte, mittler.

Strontium wird in der Natur als vier stabile Isotope dargestellt: die ⁸⁸SR mit 82,6 % Häufigkeit; Er ⁸⁶SR, mit 9,9 % Häufigkeit; Er ⁸⁷Sr, mit 7,0 % Häufigkeit; und das ⁸⁴Sr, mit 0,56 % Häufigkeit.

⁹⁰SR ist ein radioaktives Isotop, das die schädlichste Bestandteil des radioaktiven Regens, Produkte von Kernexplosionen und Lecks von Kernreaktoren, da aufgrund der Ähnlichkeit zwischen Kalzium und Strontium in die Knochen in die Knochen eingebaut wird, die Knochenkrebs und Leukämie produziert.

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Geschichte

Ein Mineral aus einer Hauptmine in der Nähe der Stadt Stontian in Argyll, Schottland, wurde untersucht. Ursprünglich wurde es als eine Art Bariumcarbonat identifiziert. Aber Adair Crawford und William Cruickshank bemerkten 1789, dass die untersuchte Substanz ein weiterer fraglicher war.

Der Chemiker Thomas Charles Hope ernannte das neue Mineral zum entsprechenden Hirsch.

1790 brachten Crawford und Cruickshank die untersuchte Substanz und beobachteten, dass die Flamme purpurrot war, unterschieden sich von den bisher beobachteten Flammen in den bekannten Elementen. Sie kamen zu dem Schluss, dass sie vor einem neuen Element standen.

Im Jahr 1808 setzte Sir William Humphry Davy eine Elektrolyse einer feucht. Dann wurde das Quecksilber der gebildeten Amalgam verdunstet, wobei das Strontium frei war.

Davy nannte das isolierte Element Stontium (Strontium).

Struktur und elektronische Konfiguration von Strontium

Metallic Strontium kristallisiert bei Raumtemperatur in einer Kubikstruktur, die auf dem Gesicht zentriert ist (FCC).

In dieser Struktur befinden sich SR -Atome in den Eckpunkten und auf den Gesichtern des Einheitszellwürfels. Es ist relativ dichter als andere Strukturen (z. B. Kubik- oder BCC) für insgesamt vier SR -Atome.

SR -Atome bleiben dank der metallischen Verbindung vereint, Produkte der Überlappung ihrer atomaren Orbitale von Valencia in alle Richtungen im Glas. Dieses Orbital beträgt 5S, das je nach elektronischer Konfiguration zwei Elektronen hat:

[KR] 5S²

Und so entsteht eine 5S -Band und eine 5p -Fahrband (Bandtheorie).

In Bezug auf andere Metallphasen gibt es nicht zu viel bibliografische Informationen, obwohl es sicher ist, dass ihre Kristalle Transformationen leiden, wenn sie hohen Drücken ausgesetzt sind.

Oxidationszahlen

Strontium hat wie andere Metalle eine hohe Tendenz, seine Valenzelektronen zu verlieren. Dies sind die beiden Orbitalelektronen 5s. Somit werden SR -Atome zu den trennen Kationen sr²⁺ (M²⁺, Wie der Rest der Alkalinotalermetalle), Isolektronik zu edler Gas Kripton. Dann wird gesagt, dass Strontium +2 Oxidationszahl hat.

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Wenn es nur ein Elektronen verliert, wird das Kation gebildet⁺; Und daher beträgt seine Oxidationszahl +1. Herr⁺ Es ist selten in von von Strontium abgeleiteten Verbindungen.

Eigenschaften

Aussehen

Gespenigtes Weiß mit einem metallischen Glanz mit einem leichten gelben Farbstoff.

Molmasse

87,62 g/mol.

Schmelzpunkt

777 ºC.

Siedepunkt

1.377 ºC.

Dichte

-Umgebungstemperatur: 2,64 g/cm³

-Flüssigzustand (Schmelzpunkt): 2375 g/cm³

Löslichkeit

Alkohol- und säurelöslich. Es ist nicht wasserlöslich, da es stark damit reagiert.

Fusionshitze

7,43 kJ/mol.

Verdampfungswärme

141 kJ/mol.

Wärme molare Kapazität

26,4 j/(mol · k).

Elektronegativität

0,95 auf der Paulingskala.

Ionisationsenergie

Erste Ionisationsstufe: 549,5 kJ/mol.

Zweite Ionisationsstufe: 1.064.2 kJ/mol.

Dritte Ionisationsstufe: 4.138 kJ/mol.

Atomradio

Empirisch 215 Uhr.

Radio kovalent

195 ± 22 Uhr.

Wärmeausdehnung

22,5 µm/(m · k) bei 25 ° C.

Wärmeleitfähigkeit

35,4 w/(m · k).

Elektrischer widerstand

132 nω · m bei 20 ºC.

Härte

1,5 auf der MOHS -Skala.

Brandpotential

Strontium, wenn es fein geteilt ist, spontan in der Luft brennt. Darüber hinaus wird es verbrannt, wenn es über dem Schmelzpunkt erhitzt wird, und kann eine Explosionsgefahr darstellen, wenn sie der Wärme einer Flamme ausgesetzt ist.

Lagerung

Um eine Strontiumoxidation zu vermeiden, wird empfohlen, sie in Kerosin oder Benzin zu retten. Strontium sollte an einem frischen und gut belüfteten Ort gelagert werden, weit entfernt von einem organischen Material und anderen leicht oxidierbaren Materialien.

Nomenklatur

Da die Oxidationszahl +1 nicht so häufig ist, wird angenommen, dass nur +2 zur Vereinfachung der Nomenklatur um Strontiumverbindungen vorhanden ist. Deshalb wird in der Aktiennomenklatur (ii) am Ende der Namen ignoriert; Und in der traditionellen Nomenklatur enden sie immer mit dem Suffix -ICO.

Zum Beispiel ist die SRO der Fleck oder das Oxidoxid gemäß den Aktien bzw. traditionellen Nomenklaten.

Formen

Aufgrund seiner großen Reaktivität ist Metallstrontium in der Natur nicht isoliert. Es kann jedoch in seinem elementaren Zustand vor Sauerstoff, durch Eintauchen in Kerosin oder in der Atmosphäre von Inertgasen (wie edlen Gasen) gefunden werden.

Es bildet auch Legierungen mit Aluminium und Magnesium sowie ein Aggregat zu einer Zinn- und Bleilegierung. Strontium ist in ionischer Form (SR²⁺) im Boden oder im Meerwasser gelöst usw.

Das Sprechen über Strontium bezieht sich daher auf SR -Kationen²⁺ (Und in geringerem Maße sr⁺).

Es kann auch in ionischer Form mit anderen Elementen interagieren, um Salze oder andere chemische Verbindungen zu bilden. wie Chlorid, Carbonat, Sulfat, Strontiumsulfid usw.

Strontium ist grundlegend in zwei Mineralien vorhanden: Celestita oder Celestina (SRSO₄) Und die Strontita (SRCO₃). Celestita ist die Hauptquelle für die Extraktion von Larice Mining.

Strontium hat 4 natürliche Isotope, von denen das in größerer Fülle das ist ⁸⁸Herr. Es gibt auch zahlreiche radioaktive Isotope, die künstlich in Kernreaktoren produziert werden.

Biologisches Papier

Eine biologische Funktion von Strontium bei Wirbeltieren ist nicht bekannt. Aufgrund seiner Ähnlichkeit mit Kalzium kann es es in Knochengeweben ersetzen. Das heißt, die SR²⁺Verdrängt ca²⁺. Der im Knochen zwischen Strontium und Kalzium gefundene Anteil liegt jedoch zwischen 1/1.000 und 1/2.000; Das heißt, extrem niedrig.

Daher sollte Strontium eine natürliche biologische Funktion in den Knochen nicht erfüllen.

Strontium -Ranelat wurde bei der Behandlung von Osteoporose eingesetzt, da es eine Verhärtung der Knochen erzeugt. Aber auf jeden Fall ist dies eine therapeutische Wirkung.

Eines der wenigen Beispiele für eine biologische Funktion von Stroncium ist in der Acantharea, einem Funk -Gesamtprotozoer, das ein Skelett mit Strontium vorliegt.

Wo ist und Produktion

Celestita Crystal, eine mineralogische Schrift aus Strontium. Quelle: Aram Disan (Benutzer: Aramgutang) [Public Domain]

Strontium entspricht ungefähr 0,034 % aller magmatischen Gesteine. Es gibt jedoch nur zwei Mineralien: Celestita oder Celestina, in Einlagen mit wichtigem Strontiumgehalt.

Von den beiden wichtigen Stroncium -Mineralien befindet sich nur der Celestit in einer ausreichenden Menge in Sedimentablagerungen, die es ermöglicht, das Strontium zu extrahieren.

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Der Strat ist nützlicher als Celestita, da der größte Teil des Strontiums in Form von Strontiumcarbonat erzeugt wird; Es wurden jedoch nur einige Einlagen gefunden, die eine nachhaltige Ausbeutung von Bergbau ermöglichen.

Strontiumgehalt in Meerwasserbereichen zwischen 82 und 90 µmol/l, eine viel niedrigere Konzentration als Calcium, zwischen 9,6 und 11 mmol/l.

Fast die gesamte Ausbeutung des Bergbaus basiert auf den Feldern des Celestits, da Strontianitvenen für die Extraktion knapp und unrentabel sind. Trotzdem wird Strontium hauptsächlich in Form von Strontiumcarbonat produziert.

Pidgeon -Methode

Celestita wird in Gegenwart von Kohle verbrannt, um Strontiumsulfat in Strontiumsulfid zu verwandeln. In der zweiten Stufe löst sich das dunkle Material, das Strontiumsulfid enthält, in Wasser und Filtern.

Dann wird die Strontiumsulfidlösung mit Kohlendioxid behandelt, um Strontiumcarbonatausfälle zu erzeugen.

Strontium kann durch eine Variante der Pidgeon -Methode isoliert werden. Die Reaktion von Strontiumoxid und Aluminium wird in einem Vakuum erzeugt, wo Strontium in Gas umgewandelt und durch die Produktionsturbur zu den Kondensatoren transportiert wird, wo es als fest ausfällt.

Elektrolyse

Strontium kann in Form von Balken mittels der Kontakt -Kathodenelektrolyse -Methode erhalten werden. In diesem Verfahren kommt ein abgekühlter Eisenstange, der als Kathode wirkt, mit der Oberfläche einer geschmolzenen Mischung aus Kaliumchlorid und Strontiumchlorid in Kontakt.

Wenn sich das Strontium an der Kathode (Eisenstange) verfestigt, steigt die Stange.

Reaktionen

Mit Calcogenen und Halogenen

Strontium ist ein aktives reduziertes Metall und reagiert mit Halogenen, Sauerstoff und Schwefel, um Halogenide, Oxide und Sulfid zu produzieren. Strontium ist ein Silbermetall, aber oxidiertes Formenstrontiumoxid, wenn es der Luft ausgesetzt ist:

MR (s) +1/2₂(g) => sro (s)

Das Oxid bildet eine dunkle Schicht auf der Oberfläche des Metalls. Während seine Reaktion mit Chlor und Schwefel wie folgt ist:

MR (s)+ cl₂(g) => srcl₂(S)

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

Strontium reagiert mit geschmolzenem Schwefel.

Mit der Luft

Kann mit Sauerstoff kombiniert werden, um Strontiumperoxid zu bilden; Aber es erfordert für seine Bildung von hohem Sauerstoffdruck. Es kann auch mit Stickstoff reagieren, um ein knappes Nitrid zu erzeugen:

3sr (s) + n₂(g) => sr₃N₂(S)

Die Temperatur muss jedoch größer als 380 ° C betragen, so dass die Reaktion auftritt.

Mit Wasser

Strontium kann heftig mit Wasser reagieren, um Strontiumhydroxid, SR (OH), zu bilden₂ und Wasserstoffgas. Die Reaktion zwischen Strontium und Wasser hat nicht die Gewalt, die bei der Reaktion zwischen alkalischen und Wassermetallen beobachtet wird, sowie die im Fall von Barium beobachtet.

Mit Säuren und Wasserstoff

Strontium kann mit Schwefelsäure und Salpetersäure reagieren, um Sulfat und Strontiumnitrat zu entstehen. Es kombiniert auch heiß mit Wasserstoff, um Strontiumhydrid zu verursachen.

Strontium weist wie andere schwere Elemente des Blocks der Periodenzüchter eine Vielzahl von Koordinationszahlen auf. wie 2, 3, 4, 22 und 24, beobachtet in Verbindungen wie SRCD_elf und srzn₁₃, Zum Beispiel.

Anwendungen

- Elementarstrontium

Legierungen

Es wird als eutektischer Modifikator verwendet, um den Widerstand und die Duktilität der Al-Ag-Legierung zu verbessern. Es wird als Inokulanz beim Schmelzen von duktilem Eisen verwendet, um die Graphitbildung zu steuern. Es wird auch Zinn- und Bleilegierungen hinzugefügt, um Härte und Duktilität zu verleihen.

Außerdem wird es als Desoxidationsmittel von Kupfer und Bronze verwendet. Kleine Mengenstrontium wird zu geschmolzenem Aluminium zugesetzt, um das Metallguss mel zu optimieren.

Es ist ein Legierungsmittel für Aluminium oder Magnesium, das in der Gießerei von Motorblöcken und Rädern verwendet wird. Strontium verbessert die Behandlung und Fluidität des Metalls, mit dem es mit Legierung verbunden ist.

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Isotope

Trotz seiner schädlichen Handlung die ⁹⁰SR wird als thermoelektrischer Generator verwendet, wobei die Kalorienenergie seiner Strahlung verwendet wird, um langfristigen Strom zu erzeugen, mit Anwendung in Raumfahrzeugen, Fernforschungsstationen und in Navigationsbojen.

Er ⁸⁹SR wurde bei der Behandlung von Knochenkrebs angewendet, wobei die radioaktive Emission von β -Typ zur Zerstörung von Tumorzellen verwendet wird.

Strontium -Atom wurde verwendet, um ein Zeitmesssystem festzulegen, das kaum eine Sekunde alle 200 Millionen Jahre verzögert. Das macht es zur präzisionsreichsten Uhr.

- Verbindungen

Karbonat

Ferritas und Magnete

Strontiumcarbonat (SRCO₃) mit Eisenoxid reagieren (Glaube₂ENTWEDER₃) Bei einer Temperatur zwischen 1.000 und 1.300 ºC, um einen Strontium -Ferrit zu bilden. Diese Familie Ferritas hat eine allgemeine SRFE -Formel_XENTWEDER₄.

Keramische Magnete bestehen aus Ferritas und werden in mehreren Anwendungen verwendet. Unter ihnen: Lautsprecherausarbeitung, Motorscheibenreinigermotoren und Kinderspielzeuge.

Strontiumcarbonat wird auch in der Glasproduktion für Fernsehbildschirme und Visualisierungseinheiten verwendet.

Glas

Zusätzlich zur Verbesserung des Glasbesitzes für flüssige Kristallbildschirme (LCD) wird es auch im Emaille der Keramik für Gerichte verwendet, wodurch der Widerstand gegen Kratzer und die Bildung von Blasen während des Kochens verstärkt wird.

Es wird bei der Herstellung von Gebrauchsglas in Optik, Glaswaren und Beleuchtung verwendet. Es ist auch Teil des Glasfaser- und Labor- und Pharmaglas.

Metall- und Salzproduktion

Es wird verwendet, um ein Zink mit hoher Reinheit zu erhalten, da es zur Beseitigung der Bleiunreinheit beiträgt. Hilfe bei der Produktion von Strontiumchromat, Verbindung, die als Korrosionsinhibitor in Druckfarben verwendet wird.

Abwasser- und Phosphoreszenzlampen

Es wird bei der Behandlung von Abwasser zur Sulfateliminierung verwendet. Darüber hinaus wird es bei der Herstellung von Orthophosphorsäure verwendet, der bei der Ausarbeitung von Fluoreszenzlampen verwendet wird.

Pyrotechnik

Strontiumcarbonat wird wie andere Strontiumsalze in Feuerwerkskörpern verwendet, um eine purpurrote rote Farbe bereitzustellen. Färbung, die auch bei Strontium -Detektionstests verwendet wird.

Hydroxid

Es wird bei der Extraktion von Rübenzucker verwendet, da Strontiumhydroxid mit Zucker kombiniert wird, um ein komplexes Saccharid zu verursachen. Der Komplex kann durch die Wirkung von Kohlendioxid dissoziiert werden, wobei der Zucker frei bleibt. Es wird auch in der Plastikstabilisierung verwendet.

Oxid

Es ist in dem Glas vorhanden, das sie bei der Herstellung des Bildrohrs eines Fernsehgeräts verwenden. Diese Anwendung beginnt 1970. Farbfernseher sowie andere Geräte, die Kathodenstrahlen enthalten, müssen Strontium auf der Frontplatte verwenden, um X -Strahlen zu stoppen.

Diese Fernseher sind bereits nicht angewendet, da die Kathodenröhrchen durch andere Geräte ersetzt wurden und daher die Verwendung von Strontiumverbindungen nicht erforderlich ist.

Andererseits wird Strontiumoxid verwendet, um die Qualität von Keramikschmelz zu verbessern.

Chlorid

Strontiumchlorid wird in einigen Zahnpasten für empfindliche Zähne und in der Ausarbeitung von Feuerwerkskörpern verwendet. Darüber hinaus wird es in begrenzter Weise für die Beseitigung unerwünschter Gase in Vakuumbehältern verwendet.

Ranelato

Es wird bei der Behandlung von Osteoporose verwendet, da es die Knochendichte erhöht und die Inzidenz von Frakturen verringert. Topisch angewendet, hemmt sensorische Reizungen. Die Verwendung hat jedoch zurückgegangen, da es Hinweise darauf gibt, dass die Inzidenz von Herz -Kreislauf -Erkrankungen zunimmt.

Aus Aluminat

Es wird als Doponte in der Elektronikindustrie verwendet. Es wird auch häufig verwendet, um bestimmte Spielzeuge in der Dunkelheit zu leuchten, da es sich um eine chemisch und biologisch inerte Verbindung handelt.

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