Стронций — это элемент номер 38 таблицы Менделеева, атомный вес его изотопов — от 73 до 105, но стабильны только изотопы, имеющие атомный вес 84, 86, 87, 88. Стронций — это мягкий серебристо-белый металл, обладает ковкостью и пластичностью, легко режется ножом. Он очень легко вступает в реакции с водой и кислородом воздуха после чего покрывается пленкой оксида желтого цвета.
1. В 1790 году шотландский врач А. Крауфорд, изучая минерал стронцианит, пришел к выводу, что он содержит новые элементы. Затем пробежало еще несколько лет, и лишь в 1808 году Гемфри Дэви (1778-1829) путем электролиза выделил два новых элемента. Первый назвали барием (от «барюс» — «тяжелый»), второй — стронцием (от названия минерала, в который он входит).
2. В свободном виде стронций не встречается ввиду его высокой химической активности. Он входит в состав около 40 минералов. Из них наиболее важный — целестин SrSO4 (51,2 % Sr). Добывают также стронцианит SrCO3 (64,4 % Sr). Эти два минерала имеют промышленное значение.
ЧТО ТАКОЕ ТРИГГЕР В ЭЛЕКТРОНИКЕ И НЕ ТОЛЬКО
Чаще всего стронций присутствует как примесь в различных кальциевых минералах.
3. Температура плавления стронция составляет 768 °С, а температура кипения — 1390 °С.
4. По уровню физической распространённости в земной коре стронций занимает 23-е место — его массовая доля составляет 0,014 % (в литосфере — 0,045 %). Мольная доля металла в земной коре 0,0029 %. Стронций содержится в морской воде (8 мг/л).
5. Стронций — это щелочно-земельный металл, химически очень активный. Соли стронция горят красным цветом, и когда вы видите салют, знайте: вас восхищает не какое-то небывалое чудо, а металл стронций. А вот соли натрия, например, дают желтый цвет. В этом легко убедиться, если бросить несколько крупинок соли в пламя.
6. Наиболее распространен изотоп Стронция весом 88, его более 80%. Радиоактивный стронций имеет период полураспада примерно 29 лет, при этом распаде получается радиоактивный Йод с периодом полураспада 64 часа. Образуется радиоактивный стронций в атомных реакторах и при ядерных взрывах.
7. В мире ежегодно потребляют порядка 400.000 тонн стронция (далеко не все в виде металла, карбонат стронция великолепно подходит для некоторых целей).
8. СССР когда-то добывал стронций в Средней Азии. В России добыча стронция не ведется. Хотя на Кольском полуострове, в Дагестане, в Пермском крае есть большие месторождения стронция. Просто нет сильного спроса внутри страны. Добывают его в Испании, Германии, Мексике, Китае. Россия пока покупает его на мировых рынках
9. Стронций используют для поглощения газов в электровакуумной установке, для раскисления меди и бронз, получения сплавов. В атомной промышленности без стронция тоже дело не обходится: один из его радиоактивных изотопов применяют в атомных электрических батареях.
10. Добавление стронция в стекло делает последнее малопроницаемым для рентгеновского излучения, что абсолютно необходимо и для экранов телевизоров, и для экранов компьютеров, и для экранов радаров.
Последовательные логические устройства. Триггеры (RS, D, JK, T). Принцип работы, типовые схемы.
Ещё по теме:
Ваш Промблогер №1 Игорь (ZAVODFOTO)! Подписывайтесь на мой канал, я Вам ещё много чего интересного покажу: https://zen.yandex.ru/zavodfoto
На данный момент я уже лично посетил более 400 предприятий, а вот и ссылки на все мои промрепортажи:
Я всегда рад новым друзьям, добавляйтесь и читайте меня в:
Источник: dzen.ru
Стронций — металл пламенных огней
Этот металл полезен и опасен. Без стронция не обходятся металлурги, ядерщики, онкологи. Но зашкаливающая химическая активность требует осторожности при работе с ним.
Что представляет собой
Стронций – это элемент №38 периодической системы Д. Менделеева:
- Серебристый металл наделен утилитарными достоинствами: мягок (режется ножом), ковок, пластичен.
- Зарегистрированы три модификации вещества. У каждой свой температурный диапазон и структура кристаллической решетки.
- На Земле встречается в виде конгломерата изотопов. Четыре стабильны, 73-105 радиоактивны. Самый долгоживущий и важный для человека – стронций-90.
- Относится к щелочноземельным металлам.
Международное обозначение-символ – Sr (Strontium).
История
Название, под которым элемент вошел в историю науки, происходит от минерала стронцианит.
Его добывали в Шотландии, недалеко от деревушки Стронтиан. Исследуя в 1787 году минерал, ученые Вильям Крюйкшенк и Адер Кроуфорд выделили оксид неизвестного металла.
Получение чистого стронция через 20 лет – заслуга патриарха британской химии Хемфри Дэви.
Стронций в природе
Химически гиперактивный стронций в свободном виде на планете не обнаружен.
Большой выбор украшений из натуральных камней и минералов со скидкой -50%
Это компонент четырех десятков минералов, чаще кальциевых. Из них промышленный интерес представляют стронцианит и целестин (стронция 64% и 51%). У них простой состав, облегчающий переработку сырья. Например, стронцианит – это карбонат стронция с формулой SrCO3.
Стронций – 23-й по распространенности химический элемент. Тонна земной коры содержит 450 г вещества, литр морской воды – 8 мг.
Физико-химические характеристики
Физические и химические свойства обусловили расположение щелочноземельного металла в таблице элементов – между кальцием и барием:
- По электрохимическим характеристикам он среди самых активных.
- Растворяясь в аммиаке, делает жидкость густо-синей.
- Нагреваясь на воздухе, загорается.
- Порошок стронция в обычных условиях воспламеняется.
- Реакция с водой протекает бурно.
- Так же реагирует с неметаллами, «неуязвим» для щелочей.
- Взаимодействие с газами начинается с 200°C.
- Взаимодействие с кислотами определяется их концентрацией.
- Во влажном микроклимате покрывается желтоватой оксидной пленкой.
Главный недостаток вещества – химическая активность в обычных условиях. Его держат в плотно закрываемой стеклянной таре, залив бензином, керосином, другим углеводородом.
| Стронций / Strontium (Sr), 38 |
| 87,62(1) а. е. м. (г/моль) |
| [Kr] 5s2 |
| 215 пм |
| 191 пм |
| (+2e) 112 пм |
| 0,95 (шкала Полинга) |
| −2,89 |
| 2 |
| 549,0 (5,69) кДж/моль (эВ) |
| 2,54 г/см³ |
| 1042 K |
| 1657 K |
| 9,20 кДж/моль |
| 144 кДж/моль |
| 26,79 Дж/(K·моль) |
| 33,7 см³/моль |
| кубическая гранецентрированая |
| 6,080 Å |
| 147 K |
| (300 K) (35,4) Вт/(м·К) |
| 7440-24-6 |
Соли стронция окрашивают пламя насыщенно-красным цветом. Данный признак позволяет отличить его от других элементов.
Месторождения
Залежи стронциевого сырья разрабатывают США, Канада, Китай, Турция, Иран, Мексика.
В России месторождения тоже есть: Дагестан, Бурятия, Якутия, Красноярский, Пермский края, Тульская, Иркутская области. Плюс Курилы. Но они не используются: импорт выгоднее. Хотя ресурсы оцениваются в 160 млн. тонн.
Технология получения
Разработано три способа получения металла:
- Термовоздействие. Разложению подвергают гидрид либо нитрид. Получается «пыль» из стронция, которая самовоспламеняется даже при комнатной температуре.
- Электролиз. Воздействие на расплавленную смесь хлоридов стронция и натрия. Продукта мало, он отягощен примесями.
- Восстановление. Оксид восстанавливается алюминием, затем очищается.
Недостатки, присущие первым двум способам, обусловили востребованность третьего.
Восстановление оксида алюминием при высоких температурах – главный промышленный метод получения металла.
Где используется
Сфера применения вещества зависит от модификации (природный либо радиоактивный). В гражданский оборот попадает радиационно безопасная продукция. Используется стронций как металл, его соединения и сплавы с другими металлами.
Природный
Нашел широкое применение в традиционном промышленном ассортименте и новых технологиях:
- Металлурги легируют стронцием медь, ее сплавы; добавляют к свинцу в аккумуляторах; очищают от серы сталь, чугун, медь.
- Чистым стронцием (99,99+%) восстанавливают уран.
- Железистые соединения – материал магнитов.
- Оксид – компонент керамики-сверхпроводника.
- Сплавы – компонент энергоемких аккумуляторных батарей (включая атомные).
- Стронциевая добавка к стеклу делает его «щитом» на пути излучения. Это свойство используют при производстве экранов радаров, телевизоров, гаджетов.
- Хлорид металла добавляют к зубной пасте для укрепления зубной эмали.
Металл востребован пиротехниками. Благодаря его соединениям получаются карминово-красные вспышки салюта. Недаром гуру отечественной минералогии академик А.Е. Ферсман окрестил его « металлом красных огней ». Сплав с магнием добавляют к составу для сигнальных ракет.
В медицине природным веществом лечат остеопороз.
Глобальный годовой объем потребления стронция – 390-410 тысяч тонн (металл плюс карбонат).
Радиоактивный
Уранат вещества – компонент при добыче водорода для нужд энергетики (атомно-водородный сегмент).
Источник: jgems.ru
Химический элемент стронций — описание, свойства и формула
Стронций (Sr) – химический элемент, щелочноземельный металл 2-й группы периодической таблицы. Используется в красных сигнальных огнях и люминофорах, представляет основную угрозу здоровью при радиоактивном заражении.
История открытия
Минерал из свинцового рудника близ деревни Стронтиан в Шотландии. Первоначально он был распознан, как разновидность карбоната бария, но Адэр Кроуфорд и Уильям Крюйкшэнк в 1789 году предположили, что это другое вещество. Химик Томас Чарльз Хоуп назвал новый минерал стронтитом по имени деревни, а соответствующий оксид стронция SrO – стронцией. Металл был выделен в 1808 г. сэром Хэмфри Дэви, который подверг электролизу смесь влажного гидроксида или хлорида с оксидом ртути, используя ртутный катод, а затем из полученной амальгамы испарил ртуть. Новый элемент он назвал, воспользовавшись корнем слова «стронция».
Нахождение в природе
Относительная распространенность стронция, тридцать восьмого элемента таблицы Менделеева, в космосе оценивается, как 18,9 атомов на каждые 10 6 атомов кремния. Он составляет около 0,04% массы земной коры. Средняя концентрация элемента в морской воде равна 8 мг/л.
Химический элемент стронций широко встречается в природе, и, по оценкам специалистов, является 15-м наиболее распространенным веществом на Земле, достигая концентрации 360 частей на миллион. Учитывая его экстремальную реактивность, существует только в форме соединений. Его главными минералами являются целестин (сульфат SrSO4) и стронцианит (карбонат SrCO3). Из них в достаточных для рентабельной добычи количествах встречается целестит, более 2/3 мирового предложения которого поступает из Китая, а Испания и Мексика поставляют большую часть остатка. Однако выгоднее добывать стронцианит, потому что стронций чаще используется в карбонатной форме, но известных его месторождений относительно мало.
Свойства
Стронций является мягким металлом, подобным свинцу, который в месте разреза блестит как серебро. На воздухе он быстро вступает в реакцию с кислородом и присутствующей в атмосфере влагой, приобретая желтоватый оттенок. Поэтому хранить его нужно в изоляции от воздушных масс. Чаще всего его хранят в керосине. В свободном состоянии в природе не встречается.
Сопутствуя кальцию, стронций входит в состав только 2 основных руд: целестина (SrSO4) и стронцианита (SrCO3).
В ряду химических элементов магний–кальций–стронций (щелочноземельных металлов) Sr находится в группе 2 (бывшей 2А) периодической таблицы между Ca и Ba. Кроме того, он расположен в 5-м периоде между рубидием и иттрием. Поскольку атомный радиус стронция аналогичен радиусу кальция, он легко заменяет последний в минералах. Но он мягче и более реактивный в воде.
При контакте с ней образует гидроксид и газообразный водород. Известны 3 аллотропа стронция с точками перехода 235°C и 540°C.
Щелочноземельный металл обычно не реагирует с азотом ниже 380°С и при комнатной температуре образует только оксид. Однако в виде порошка стронций самопроизвольно воспламеняется с образованием оксида и нитрида.
Химические и физические свойства
Характеристика химического элемента стронция по плану:
- Название, символ, атомный номер: стронций, Sr, 38.
- Группа, период, блок: 2, 5, s.
- Атомная масса: 87,62 г/моль.
- Электронная конфигурация: [Kr]5s 2 .
- Распределение электронов по оболочкам: 2, 8, 18, 8, 2.
- Плотность: 2,64 г/см 3 .
- Температуры плавления и кипения: 777 °C, 1382°C.
- Степень окисления: 2.
Изотопы
Естественный стронций представляет собой смесь 4-х стабильных изотопов: 88 Sr (82,6%), 86 Sr (9,9%), 87 Sr (7,0%) и 84 Sr (0,56%). Из них только 87 Sr является радиогенным – он образуется при распаде радиоактивного изотопа рубидия 87 Rb с периодом полураспада 4,88 × 10 10 лет. Считается, что 87 Sr продуцировался во время «первичного нуклеосинтеза» (ранней стадии Большого взрыва) наряду с изотопами 84 Sr, 86 Sr и 88 Sr. В зависимости от местоположения, соотношение 87 Sr и 86 Sr могут отличаться более чем в 5 раз. Это используется в датировании геологических проб и в определении происхождения скелетов и глиняных артефактов.
В результате ядерных реакций были получены около 16 синтетических радиоактивных изотопов стронция, из которых наиболее долговечным является 90 Sr (период полураспада 28,9 года). Этот изотоп, образующийся при ядерном взрыве, считается наиболее опасным продуктом распада. Из-за его химического сходства с кальцием он усваивается в костях и зубах, где продолжает выталкивать электроны, вызывая радиационное поражение, повреждая костный мозг, нарушая процесс образования новых клеток крови и вызывая рак.
Однако в контролируемых медиками условиях стронций используется для лечения некоторых поверхностных злокачественных новообразований и рака костной ткани. Он также применяется в форме фторида стронция в химических источниках тока и в радиоизотопных термоэлектрических генераторах, в которых тепло его радиоактивного распада преобразуется в электричество, служащих долгоживущими, легкими источниками энергии в навигационных буях, удаленных метеостанциях и космических аппаратах.
89 Sr используется для лечения рака, поскольку атакует костные ткани, производит бета-облучение и через несколько месяцев распадается (период полураспада 51 день).
Химический элемент стронций не является необходимым для высших форм жизни, его соли обычно нетоксичны. То, что делает 90 Sr опасным, используется для увеличения плотности костей и их роста.
Соединения
Свойства химического элемента стронция очень похожи на свойства кальция. В соединениях Sr имеет исключительное состояние окисления +2 в виде иона Sr 2+ . Металл является активным восстановителем и легко реагирует с галогенами, кислородом и серой с получением галогенидов, окиси и сульфида.
Соединения стронция имеют довольно ограниченную коммерческую ценность, поскольку соответствующие соединения кальция и бария, как правило, выполняют то же, но более дешевы. Однако некоторые из них нашли применение в промышленности. Пока еще не придумали, с помощью каких веществ добиться малинового цвета в фейерверках и сигнальных огнях.
В настоящее время с целью получения этого цвета используются лишь соли стронция, такие как нитрат Sr(NO3)2 и хлорат Sr(ClO3)2 . Около 5-10% всего производства данного химического элемента потребляет пиротехника. Гидроксид стронция Sr(OH)2 иногда используется для извлечения сахара из мелассы, потому что он образует растворимый сахарид, из которого сахар может быть легко регенерирован под действием двуокиси углерода. Моносульфид SrS применяется как депилятор и ингредиент в люминофорах электролюминесцентных устройств и светящихся красок.
Ферриты стронция образуют семейство соединений с общей формулой SrFeхOу, получаемых в результате высокотемпературной (1000-1300 °C) реакции SrCO3 и Fe2O3. Из них изготавливают керамические магниты, которые находят широкое применение в динамиках, двигателях автомобильных стеклоочистителей и детских игрушках.
Производство
Металлический Sr также можно восстановить из его оксида алюминием. Он ковкий и пластичный, хороший проводник электричества, но используется относительно мало. Одно из его применений – легирующий агент для алюминия или магния при литье блоков цилиндров. Стронций улучшает обрабатываемость и устойчивость к ползучести металла. Альтернативным способом получения стронция является восстановление его оксида с алюминием в вакууме при температуре перегонки.
Коммерческое применение
Химический элемент стронций широко используется в стекле электронно-лучевых трубок цветных телевизоров для предотвращения проникновения рентгеновского излучения. Также он может входить в состав аэрозольных красок. Это, по-видимому, является одним из наиболее вероятных источников воздействия стронция на население. Кроме того, элемент используется для производства ферритовых магнитов и очистки цинка.
Соли стронция применяются в пиротехнике, поскольку при сгорании окрашивают пламя в красный свет. А сплав солей стронция с магнием применяется в составе зажигательных и сигнальных смесей.
Титанат обладает чрезвычайно высоким показателем преломления и оптической дисперсией, что делает его полезным в оптике. Он может использоваться, как замена бриллиантов, но редко используется с этой целью из-за крайней мягкости и уязвимости к царапинам.
Алюминат стронция является ярким люминофором с длительной устойчивостью фосфоресценции. Оксид иногда применяется для улучшения качества керамических глазурей. Изотоп 90 Sr является одним из лучших долгоживущих высокоэнергетических бета-излучателей. Он используется в качестве источника питания для радиоизотопных термоэлектрических генераторов (РИТЭГ), преобразующих в электричество тепло, выделяемое при распаде радиоактивных элементов. Эти устройства применяются в космических аппаратах, удаленных метеостанциях, навигационных буях и т. д. – там, где требуется легкий и долгоживущий ядерно-электрический источник энергии.
Медицинское использование стронция: характеристика свойств, лечение препаратами
Изотоп 89 Sr является активным ингредиентом радиоактивного препарата Metastron, применяемого для лечения болей в костях, вызванных метастатическим раком предстательной железы. Химический элемент стронций действует, как кальций, преимущественно включается в кость в местах с повышенным остеогенезом. Эта локализация фокусирует радиационное воздействие на раковое поражение.
Радиоизотоп 90 Sr также используется в терапии рака. Его бета-излучение и длительный период полураспада идеально подходят для поверхностной лучевой терапии.
Экспериментальный препарат, полученный путем объединения стронция с ранелиновой кислотой, способствует росту кости, увеличению плотности костной ткани и уменьшению переломов. Stronium ranelate зарегистрирован в Европе, как средство лечения остеопороза.
Меры предосторожности
У чистого стронция высокая химическая активность, а в измельченном состоянии металл спонтанно загорается. Поэтому этот химический элемент считается пожароопасным.
Воздействие на организм человека
Человеческое тело поглощает стронций так же, как кальций. Эти два элемента химически настолько похожи, что устойчивые формы Sr не представляют значительную угрозу для здоровья. В отличии от этого, радиоактивный изотоп 90 Sr может привести к различным костным нарушениям и заболеваниям, в том числе к раку костной ткани. Для измерения излучения поглощенного 90 Sr используется стронциевая единица.
Источник: fb.ru