Stronsiyum (Sr) kimyasal bir elementtir, periyodik tablonun 2. grubunun toprak alkali metalidir. Kırmızı sinyal ışıklarında ve fosforlarda kullanılır, radyoaktif kirlenmede büyük bir sağlık tehlikesi oluşturur.
Keşif geçmişi
İskoçya'daki Strontian köyü yakınlarındaki bir kurşun madeninden elde edilen mineral. Başlangıçta çeşitli baryum karbonat olarak kabul edildi, ancak Adair Crawford ve William Cruikshank 1789'da bunun farklı bir madde olduğunu öne sürdü. Kimyager Thomas Charles Hope, köyün ardından yeni mineral strontit ve karşılık gelen stronsiyum oksit SrO, stronsiyum adını verdi. Metal, 1808'de, bir cıva katodu kullanarak ıslak hidroksit veya klorür ile cıva oksit karışımını elektrolize eden ve daha sonra elde edilen amalgamdan cıvayı buharlaştıran Sir Humphry Davy tarafından izole edildi. Yeni elementi "stronsiyum" kelimesinin kökünü kullanarak adlandırdı.
Doğada olmak
Periyodik tablonun otuz sekizinci elementi olan stronsiyumun uzaydaki göreli bolluğunun her 106 silikon atomu için 18.9 atom olduğu tahmin edilmektedir. Bu hakkındaYerkabuğunun kütlesinin %0.04'ü. Elementin deniz suyundaki ortalama konsantrasyonu 8 mg/L'dir.
Stronsiyum kimyasal elementi doğada yaygın olarak bulunur ve milyonda 360 parça konsantrasyona ulaşan, Dünya'da en bol bulunan 15. madde olduğu tahmin edilmektedir. Aşırı reaktivitesi göz önüne alındığında, yalnızca bileşikler şeklinde bulunur. Başlıca mineralleri selestin (sülfat SrSO4) ve strontianittir (karbonat SrCO3). Bunlardan selestit, dünya arzının 2 / 3'ünden fazlası Çin'den gelen karlı madencilik için yeterli miktarlarda oluşur ve geri kalanın çoğunu İspanya ve Meksika tedarik eder. Bununla birlikte, stronsiyanit çıkarmak daha karlı, çünkü stronsiyum daha sık karbonat formunda kullanılır, ancak nispeten az bilinen tortu vardır.
Özellikler
Stronsiyum, kurşuna benzer, kesildiğinde gümüş gibi parlayan yumuşak bir metaldir. Havada, atmosferde bulunan oksijen ve nem ile hızla reaksiyona girerek sarımsı bir renk alır. Bu nedenle hava kütlelerinden izole bir şekilde depolanmalıdır. Çoğu zaman gazyağı içinde saklanır. Doğada serbest halde oluşmaz. Kalsiyuma eşlik eden stronsiyum sadece 2 ana cevherde bulunur: selestit (SrSO4) ve stronsiyanit (SrCO3).
Kimyasal elementler serisinde magnezyum-kalsiyum-stronsiyum (alkali toprak metalleri) Sr, Ca ve Ba arasındaki periyodik tablonun 2. grubunda (eski 2A) yer alır. Ayrıca rubidyum ile itriyum arasındaki 5. periyotta yer alır. Stronsiyumun atom yarıçapından berikalsiyumun yarıçapına benzer şekilde, ikincisini minerallerde kolayca değiştirir. Ancak suda daha yumuşak ve daha reaktiftir. Temas halinde hidroksit ve hidrojen gazı oluşturur. 235 °C ve 540 °C geçiş noktalarına sahip 3 stronsiyum allotropu bilinmektedir.
Alkali toprak metali genellikle 380°C'nin altındaki nitrojen ile reaksiyona girmez ve oda sıcaklığında sadece bir oksit oluşturur. Bununla birlikte, toz halinde, stronsiyum oksit ve nitrür oluşturmak üzere kendiliğinden tutuşur.
Kimyasal ve fiziksel özellikler
Stronsiyum kimyasal elementinin plana göre karakterizasyonu:
- Ad, sembol, atom numarası: stronsiyum, Sr, 38.
- Grup, nokta, blok: 2, 5, s.
- Atomik kütle: 87,62 g/mol.
- E-config: [Kr]5s2.
- Elektronların kabuklardaki dağılımı: 2, 8, 18, 8, 2.
- Gensity: 2.64g/cm3.
- Erime ve kaynama noktaları: 777 °C, 1382°C.
- Oksidasyon durumu: 2.
İzotoplar
Doğal stronsiyum 4 kararlı izotopun bir karışımıdır: 88Sr (%82,6), 86Sr (9, 9%), 87Sr (%7,0) ve 84Sr (%0,56). Bunlardan sadece 87Sr radyojeniktir - yarı ömrü 4.88 olan rubidyumun radyoaktif izotopunun bozunmasıyla oluşur 87Rb × 10 10 yıl. 87Sr izotopları 84Sr,ile birlikte "ilkel nükleosentez" (Big Bang'in erken bir aşaması) sırasında üretildiğine inanılmaktadır. 86 Sr ve 88Sr. Bağlı olarakkonumlarda, 87Sr ve 86Sr oranları 5 kattan fazla farklılık gösterebilir. Bu, jeolojik örneklerin tarihlendirilmesinde ve iskeletlerin ve kil eserlerinin kökeninin belirlenmesinde kullanılır.
Nükleer reaksiyonların bir sonucu olarak, stronsiyumun yaklaşık 16 sentetik radyoaktif izotopu elde edildi, bunlardan en dayanıklısı 90Sr (yarı ömrü 28,9 yıl). Nükleer bir patlamada üretilen bu izotop, en tehlikeli bozunma ürünü olarak kabul edilir. Kalsiyuma kimyasal benzerliği nedeniyle kemiklere ve dişlere emilir, burada elektronları dışarı atmaya devam eder, radyasyon hasarına, kemik iliği hasarına, yeni kan hücrelerinin oluşumunu bozmaya ve kansere neden olur.
Ancak, tıbbi olarak kontrol edilen koşullar altında, belirli yüzeysel maligniteleri ve kemik kanserlerini tedavi etmek için stronsiyum kullanılır. Aynı zamanda kimyasal akım kaynaklarında ve radyoaktif bozunmasının ısısını elektriğe dönüştüren radyoizotop termoelektrik jeneratörlerde stronsiyum florür şeklinde kullanılır, navigasyon şamandıralarında, uzak hava istasyonlarında ve uzay gemilerinde uzun ömürlü, hafif güç kaynakları olarak hizmet eder.
89Sr, kanser tedavisinde kullanılır çünkü kemik dokusuna saldırır, beta radyasyonu üretir ve birkaç ay sonra (yarı ömür 51 gün) bozulur.
Stronsiyum kimyasal elementi daha yüksek yaşam formları için gerekli değildir, tuzları genellikle toksik değildir. Ne yapar90Sr tehlikeli, kemik yoğunluğunu ve büyümesini artırmak için kullanılır.
Bağlantılar
Stronsiyum kimyasal elementinin özellikleri kalsiyumun özelliklerine çok benzer. Bileşiklerde Sr, Sr2+ iyonu olarak +2 özel oksidasyon durumuna sahiptir. Metal aktif bir indirgeyici ajandır ve halojenler, oksijen ve kükürt ile kolayca reaksiyona girerek halidler, oksit ve sülfür üretir.
Stronsiyum bileşikleri, karşılık gelen kalsiyum ve baryum bileşikleri genellikle aynı şeyi yaptıklarından ancak daha ucuz olduklarından, oldukça sınırlı ticari değere sahiptir. Bununla birlikte, bazıları endüstride uygulama bulmuştur. Havai fişek ve sinyal ışıklarında hangi maddelerle kıpkırmızı bir renk elde edileceği henüz anlaşılamadı. Şu anda bu rengi elde etmek için sadece Sr(NO3)2 ve Sr(ClO) klorat gibi stronsiyum tuzları kullanılmaktadır. 3)2 . Bu kimyasal elementin toplam üretiminin yaklaşık %5-10'u piroteknik tarafından tüketilir. Stronsiyum hidroksit Sr(OH)2 bazen melastan şeker çıkarmak için kullanılır, çünkü şekerin karbondioksitin etkisiyle kolayca yeniden üretilebildiği çözünür bir sakarit oluşturur. SrS monosülfür, tüy dökücü bir ajan ve elektrolüminesan cihazların ve parlak boyaların fosforlarında bir bileşen olarak kullanılır.
Stronsiyum ferritler, yüksek sıcaklığın bir sonucu olarak elde edilen SrFexOy genel formülüne sahip bir bileşikler ailesi oluşturur (1000-1300 °C) reaksiyonu SrCO3 veFe2O3. Hoparlörlerde, araba silecek motorlarında ve çocuk oyuncaklarında yaygın olarak kullanılan seramik mıknatısların yapımında kullanılırlar.
Üretim
Çoğu mineralize selestit SrSO4 karbonata iki şekilde dönüştürülür: ya doğrudan sodyum karbonat çözeltisi ile süzülür ya da sülfit oluşturmak için kömürle ısıtılır. İkinci aşamada, esas olarak stronsiyum sülfür içeren koyu renkli bir madde elde edilir. Bu "kara kül" suda çözünür ve süzülür. Stronsiyum karbonat, karbon dioksit katarak sülfür çözeltisinden çökelir. Sülfat, karbotermal indirgeme SrSO4 + 2C → SrS + 2CO2 ile sülfide indirgenir. Hücre, katot görevi gören soğutulmuş bir demir çubuğun potasyum ve stronsiyum klorür karışımının yüzeyine temas ettiği ve stronsiyum katılaştığında yükseldiği katodik elektrokimyasal temasla üretilebilir. Elektrotlardaki reaksiyonlar aşağıdaki gibi gösterilebilir: Sr2+ + 2e- → Sr (katot); 2Cl- → Cl2 + 2e- (anot).
Metallic Sr ayrıca alüminyum ile oksitinden geri kazanılabilir. Dövülebilir ve sünektir, iyi bir elektrik iletkenidir, ancak nispeten az kullanılır. Kullanımlarından biri, silindir bloklarının dökümünde alüminyum veya magnezyum için bir alaşım maddesi olarak kullanılmasıdır. Stronsiyum işlenebilirliği ve sürünme direncini artırırmetal. Stronsiyum elde etmenin alternatif bir yolu, oksitini alüminyumla vakumda damıtma sıcaklığında az altmaktır.
Ticari kullanım
Stronsiyum kimyasal elementi, X-ışını penetrasyonunu önlemek için renkli TV katot ışın tüplerinin camlarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Sprey boyalarda da kullanılabilir. Bu, halkın stronsiyuma maruz kalmasının en olası kaynaklarından biri gibi görünmektedir. Ayrıca element, ferrit mıknatıslar üretmek ve çinkoyu rafine etmek için kullanılır.
Stronsiyum tuzları, yandıklarında alevi kırmızıya boyadıkları için piroteknikte kullanılır. Ve yangın çıkarıcı ve sinyal karışımlarının bir parçası olarak magnezyumlu stronsiyum tuzlarının bir alaşımı kullanılır.
Titanate son derece yüksek bir kırılma indeksine ve optik dağılıma sahiptir, bu da onu optikte faydalı kılar. Elmasların yerine kullanılabilir, ancak aşırı yumuşaklığı ve çizilmelere karşı hassasiyeti nedeniyle bu amaç için nadiren kullanılır.
Stronsiyum alüminat, uzun süreli fosforesans kararlılığına sahip parlak bir fosfordur. Oksit bazen seramik sırların kalitesini iyileştirmek için kullanılır. 90Sr izotopu, uzun ömürlü en iyi yüksek enerjili beta yayıcılardan biridir. Radyoaktif elementlerin bozunması sırasında açığa çıkan ısıyı elektriğe dönüştüren radyoizotop termoelektrik jeneratörler (RTG'ler) için bir güç kaynağı olarak kullanılır. Bu cihazlarda kullanılanuzay aracı, uzak hava istasyonları, navigasyon şamandıraları vb. - hafif ve uzun ömürlü bir nükleer-elektrik güç kaynağının gerekli olduğu yerler.
Stronsiyumun tıbbi kullanımı: özelliklerin karakterizasyonu, ilaçlarla tedavi
İzotop 89Sr, metastatik prostat kanserinin neden olduğu kemik ağrısını tedavi etmek için kullanılan radyoaktif ilaç Metastron'un aktif bileşenidir. Kimyasal element stronsiyum kalsiyum gibi davranır, esas olarak artan osteogenezi olan yerlerde kemiğe dahil edilir. Bu lokalizasyon radyasyon etkisini kanserli lezyona odaklar.
Radyoizotop 90Sr ayrıca kanser tedavisinde de kullanılır. Beta radyasyonu ve uzun yarı ömrü, yüzey radyasyon tedavisi için idealdir.
Stronsiyum ile ranelik asitin birleştirilmesiyle yapılan deneysel bir ilaç kemik büyümesini destekler, kemik yoğunluğunu arttırır ve kırıkları az altır. Stronium ranelat, Avrupa'da bir osteoporoz tedavisi olarak kayıtlıdır.
Stronsiyum klorür bazen hassas dişler için diş macunlarında kullanılır. İçeriği %10'a ulaşıyor.
Önlemler
Saf stronsiyum yüksek kimyasal aktiviteye sahiptir ve ezilmiş halde metal kendiliğinden tutuşur. Bu nedenle, bu kimyasal element bir yangın tehlikesi olarak kabul edilir.
İnsan vücudu üzerindeki etkisi
İnsan vücudu stronsiyumu kalsiyumla aynı şekilde emer. Bu ikisiElementler kimyasal olarak o kadar benzerdir ki, Sr'nin kararlı formları önemli bir sağlık riski oluşturmaz. Buna karşılık, radyoaktif izotop 90Sr, kemik kanseri de dahil olmak üzere çeşitli kemik bozukluklarına ve hastalıklarına yol açabilir. Stronsiyum birimi, emilen 90Sr. radyasyonunu ölçmek için kullanılır.
