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.

Стронций

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.

Металл стронций

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.

Свойства атома
Название, символ, номер Стронций / Strontium (Sr), 38
Атомная масса
(молярная масса)
87,62(1) а. е. м. (г/моль)
Электронная конфигурация [Kr] 5s2
Радиус атома 215 пм
Химические свойства
Ковалентный радиус 191 пм
Радиус иона (+2e) 112 пм
Электроотрицательность 0,95 (шкала Полинга)
Электродный потенциал −2,89
Степени окисления 2
Энергия ионизации
(первый электрон)
 549,0 (5,69) кДж/моль (эВ)
Термодинамические свойства простого вещества
Плотность (при н. у.) 2,54 г/см³
Температура плавления 1042 K
Температура кипения 1657 K
Уд. теплота плавления 9,20 кДж/моль
Уд. теплота испарения 144 кДж/моль
Молярная теплоёмкость 26,79 Дж/(K·моль)
Молярный объём 33,7 см³/моль
Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки кубическая гранецентрированая
Параметры решётки 6,080 Å
Температура Дебая 147 K
Прочие характеристики
Теплопроводность (300 K) (35,4) Вт/(м·К)
Номер CAS 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:

  1. Термовоздействие. Разложению подвергают гидрид либо нитрид. Получается «пыль» из стронция, которая самовоспламеняется даже при комнатной температуре.
  2. Электролиз. Воздействие на расплавленную смесь хлоридов стронция и натрия. Продукта мало, он отягощен примесями.
  3. Восстановление. Оксид восстанавливается алюминием, затем очищается.

Недостатки, присущие первым двум способам, обусловили востребованность третьего.

Мягкий серебристо-белый металл
Мягкий серебристо-белый металл

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).

Применение Стронция-90
Применение Стронция-90

Титанат стронция-90 используют при производстве источников энергии.

Хлоридом стронция-89 уничтожают онкологию, терапевтический эффект сохраняется до полугода. Материал применяют дерматологи, офтальмологи.

Биологическое воздействие

Для живых организмов приемлемо воздействие природного стронция:

  • Он не радиоактивен, с малой токсичностью.
  • Подобно кальцию, 99% вещества аккумулируется скелетом. Особо быстро накапливается организмом детей младше четырех лет: костная ткань активно формируется в этом возрасте.
  • Вещество попадает в организм с водой, пищей, через кожу, легкие, дыхательные пути.

По стандартам РФ, литр воды не должен содержать больше 8 мг стронция.

Он есть в зелени, зерновых, помидорах, свекле, редисе, луке, капусте.

Негативное влияние стронция возможно при следующих обстоятельствах:

  1. Работа на предприятии по его переработке.
  2. Нарушение баланса микроэлементов (нехватка кальция, витамина D) из-за неполноценного питания либо других болезней. Результат – деформация суставов, замедление роста у детей (стронциевый рахит).

Радиоактивный стронций смертельно опасен. Он  поражает скелет, костный мозг, провоцируя онкологию.

Стоимость

На российском рынке представлена продукция разного состава.

Цена (руб./ кг):

  • метацирконат – 6 793 – 7 150;
  • углекислый – 145;
  • хлористый – 500;
  • азотнокислый – 290.

На вольфрамат и чистый металл цены договорные.

Проверить совместимость мужчины и женщины по Знаку Зодиака

Знак Зодиака мужчины

♈ Овен
♉ Телец
♊ Близнецы
♋ Рак
♌ Лев
♍ Дева
♎ Весы
♏ Скорпион
♐ Стрелец
♑ Козерог
♒ Водолей
♓ Рыбы

Знак Зодиака женщины

♈ Овен
♉ Телец
♊ Близнецы
♋ Рак
♌ Лев
♍ Дева
♎ Весы
♏ Скорпион
♐ Стрелец
♑ Козерог
♒ Водолей
♓ Рыбы


Рейтинг автора
Автор статьи
Петрова Вероника Александровна
Мне 36 и я специалист в области минералогии. Сейчас я в декрете и всё свободное время посвящаю самоцветам. В этом блоге я делюсь информацией про камни и их свойства — присоединяйтесь, задавайте вопросы и пишите комментарии!
Написано статей
471
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Звёзд: 1Звёзд: 2Звёзд: 3Звёзд: 4Звёзд: 5 (1 оценок, среднее: 5,00 из 5)
Загрузка...

Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: