Стронций и его характеристики

Стронций (лат. Strontium) представляет собой металл, которому в периодической таблице химических элементов присвоен атомный номер 38. В контексте данной статьи попробуем предоставить больше информации об этом металле для тех, кто интересуется составляющими стронция, какую важную роль играет элемент для человека, область его применения и не только.

По своей структуре данный элемент напоминает металл 2-й группы щелочноземельного происхождения. Само вещество имеет серебристо-белый оттенок. Описываемый элемент очень мягкий и пластичный, который можно довольно легко разрезать с помощью кухонного ножа. Вещество очень активно, поэтому может легко воспламеняться в соприкосновении с воздухом.

Кроме этого, элемент может вступать в химическое взаимодействие с жидкостью. В природе данный элемент в чистом виде не встречался. Как правило, его обнаруживают в числе составляющих иных полезных ископаемых, в основном вместе с Ca.

Данный элемент обнаружили в конце 18 столетия в Шотландском городке Строншиан. © https://ydoo.info/micro/stronciy.htmlПо этой причине минерал и получил название «стронцианит». По прошествии 30 лет данную находку ученому из Англии сэру Х. Дэви удалось отделить от других минералов и получить элемент в самостоятельной форме.

Сегодня без оксида стронция не обходится металлургическое производство, пищевая промышленность и медицина. Благодаря интересной и своеобразной форме горения, при которой выделяются красные огоньки, описываемым элементом заинтересовалась пиротехническая индустрия еще в начале прошлого века.

Строение и свойства стронция

Многих интересует вопрос о том, каково строение стронция, и какими он обладает свойствами. В данном разделе остановимся на этой теме более подробно.

Описываемый химический элемент – это мягкий металл, который по своей структуре схож со свинцом. Если минерал разрезать, то будет видно, что место среза блестит подобно серебру.

Кроме этого, в атмосфере вещество за короткое время может вступить в реакцию с озоном, а также с атмосферными явлениями. В результате такого взаимодействия цвет элемента становится желтым.

По этой причине желательно держать химический элемент подальше от воздуха. Его можно хранить в герметично упакованной таре под слоем нефтепродукта, коим является керосин.

Стронций-90 является чистым бета-излучателем, период полураспада которого − 29 лет.

Составляющие данного химического элемента в таблице Менделеева:

Наименование
Обозначение
Номер атома
Группа
Масса атомов (г/моль)
Плотность (г/см³)
Температура кипения и плавления (°С)

Стронций	Sr	38	2	87,62	2,64	777

Описываемый щелочной металл в основном не вступает в реакцию с азотом при температуре меньше 380°С. При комнатном температурном режиме образуется лишь оксид стронция. В порошкообразном состоянии элемент способен беспричинно загореться, распадаясь на оксид и нитрид.

При повышенной температуре вещество может вступить в реакцию с азотом, серой, фосфором, водородом и другими элементами. Соли стронция (галогениды, нитраты, хлораты и ацетаты) имеют красноватый цвет и хорошо растворяются в водной среде. Исключение составляет фторид. Плохо растворимыми элементами являются фосфат, карбонад и оксалат.

Действие стронция и биологическое значение связывают с его токсичностью и радиоактивностью.

Хотя данная точка зрения может быть ошибочной, так как это вещество почти не наделено указанными характеристиками и его можно встретить в клетках и тканях живых организмов.

Элемент выполняет важные биологические функции, являясь спутником кальция. Вследствие указанных свойств элемента его стали применять в медицине.

Местом наибольшего накопления стронция в человеческом теле являются соединительные ткани.

Это случается из-за того, что описываемое вещество по химическому составу схоже с кальцием, который, как известно, является основой для формирования скелета.

  Влияние радиактивного излучения на организм человека

Тело человека впитывает описываемый элемент каким же образом, как и кальций. Оба вещества практически схожи по своему составу и поэтому стронций неспособен нанести существенный вред здоровью человека.

Исключение составляет лишь изотоп стронций 90, который является радиоактивным элементом.

Если радионуклид попадет внутрь организма, он может спровоцировать нарушения в костной ткани и различные заболевания, в числе которых − рак костей.

Описываемый устойчивый элемент играет очень важную роль в жизненных функциях фауны и флоры и постоянно в них присутствует. Вещество является постоянным попутчиком кальция, отчасти заменяя его собой. Некоторые разновидности морских организмов накапливают из морской воды описываемый элемент, который содержится в воде в количестве 0,13%.

Норма потребления стронция в сутки для организма человека

По результатам проведенных многочисленных исследований была определена норма потребления в сутки стронция. В этом разделе мы расскажем, какое количество макроэлемента в течение суток человеку достаточно принимать.

Суточная норма стронция такова: при среднем весе до 70 килограммов дневная порция препарата на основе стронция составляет приблизительно 320 миллиграммов.

Местом наибольшего накопления макроэлемента являются зубы и костная ткань. Избыток элемента может привести к нарушению целостности костей. Это сопровождается увеличением хрупкости костной ткани и стремительно разрушающимися зубами. В результате этого может пострадать кровеносная система и печень.

В мышечной ткани стронция содержится приблизительно 0,12-0,35%, а в системе кровотока – 0,031 мг/л.

Суточная норма потребления препаратов на основе стронция составляет от 3 до 5 миллиграммов элемента.

Стоит помнить о том, что человеческий организм за сутки может усвоить не боле 10% поступившего макроэлемента, в то время как получить он должен до 5 миллиграммов препарата.

Дефицит стронция в организме человека

Точных сведений о дефиците стронция в человеческом организме пока нет. Ученые ставят опыты на животных и получают подтверждения, касающиеся влияния недостаточного количества остеотропа на органы. Недостаточное количество элемента может привести к отставанию в развитии, приостановке роста, порче зубов, а также кальфикации костной ткани.

Если человек проживает в радиоактивной зоне и у него возникает дефицит кальция, то организму ничего другого не остается, как скапливать радионуклид в костной ткани. В дальнейшем подобные «залежи» очень сложно вывести из человеческих органов. Например, 50% накопленного радионуклида можно освободить лишь через 200 дней.

  Водяной пар H2O

Радиоактивный макроэлемент, скапливаемый в костях, может вызвать облучение костного мозга. В результате этого у человека могут возникнуть соответствующие недуги.

Природный остеотроп может довольно быстро скапливаться в организме ребенка, не достигшего 4-летнего возраста. Обстоятельство объясняется тем, что в этот период взросления малыша активно формируется костная ткань.

Чем опасен стронций для организма человека и какой наносит вред?

В данном разделе разберем подробнее вопрос, чем может быть опасно описываемое вещество для человека и какой вред стронций способен нанести.

Стронций без дополнительных примесей обладает высокой как химической, так и физической активностью. Если металл размельчить до порошкообразного состояния, то элемент может легко воспламениться. По этой причине макроэлемент причисляют к пожароопасным веществам.

Избыток стронция приводит к возникновению заболевания, называемого в простонародье «уровская болезнь». В медицине данный недуг называют стронцевым рахитом или болезнью Кашина-Бека. Довольно длительное время доктора никак не могли понять, почему возникает данное эндемическое заболевание.

Из-за этого весь организм терпит такие неудобства, и ему ничего не остается, как развить дистрофические изменения в суставах и костях. Но это еще не все. Кроме этого, происходят изменения в фосфорно-кальциевом соотношении в кровеносной системе, образуется расстройство кишечника, а также заболевание легких.

Чтобы избавиться от избыточного количества макроэлемента в организме, необходимо воспользоваться пищевыми волокнами, магниевыми и кальциевыми соединениями, а также сульфатом бария и натрия.

Серьезный вред может также нанести упомянутый ранее радионуклид стронций 90. Скопления в костной ткани подобного элемента может не только поразить костный мозг, но и стать на пути выполнения организмом функции кровообращения. Более того, у человека может развиться лучевая болезнь, поражающая головной мозг и печень, что в разы увеличивает риск образования онкологии, в частности, рака крови.

Усугубить ситуацию может также и то, что у указанного радионуклида имеется очень длительный период полураспада, который составляет около 28,9 лет, что составляет среднестатистический период поколения людей.

По этой причине в зоне радиоактивного заражения территории необходимо ждать очень много лет, чтобы данная местность как следует деактивировалась.

Прямым тому доказательством являются последствия аварии на ЧАЭС, которые до сих пор приходится терпеть экологии и жителям, не покинувшим окрестности Чернобыля.

Но на этом неприятности не заканчиваются. Стронций 90 в результате попадания в грунт способен вытеснить кальций, а затем поразить растения и животных, которые будут питаться полученным в данной почве урожаем и пить зараженную воду.

Пораженные сельскохозяйственные насаждения и почва остаются непригодными около 100 лет.

  Влияние электрического тока на организм человека

В каких продуктах находится стронций?

Многих интересует вопрос о том, в каких продуктах может находиться стронций. Чтобы ответить на данный вопрос, осветим эту тему более подробно.

Описываемый макроэлемент находится в составе различных микроорганизмов, бактерий, растений, а также животных. В организм братьев наших меньших металл может попасть вместе с едой и водой, впрочем, как и в человеческие органы. При таком способе поступления тело человека способно усваивать элемент всего на 5%-10%.

Наибольшее количество стронция находится в продуктах растительного происхождения, таких как рожь, пшеница, ячмень, капуста, редис, лук, петрушка, редька, укроп, томаты, свекла, а также в хрящах и костях. В последних соединительных тканях данный элемент скапливается довольно часто.

Чтобы организм как можно лучше усваивал стронций, необходимо принимать витамин D, аминокислоты, лактозу, лизин и аргинин. Кроме того. в рационе должна обязательно присутствовать клетчатка, сульфат бария и натрия, которые помогают снизить всасывание стронция системой пищеварения.

В каких еще продуктах содержится данный элемент:

• бобовых культурах (горох, бобы, фасоль);
• зерновых (пшеница, пшено, греча, овес);
• твердых сортах (рожь и дикий рис);
• растениях, образующих клубни, и корнеплодах (картошка, репа, свекла, морковь);
• фруктах (айва, абрикос, виноград, ананас, киви, груша);
• морской капусте;
• орехах (арахис, фундук, фисташки, кешью);
• мясных продуктах.

Относительно воды можно сказать следующее. На территории России разрешенное количество описываемого элемента уже превысило в 2 раза допустимую норму.

Лечение препаратами на основе стронция

На основе стронция фармацевтическая промышленность изготавливает различные препараты, благодаря которым можно вылечить некоторые заболевания.

На основании активного изотопа 89Sr, который является составляющим медикамента Metastron, можно лечить боли в костной ткани, вызванные раком предстательной железы. Данный макроэлемент оказывает такое же действие, как и кальций.

Другой препарат, который называется изотоп 90Sr, используют с целью оказания терапевтического лечения при раковых заболеваниях. Его компоненты в виде бета-излучения в совокупности с длительным периодом полураспада наилучшим образом подходят для общей лучевой терапии.

Новейший препарат Stronium ranelate, который изготовлен на экспериментальной основе, получили за счет соединения стронция и ранелиновой кислоты.

В результате получился препарат, который может способствовать росту костной ткани, комфортному ее срастанию после полученных переломов и травм. Данное медикаментозное средство зарегистрировано в Европе как препарат для лечения заболевания костной ткани.

Без хлорида стронция не обходится большое количество зубных паст, в которые добавляют данный элемент. Количество вещества в пасте составляет приблизительно 10%.

Помимо этого, спектр влияния стронция на человека очень обширен. С его помощью можно лечить нефрит, эпилепсию и многие другие заболевания.

Источник: http://ekobalans.ru/harmful-substances/vliyanie-strontsiya-na-organizm-cheloveka

Стронций

Стронций — элемент главной подгруппы второй группы, пятого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 38. Обозначается символом Sr (лат. Strontium).

Простое вещество стронций — мягкий, ковкий и пластичный щёлочноземельный металл серебристо-белого цвета.

Обладает высокой химической активностью, на воздухе быстро реагирует с влагой и кислородом, покрываясь жёлтой оксидной плёнкой.

• Атомный номер — 38
• Атомная масса — 87,62
• Плотность, кг/м³ — 2600
• Температура плавления, °С — 768
• Теплоемкость, кДж/(кг·°С) — 0,737
• Электроотрицательность — 1,0
• Ковалентный радиус, Å — 1,91
• 1-й ионизац. потенциал, эв — 5,69

История открытия стронция

В 1764 г. в свинцовом руднике близ шотландской деревни Стронциан был найден минерал, который назвали стронцианитом. Долгое время его считали разновидностью флюорита CaF2 или витерита ВаCO3, но в 1790 г. английские минералоги Кроуфорд и Крюикшенк проанализировали этот минерал и установили, что в нем содержится новая «земля», а говоря нынешним языком, окисел.

Независимо от них тот же минерал изучал другой английский химик – Хоп. Придя к таким же результатам, он объявил, что в стронцианите есть новый элемент – металл стронций.

Видимо, открытие уже «витало в воздухе», потому что почти одновременно сообщил об обнаружении новой «земли» и видный немецкий химик Клапрот.

В те же годы на следы «стронциановой земли» натолкнулся и известный русский химик – академик Товий Егорович Ловиц. Его издавна интересовал минерал, известный под названием тяжелого шпата. В этом минерале (его состав BaSО4) Карл Шееле открыл в 1774 г. окись нового элемента бария.

Не знаем, отчего Ловиц был неравнодушен именно к тяжелому шпату; известно только, что ученый, открывший адсорбционные свойства угля и сделавший еще много в области общей и органической химии, коллекционировал образцы этого минерала.

Но Ловиц не был просто собирателем, вскоре он начал систематически исследовать тяжелый шпат и в 1792 г. пришел к выводу, что в этом минерале содержится неизвестная примесь.

Он сумел извлечь из своей коллекции довольно много – больше 100 г новой «земли» и продолжал исследовать ее свойства. Результаты исследования были опубликованы в 1795 г.

Так почти одновременно несколько исследователей в разных странах вплотную подошли к открытию стронция. Но в элементарном виде его выделили лишь в 1808 г.

Выдающийся ученый своего времени Хэмфри Дэви понимал уже, что элемент стронциановой земли должен быть, по-видимому, щелочноземельным металлом, и получил его электролизом, т.е. тем же способом, что и кальций, магний, барий.

А если говорить конкретнее, то первый в мире металлический стронций был получен при электролизе его увлажненной гидроокиси. Выделявшийся на катоде стронций мгновенно соединялся с ртутью, образуя амальгаму.

Разложив амальгаму нагреванием, Дэви выделил чистый металл.

Присутствие стронция в природе

Содержание в земной коре — 0,384 % в свободном виде стронций не встречается. Он входит в состав около 40 минералов. Из них наиболее важный — целестин SrSO4. Добывают также стронцианит SrCO3. Эти два минерала имеют промышленное значение. Чаще всего стронций присутствует как примесь в различных кальциевых минералах.

В магматических породах Стронций находится преимущественно в рассеянном виде и входит в виде изоморфной примеси в кристаллическую решетку кальциевых, калиевых и бариевых минералов.

В биосфере Стронций накапливается в карбонатных породах и особенно в осадках соленых озер и лагун.

Стронций — составная часть микроорганизмов, растений и животных. У морских радиолярий (акантарий) скелет состоит из сульфата Стронция — целестина.

Морские водоросли содержат 26-140 мг Стронция на 100 г сухого вещества, наземные растения — 2,6, морские животные — 2-50, наземные животные — 1,4, бактерии — 0,27-30.

Накопление Стронция различными организмами зависит не только от их вида, особенностей, но и от соотношения в среде Стронция с другими элементами, главным образом с Ca и P, а также от адаптации организмов к определенной геохимической среде.

В природе стронций встречается в виде смеси 4 стабильных изотопов 84Sr (0,56 %), 86Sr (9,86 %), 87Sr (7,02 %), 88Sr (82,56 %). Искусственно получены радиоактивные изотопы с массовыми числами от 80 до 97, в т.ч. 90Sr (T½ = 27,7 года), образующийся при делении урана.

Получение стронция

• термическое разложение некоторых соединений
• электролиза расплава, содержащего 85% SrCl2 и 15% KCl, однако при этом процессе выход по току невелик, а металл оказывается загрязненным солями, нитридом и оксидом. В промышленности электролизом с жидким катодом получают сплавы Стронция, например, с оловом.
• восстановление оксида или хлорида

Основным сырьем для получения соединений Стронция служат концентраты от обогащения целестина и стронцианита. Металлический Стронций получают восстановлением оксида Стронция алюминием при 1100-1150 °C:

4SrO+ 2Al = 3Sr+ SrO·Al2O3.

Процесс ведут в электровакуумных аппаратах [при 1 н/м2 (10-2 мм рт. ст.)] периодического действия. Пары Стронция конденсируются на охлажденной поверхности вставленного в аппарат конденсатора; по окончании восстановления аппарат заполняют аргоном и расплавляют конденсат, который стекает в изложницу.

Электролитическое получение стронция электролизом расплава смеси SrCl2 и NaCl не получило широкого распространения из-за малого выхода по току и загрязнения стронция примесями.

Физические свойства стронция 

Атомный радиус 2,15Å, ионный радиус Sr2+ 1,20Å. Плотность α-формы 2,63 г/см3 (20 °C); tпл 770 °С, tкип 1383 °C; удельная теплоемкость 737,4 кдж/(кг·К) [0,176 кал/(г·°С)]; удельное электросопротивление 22,76·10-6 ом·см-1. Стронций парамагнитен, атомная магнитная восприимчивость при комнатной температуре 91,2·10-6.

Стронций — мягкий пластичный металл, легко режется ножом.

Полиморфен — известны три его модификации. До 215оС устойчива кубическая гранецентрированная модификация (α-Sr), между 215 и 605оС — гексагональная (β-Sr), выше 605оС — кубическая объемно-центрированная модификация (γ-Sr).

Температура плавления — 768оС, Температура кипения — 1390оС.

Химические свойства стронция

Стронций в своих соединениях всегда проявляет валентность +2. По свойствам стронций близок к кальцию и барию, занимая промежуточное положение между ними.

В электрохимическом ряду напряжений стронций находится среди наиболее активных металлов (его нормальный электродный потенциал равен −2,89 В. Энергично реагирует с водой, образуя гидроксид:

Sr + 2H2O = Sr(OH)2 + H2↑

Взаимодействует с кислотами, вытесняет тяжёлые металлы из их солей. С концентрированными кислотами (H2SO4, HNO3) реагирует слабо.

Металлический стронций быстро окисляется на воздухе, образуя желтоватую плёнку, в которой помимо оксида SrO всегда присутствуют пероксид SrO2 и нитрид Sr3N2. При нагревании на воздухе загорается, порошкообразный стронций на воздухе склонен к самовоспламенению.

Энергично реагирует с неметаллами — серой, фосфором, галогенами. Взаимодействует с водородом (выше 200оС), азотом (выше 400оС). Практически не реагирует с щелочами.

При высоких температурах реагирует с CO2, образуя карбид:

5Sr + 2CO2 = SrC2 + 4SrO

Применение стронция

1. Основные области применения стронция и его химических соединений — это радиоэлектронная промышленность, пиротехника, металлургия, пищевая промышленность.
2. Стронций применяется для легирования меди и некоторых ее сплавов, для введения в аккумуляторные свинцовые сплавы, для обессеривания чугуна, меди и сталей.
3. Стронций чистотой 99,99—99,999 % применяется для восстановления урана.
4. Магнитотвёрдые ферриты стронция широко употребляются в качестве материалов для производства постоянных магнитов.

Еще задолго до открытия стронция его нерасшифрованные соединения применяли в пиротехнике для получения красных огней. До середины 40-х годов 20го века стронций был, прежде всего, металлом фейерверков, потех и салютов. Сплав магний-стронций обладает сильнейшими пирофорными свойствами и находит применение в пиротехнике для зажигательных и сигнальных составов.

• Радиоактивный 90Sr (период полураспада 28,9 лет) применяется в производстве радиоизотопных источников тока в виде титаната стронция (плотность 4,8 г/см³, а энерговыделение около 0,54 Вт/см³).
• Уранат стронция играет важную роль при получении водорода (стронций-уранатный цикл, Лос-Аламос, США) термохимическим способом (атомно-водородная энергетика), и в частности разрабатываются способы непосредственного деления ядер урана в составе ураната стронция для получения тепла при разложении воды на водород и кислород.
• Оксид стронция применяется в качестве компонента сверхпроводящих керамик.
• Фторид стронция используется в качестве компонента твердотельных фторионных аккумуляторных батарей с громадной энергоемкостью и энергоплотностью.

Сплавы стронция с оловом и свинцом применяются для отливки токоотводов аккумуляторных батарей. Сплавы стронций-кадмий для анодов гальванических элементов.

Металл применяют в глазурях и эмалях для покрытия посуды. Стронциевые глазури не только безвредны, но и доступны (карбонат стронция SrCO3 в 3,5 раза дешевле свинцового сурика). Все положительные качества свинцовых глазурей свойственны и им. Более того, изделия, покрытые такими глазурями, приобретают дополнительную твердость, термостойкость, химическую стойкость.

Стронций – активный металл. Это препятствует его широкому применению в технике. Но, с другой стороны, высокая химическая активность стронция позволяет использовать его в определенных областях народного хозяйства.

В частности, его применяют при выплавке меди и бронз – стронций связывает серу, фосфор, углерод и повышает текучесть шлака. Таким образом, стронций способствует очистке металла от многочисленных примесей. Кроме того, добавка стронция повышает твердость меди, почти не снижая ее электропроводности.

В электровакуумные трубки стронций вводят, чтобы поглотить остатки кислорода и азота, сделать вакуум более глубоким.

Влияние стронция на организм человека

Соли и соединения стронция малотоксичны; при работе с ними следует руководствоваться правилами техники безопасности с солями щелочных и щелочноземельных металлов.

Не следует путать действие на организм человека природного (нерадиоактивного, малотоксичного и более того, широко используемого для лечения остеопороза) и радиоактивных изотопов стронция.

) Полный распад стронция-90, попавшего в окружающую среду, произойдет лишь через несколько сотен лет. 90Sr образуется при ядерных взрывах и выбросах с АЭС.

Радиоактивный стронций практически всегда негативно воздействует на организм человека:

1. Откладывается в скелете (костях), поражает костную ткань и костный мозг, что приводит к развитию лучевой болезни, опухолей кроветворной ткани и костей.

2. Вызывает лейкемию и злокачественные опухоли (рак) костей, а также поражение печени и мозга.

Стронций с большой скоростью накапливается в организме детей до четырехлетнего возраста, когда идет активное формирование костной ткани. Обмен стронция изменяется при некоторых заболеваниях органов пищеварения и сердечно-сосудистой системы. Пути попадания:

1. вода (предельно допустимая концентрация стронция в воде в РФ — 8 мг/л, а в США — 4 мг/л[3])
2. пища (томаты, свёкла, укроп, петрушка, редька, редис, лук, капуста, ячмень, рожь, пшеница)
3. интратрахеальное поступление
4. через кожу (накожное)
5. ингаляционное (через воздух)
6. из растений или через животных стронций-90 может непосредственно перейти в организм человека.

Влияние нерадиоактивного стронция проявляется крайне редко и только при воздействии других факторов (дефицит кальция и витамина Д, неполноценное питание, нарушения соотношения микроэлементов таких как барий, молибден, селен и др.). Тогда он может вызывать у детей «стронциевый рахит» и «уровскую болезнь» — поражение и деформация суставов, задержка роста и другие нарушения.

Стронций-90.

Попадая в окружающую среду, 90Sr характеризуется способностью включаться (главным образом вместе с Ca) в процессы обмена веществ у растений, животных и человека. Поэтому при оценке загрязнения биосферы 90Sr принято рассчитывать отношение 90Sr/Ca в стронциевых единицах (1 с. е. = 1 мк мккюри 90Sr на 1 г Ca).

При передвижении 90Sr и Ca по биологическим и пищевым цепям происходит дискриминация Стронций, для количественного выражения которой находят «коэффициент дискриминации», отношение 90Sr/Ca в последующем звене биологической или пищевой цепи к этой же величине в предыдущем звене.

В растения 90Sr может поступать непосредственно при прямом загрязнении листьев или из почвы через корни. Относительно больше накапливают 90Sr бобовые растения, корне- и клубнеплоды, меньше — злаки, в т. ч. зерновые, и лен.

В семенах и плодах накапливается значительно меньше 90Sr, чем в других органах (например, в листьях и стеблях пшеницы 90Sr в 10 раз больше, чем в зерне).

У животных (поступает в основном с растительной пищей) и человека (поступает в основном с коровьим молоком и рыбой) 90Sr накапливается главным образом в костях.

Величина отложения 90Sr в организме животных и человека зависит от возраста особи, количества поступающего радионуклида, интенсивности роста новой костной ткани и других. Большую опасность 90Sr представляет для детей, в организм которых он поступает с молоком и накапливается в быстро растущей костной ткани.

Для человека период его полувыведения стронция-90 — 90-154 суток.

Заключение в 1963 году в Москве Договора о запрещении испытаний ядерного оружия в атмосфере, космосе и под водой привело к почти полному освобождению атмосферы от 90Sr и уменьшению его подвижных форм в почве.

После аварии на чернобыльской АЭС вся территория со значительным загрязнением стронцием-90 оказалась в пределах 30- километровой зоны. Большое количество стронция-90 попало в водоемы, но в речной воде его концентрация нигде не превышала предельно допустимой для питьевой воды (кроме р. Припять в начале мая 1986 г. в ее нижнем течении).

Во время аварии на Чернобыльской АЭС во внешнюю среду его попало сравнительно немного — суммарный выброс оценивается в 0,22 МКи. Исторически сложилось так, что в радиационной гигиене уделяется много внимания этому радионуклиду. Причин тому несколько.

Источник: http://www.protown.ru/information/hide/5608.html

Стронций

Стронций — химический элемент с атомным номером 38. Принадлежит к 2-й группе периодической таблицы химических элементов (по устаревшей короткой форме периодической системы принадлежит к главной подгруппе II группы, или к группе IIA), находится в пятом периоде таблицы.

Атомная масса элемента 87,62(1) а. е. м.. Обозначается символом Sr (от лат. Strontium). Простое вещество стронций — мягкий, ковкий и пластичный щёлочноземельный металл серебристо-белого цвета.

Обладает высокой химической активностью, на воздухе быстро реагирует с влагой и кислородом, покрываясь жёлтой оксидной плёнкой.

Новый элемент обнаружили в минерале стронцианите, найденном в 1764 году в свинцовом руднике близ шотландской деревни Стронти́ан (англ. Strontian, гэльск. Sròn an t-Sìthein), давшей впоследствии название новому элементу. Присутствие в этом минерале оксида нового металла было установлено в 1787 году Уильямом Крюйкшенком и Адером Кроуфордом. Выделен в чистом виде сэром Хемфри Дэви в 1808 году.

Нахождение в природе

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. Чаще всего стронций присутствует как примесь в различных кальциевых минералах.

Среди прочих минералов стронция:

• SrAl3(AsO4)SO4(OH)6 — кеммлицит;
• Sr2Al(CO3)F5 — стенонит;
• SrAl2(CO3)2(OH)4·H2O — стронциодрессерит;
• SrAl3(PO4)2(OH)5·H2O  — гойясит;
• Sr2Al(PO4)2OH — гудкенит;
• SrAl3(PO4)SO·4(OH)6 — сванбергит;
• Sr(AlSiO4)2 — слосонит;
• Sr(AlSi3O8)2·5H2O  — брюстерит;
• Sr5(AsO4)3F — ферморит;
• Sr2(B14O23)·8H2O  — стронциоджинорит;
• Sr2(B5O9)Cl·H2O  — стронциохильгардит;
• SrFe3(PO4)2(OH)5·H2O  — люсуньит;
• SrMn2(VO4)24H2O  — сантафеит;
• Sr5(PO4)3OH — беловит;
• SrV(Si2O7) — харадаит;
• SrB2Si2O8 — пековит.

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).

Месторождения

Известны месторождения в Калифорнии, Аризоне (США); Новой Гранаде; Турции, Иране, Китае, Мексике, Канаде, Малави.

В России обнаружены, но в настоящее время не разрабатываются месторождения стронциевых руд: Синие камни (Дагестан), Мазуевское (Пермский край), Табольское (Тульская область), а также месторождения в Бурятии, Иркутской области, Красноярском крае, Якутии и на Курильских островах.

Получение

Существуют три способа получения металлического стронция:

• термическое разложение некоторых соединений;
• электролиз;
• восстановление оксида или хлорида.

Основным промышленным способом получения металлического стронция является термическое восстановление его оксида алюминием. Далее полученный стронций очищается возгонкой.

Электролитическое получение стронция электролизом расплава смеси SrCl2 и NaCl не получило широкого распространения из-за малого выхода по току и загрязнения стронция примесями.

При термическом разложении гидрида или нитрида стронция образуется мелкодисперсный стронций, склонный к лёгкому воспламенению.

Физические свойства

Стронций — мягкий серебристо-белый металл, обладает ковкостью и пластичностью, легко режется ножом.

Полиморфен — известны три его модификации. До 215 °С устойчива кубическая гранецентрированная модификация (α-Sr), между 215 и 605 °С — гексагональная (β-Sr), выше 605 °С — кубическая объёмноцентрированная модификация (γ-Sr).

Температура плавления: 768 °С, температура кипения: 1390 °С.

Химические свойства

Стронций в своих соединениях всегда проявляет степень окисления +2. По свойствам стронций близок к кальцию и барию, занимая промежуточное положение между ними.

В электрохимическом ряду напряжений стронций находится среди наиболее активных металлов (его нормальный электродный потенциал равен −2,89 В). Энергично реагирует с водой, образуя гидроксид:

 Sr + 2H2O → Sr(OH)2 + H2↑

Взаимодействует с кислотами, вытесняет тяжёлые металлы из их солей. С концентрированными кислотами (H2SO4, HNO3) реагирует слабо.

Металлический стронций быстро окисляется на воздухе, образуя желтоватую плёнку, в которой, помимо оксида SrO, всегда присутствуют пероксид SrO2 и нитрид Sr3N2. При нагревании на воздухе загорается, порошкообразный стронций на воздухе склонен к самовоспламенению.

Энергично реагирует с неметаллами — серой, фосфором, галогенами. Взаимодействует с водородом (выше 200 °С), азотом (выше 400 °С). Практически не реагирует со щелочами.

При высоких температурах реагирует с CO2, образуя карбид:

 5Sr + 2CO2 → SrC2 + 4SrO

Легкорастворимы соли стронция с анионами Cl−, I−, NO3−. Соли с анионами F−, SO42−, CO32−, PO43− малорастворимы.

Из-за высокой химической активности стронция его хранят в закрытой стеклянной посуде под слоем керосина.

Применение

Основные области применения стронция и его химических соединений — это радиоэлектронная промышленность, пиротехника, металлургия, пищевая промышленность.

Металлургия

Стронций применяется для легирования меди и некоторых её сплавов, для введения в аккумуляторные свинцовые сплавы, для десульфурации чугуна, меди и сталей.

Металлотермия

Стронций чистотой 99,99—99,999 % применяется для восстановления урана.

Магнитные материалы

Магнитотвёрдые ферриты стронция широко употребляются в качестве материалов для производства постоянных магнитов.

Пиротехника

В пиротехнике применяются карбонат, нитрат, перхлорат стронция для окрашивания пламени в карминово-красный цвет. Сплав магний-стронций обладает сильнейшими пирофорными свойствами и находит применение в пиротехнике для зажигательных и сигнальных составов.

Ядерная энергетика

Уранат стронция играет важную роль при получении водорода (стронций-уранатный цикл, Лос-Аламос, США) термохимическим способом (атомно-водородная энергетика), и, в частности, разрабатываются способы непосредственного деления ядер урана в составе ураната стронция для получения тепла при разложении воды на водород и кислород.

Высокотемпературная сверхпроводимость

Оксид стронция применяется в качестве компонента сверхпроводящих керамик.

Вакуумные электронные приборы

Оксид стронция, в составе твёрдого раствора оксидов других щёлочноземельных металлов — бария и кальция (BaO, CaO), используется в качестве активного слоя катодов косвенного накала в вакуумных электронных приборах.

Химические источники тока

Фторид стронция используется в качестве компонента твёрдотельных фторионных аккумуляторных батарей с большой энергоёмкостью и энергоплотностью.

Сплавы стронция с оловом и свинцом применяются для отливки токоотводов аккумуляторных батарей. Сплавы стронций-кадмий — для анодов гальванических элементов.

Медицина

Изотоп с атомной массой 89, имеющий период полураспада 50,55 суток, применяется (в виде хлорида) в качестве противоопухолевого средства.

Биологическая роль

Влияние на организм человека

Не следует путать действие на организм человека природного стронция (не радиоактивного, малотоксичного и более того, широко используемого для лечения остеопороза) и радиоактивных изотопов стронция.

Стронций природный — составная часть микроорганизмов, растений и животных. Стронций является аналогом кальция, поэтому он наиболее эффективно откладывается в костной ткани. В мягких тканях задерживается менее 1 %.

Стронций с большой скоростью накапливается в организме детей до четырёхлетнего возраста, когда идёт активное формирование костной ткани.

Пути попадания:

1. вода (предельно допустимая концентрация стронция в воде в РФ — 8 мг/л, а в США — 4 мг/л)
2. пища (томаты, свёкла, укроп, петрушка, редька, редис, лук, капуста, ячмень, рожь, пшеница)
3. интратрахеальное поступление
4. через кожу (накожное)
5. ингаляционное (через лёгкие)
6. люди, работа которых связана со стронцием (в медицине радиоактивный стронций используют в качестве аппликаторов при лечении кожных и глазных болезней.

Основные области применения:

• природного стронция — радиоэлектронная промышленность, пиротехника, металлургия, металлотермия, пищевая промышленность, производство магнитных материалов;
• радиоактивного — производство атомных электрических батарей, атомно-водородная энергетика, радиоизотопные термоэлектрические генераторы и другое).

Влияние нерадиоактивного стронция проявляется крайне редко и только при воздействии других факторов (дефицит кальция и витамина D, неполноценное питание, нарушения соотношения микроэлементов таких, как барий, молибден, селен и другие). Тогда он может вызывать у детей «стронциевый рахит» и «уровскую болезнь» — поражение и деформацию суставов, задержку роста и другие нарушения.

Радиоактивный стронций практически всегда негативно воздействует на организм человека. Откладываясь в костях, он облучает костную ткань и костный мозг, что увеличивает риск заболевания злокачественными опухолями костей, а при поступлении большого количества может вызвать лучевую болезнь.

Изотопы

Основная статья: Изотопы стронция

В природе стронций встречается в виде смеси четырёх стабильных изотопов 84Sr (0,56(2) %), 86Sr (9,86(20) %), 87Sr (7,00(20) %), 88Sr (82,58(35) %). Проценты указаны по числу атомов. Известны также радиоактивные изотопы стронция с массовым числом от 73 до 105.

Лёгкие изотопы (до 85Sr включительно, а также изомер 87mSr) испытывают электронный захват, распадаясь в соответствующие изотопы рубидия. Тяжёлые изотопы, начиная с 89Sr, испытывают β−-распад, переходя в соответствующие изотопы иттрия.

Наиболее долгоживущим и важным в практическом плане среди радиоактивных изотопов стронция является 90Sr.

Стронций-90

Основная статья: Стронций-90

Изотоп стронция 90Sr является радиоактивным с периодом полураспада 28,78 года. 90Sr претерпевает β−-распад, переходя в радиоактивный 90Y (период полураспада 64 часа), который, в свою очередь, распадается в стабильный цирконий-90. Полный распад стронция-90, попавшего в окружающую среду, произойдёт лишь через несколько сотен лет.

90Sr образуется при ядерных взрывах и внутри ядерного реактора во время его работы. Образование стронция-90 при этом происходит как непосредственно в результате деления ядер урана и плутония, так и в результате бета-распада короткоживущих ядер с массовым числом A = 90 (в цепочке 90Se → 90Br → 90Kr → 90Rb → 90Sr), образующихся при делении.

Применяется в производстве радиоизотопных источников энергии в виде титаната стронция (плотность 4,8 г/см³, а энерговыделение — около 0,54 Вт/см³).

Источник: https://chem.ru/stroncij.html

Стронций

СТРОНЦИЙ (Strontium), Sr (а. strontium; н. Strontium; ф. strontium; и. estroncio), — химический элемент II группы периодической системы Менделеева, атомный номер 38, атомная масса 87,62, относится к щёлочноземельным металлам.

Свойства стронция

Природный стронций состоит из 4 стабильных изотопов; 84Sr (0,56%), 86Sr (9,84%), 87Sr (7,0%) и 88Sr (82,6%); известно свыше 20 искусственных радиоактивных изотопов стронция с массовыми числами от 77 до 99, из которых наиболее важное значение имеет 90Sr (ТЅ 29 лет), образующийся при делении урана. Стронций открыт в 1790 шотландским учёным А. Крофордом в виде оксида.

В свободном состоянии стронций — мягкий золотисто-жёлтый металл.

При t ниже 248°С для него характерна гранецентрированная кубическая решётка (а-Sr с периодом а=0,60848 нм), в интервале 248-577°С — гексагональная (b-Sr с периодами а=0,432 нм, с=0,706 нм); при более высокой температуре переходит в объёмноцентрированную кубическую модификацию (g-Sr с периодом а=0,485 нм).

Плотность а-Sr 2540 кг/м3; t плавления 768°С, t кипения 1381°С; молярная теплоёмкость 26,75 Дж/(моль•К); удельное электрическое сопротивление 20,0•10-4 (Ом•м), температурный коэффициент линейного расширения 20,6•10-6К-1. Стронций парамагнитен, атомная магнитная восприимчивость при комнатной температуре 91,2•10-6. Пластичен, мягок, легко режется ножом.

Стронций по химическим свойствам сходен с Ca и Ba. В соединениях имеет степень окисления +2. Быстро окисляется на воздухе, при комнатной температуре взаимодействует с водой, при повышенной — с водородом, азотом, фосфором, серой и галогенами.

Содержание и получение стронция

Среднее содержание стронция в земной коре 3,4•10-2% (по массе). Магматические средние горные породы содержат несколько больше стронция (8,0•10-2%), чем осадочные (4,5•10-2%), основные (4,4•10-2%), кислые (3•10-2%) и ультраосновные (1•10-3%) горные породы.

Известно около 30 минералов стронция, важнейшими из которых являются целестин SrSO4 и стронцианит SrCO3; помимо этого практически всегда присутствует в минералах кальция, калия и бария, входя в виде изоморфной примеси в их кристаллической решётке.

Поскольку из 4 природных изотопов стронция один (87Sr) постоянно накапливается в результате Я-распада 87Rb, изотопный состав стронция (отношение 87Sr/86Sr) используется в геохимических исследованиях для установления генетических взаимоотношений между различными комплексами пород, а также для определения их радиометрического возраста (при условии одновременного определения содержания рубидия в исследуемых объектах). Радиоактивный 90Sr служит источником загрязнения окружающей среды (до прекращения атмосферных ядерных испытаний был одним из главных факторов радиоактивного загрязнения).

Применение и использование

Основное сырьё для получения стронция — целестиновые и стронцианитовые руды. Металлический стронций получают алюмотермическим восстановлением оксида стронция в вакууме.

Применяют при изготовлении алюминиевых сплавов и некоторых сталей, электровакуумных приборов и некоторых оптических стёкол. Соли стронция, окрашивающие пламя в интенсивный красный цвет, используются в пиротехнике.

90Sr применяют в медицине как источник ионизирующего излучения.

Источник: http://www.mining-enc.ru/s/stroncij/

Стронций

• Главная
• Справочник
• Химия
• Химические элементы
• Стронций

Стронций — элемент главной подгруппы второй группы, пятого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 38.

Обозначается символом Sr (лат. Strontium). Простое вещество стронций — мягкий, ковкий и пластичный щёлочноземельный металл серебристо-белого цвета.

Обладает высокой химической активностью, на воздухе быстро реагирует с влагой и кислородом, покрываясь жёлтой оксидной плёнкой.

Атомный номер — 38 Атомная масса — 87,62 Плотность, кг/м³ — 2600 Температура плавления, °С — 768 Теплоемкость, кДж/(кг·°С) — 0,737 Электроотрицательность — 1,0 Ковалентный радиус, Å — 1,91 1-й ионизац. потенциал, эв — 5,69

В 1764 г. в свинцовом руднике близ шотландской деревни Стронциан был найден минерал, который назвали стронцианитом. Долгое время его считали разновидностью флюорита CaF2 или витерита ВаCO3, но в 1790 г. английские минералоги Кроуфорд и Крюикшенк проанализировали этот минерал и установили, что в нем содержится новая «земля», а говоря нынешним языком, окисел.

Независимо от них тот же минерал изучал другой английский химик – Хоп. Придя к таким же результатам, он объявил, что в стронцианите есть новый элемент – металл стронций.

Видимо, открытие уже «витало в воздухе», потому что почти одновременно сообщил об обнаружении новой «земли» и видный немецкий химик Клапрот.

Не знаем, отчего Ловиц был неравнодушен именно к тяжелому шпату; известно только, что ученый, открывший адсорбционные свойства угля и сделавший еще много в области общей и органической химии, коллекционировал образцы этого минерала.

Но Ловиц не был просто собирателем, вскоре он начал систематически исследовать тяжелый шпат и в 1792 г. пришел к выводу, что в этом минерале содержится неизвестная примесь.

Он сумел извлечь из своей коллекции довольно много – больше 100 г новой «земли» и продолжал исследовать ее свойства. Результаты исследования были опубликованы в 1795 г.

Так почти одновременно несколько исследователей в разных странах вплотную подошли к открытию стронция. Но в элементарном виде его выделили лишь в 1808 г.

Выдающийся ученый своего времени Хэмфри Дэви понимал уже, что элемент стронциановой земли должен быть, по-видимому, щелочноземельным металлом, и получил его электролизом, т.е. тем же способом, что и кальций, магний, барий.

А если говорить конкретнее, то первый в мире металлический стронций был получен при электролизе его увлажненной гидроокиси. Выделявшийся на катоде стронций мгновенно соединялся с ртутью, образуя амальгаму.

Разложив амальгаму нагреванием, Дэви выделил чистый металл.

Химические элементыТеория Химия 8 класс Химический элемент

Не можешь написать работу сам?

Доверь её нашим специалистам

от 100 р.стоимость заказа

Если материал понравился Вам и оказался для Вас полезным, поделитесь им со своими друзьями!

Источник: https://calcsbox.com/post/strontium.html

Стронций

Общие сведения и методы получения

Стронций ( Sr ) — металл серебристо-белого цвета. Минерал, содержа­щий стронций, был обнаружен в 1787 г. в Шотландии в свинцовом руд­нике недалеко от деревни Стронциан и назван стронцианитом. В 1790 г.

шотландские минералоги Кроуфорд и Крюикшенк подробно исследовали этот минерал и обнаружили в нем новую «землю» (ок­сид). Независимо от них их соотечественник химик Хоп установил, что в этом минерале содержится новый элемент — стронций.

К такому же выводу пришел немецкий химик Клапрот. В те же годы известный рус­ский химик акад. Т. Е. Ловиц обнаружил следы стронция в тяжелом шпате. Результаты его исследований опубликованы в 1795 г. Однако чистый металл был выделен лишь в 1808 г. Дэви. В 1924 г.

Содержание стронция в земной коре 4*10-2 % (по массе). В приро­де в свободном виде не встречается. Присутствует главным образом в минералах — стронцианите ( SrCO3) и целестине ( SrSO4). Содержится также в различных кальциевых минералах.

Металлический стронций в настоящее время получают преимущест­венно алюминотермическим методом. Оксид стронция смешивают с по­рошком алюминия, брикетируют и помещают в электровакуумную печь (вакуум 1,333 Па), где при 1100—1150 «С происходит восстановление металла.

Стронций выпускают в соответствии с ЦМТУ 4764—56 трех марок (Ч, ЧДА и ХЧ) в виде штабиков и кристаллов (друзы).

Соли и соединения стронция токсичны (вызывают паралич, влияют на зрение). При работе с ними следует соблюдать правила техники безопасности с солями щелочных и щелочноземельных металлов.

Физические свойства

Атомные характеристики. Атомный номер 38, атомная масса 87,62 а. е. м, атомный объем 33,7*10-6 м3/моль, атомный радиус 0,215 нм, ионный радиус 0,127 нм. Потенциалы ионизации J (эВ): 5,692; 11,026; 43,6. Электроотрицательность 1,0. Стронций имеет г. ц. к.

решетку ( a — Sr ) с периодом а = 0,6085 нм, энергия кристаллической решетки 164,3 мкДж/кмоль, координационное число 12, межатомное расстояние 4,30 нм. При температуре 488 К происходит a —6-превращение. 6-строн-ций имеет гексагональную решетку с периодами а=0,432 нм, с — = 0,706 им, с/а= 1,64.

Получено так­же 14 искусственных неустойчивых изотопов Радиоактивный изотоп 90 Sr с периодом полураспада 27,7 лет образуется при ядерных реак­циях (делении урана). Эффективное поперечное сечение захвата теп­ловых нейтронов 1,21*10-28 м2. Работа выхода электронов ф=2,35 эВ, для монокристалла (100) ф=2,43 эВ.

• Плотность р при 273 К равна 2,630 Мг/м3.
• Магнитная восприимчивость при температуре 293 К х= +1,05-Ю^9.
• Химические свойства

Нормальный электродный потенциал реакции Sr —2 e =?* Sr 2 + cp 0 = 2,89 B . Степень окисления +2.

Стронций — очень активный элемент, быстро окисляется на возду­хе с выделением большого количества тепла, энергично разлагает воду.

С водородом взаимодействует при повышенной температуре 300—• 400°С, образуя гидрид SrH 2 с температурой плавления 650°С.

С кис­лородом образует оксид (II) SrO с температурой плавления 2430 °С, при 500 °С и давлении 15 МПа — оксид (IV) Sr 02. С азотом взаимо­действует при 380—400 °С и дает соединение Sr 3 N 2 .

При нагревании стронций легко взаимодействует с галогенами, об­разуя соответствующие соли: хлорид SrCl 2 с температурой плавления 872 °С, бромид SrBr 2 с температурой плавления 643 °С, фторид SrF 2 с температурой плавления 1190°С, иодид Srl 2 . С углеродом образует карбид стронция SrC 2 , с фосфором — фосфид стронция SrP 2 , с серой при нагревании — сульфиды.

С концентрированными азотной и серной кислотами взаимодейству­ет слабо, с разбавленными энергично; со щелочами — NaOH , КОН (концентрированными и разбавленными) также вступает в реакции.

С металлами образует твердые растворы и металлические соедине-

ния В жидком состоянии смешивается с элементами ПА, ПВ — VB подгрупп (Be, Mg, Zn, Cd, Hg, Al, Ga, In, TI, Sn, Pb, Sb, Bi, As). Co многими из них образует металлические соединения ( Al , Mg , Zn , Sn , РЬ и др.).

Электрохимический эквивалент 0,45404 мг/Кл.

Технологические свойства

Стронций — ковкий и пластичный металл. Ковкой из него можно по­лучить тонкий лист, а прессованием при 230 °С — проволоку.

Области применения

В промышленности используют металлический стронций и его соедине­ния. Введение этого элемента и его соединений в сталь и чугун спо­собствует повышению их качества.

Имеются сведения об использова­нии стронция для раскисления и рафинирования меди; при этом также повышается твердость.

Введение 0,1 % Sr в титан и его сплавы повы­шает ударную вязкость; стронций увеличивает пластичность магния и его сплавов, положительно влияет на свойства алюминиевых сплавов.

Соединения стронция используют в пиротехнике, в электровакуумной технике (газопоглотитель), в радиоэлектронике (для изготовления фо­тоэлементов). Стронций входит в состав оксидных катодов, применяе­мых в электронно-лучевых трубках, лампах СВЧ и др.

В стекловарении стронций используют для получения специальных оптических стекол; он повышает химическую и термическую устойчи­вость стекла и показатели преломления.

Так, стекло, содержащее 9 °,'0 SrO , обладает высоким сопротивлением истиранию и большой эластич­ностью, легко поддастся механической обработке (кручению, перера­ботке в пряжу и ткани). В нашей стране разработана технология полу­чения стронцийсодержащего стекла без бора.

Гидроксид стронция приме­няют в нефтяной промышленности для производства смазочных масел с повышенным сопротивлением окислению, а в пищевой— для обработ­ки отходов сахарного производства с целью дополнительного извлече­ния сахара.

Соединения стронция входят также в состав эмалей, глазу­рей и керамики Их широко используют в химической промышленноеги в качестве наполнителей резииы, стабилизаторов пластмасс, а также для очистки каустической соды от железа и марганца, в качестве ката­лизаторов в органическом синтезе и при крекинге нефти и т. д.

Источник: https://ibrain.kz/himiya-svoystva-elementov/stronciy