Стронций (Sr) – химиялық элемент, периодтық жүйенің 2-тобындағы сілтілі жер металы. Қызыл сигнал шамдары мен люминофорларда қолданылады, радиоактивті ластану кезінде денсаулыққа үлкен қауіп төндіреді.
Табу тарихы
Шотландиядағы Стронтиан ауылының жанындағы қорғасын шахтасынан алынған минерал. Ол бастапқыда барий карбонатының әртүрлілігі ретінде танылды, бірақ Адейр Кроуфорд пен Уильям Круикшанк 1789 жылы оның басқа зат екенін ұсынды. Химик Томас Чарльз Хоуп жаңа минералды стронтитті ауылдың атымен атады, ал сәйкес стронций оксиді SrO, стронций. Металды 1808 жылы сэр Хамфри Дэви бөліп алды, ол дымқыл гидроксидтің немесе хлоридтің қоспасын сынап оксидімен сынап катодының көмегімен электролиздеді, содан кейін алынған амальгамадан сынапты буландырды. Ол жаңа элементті "стронций" сөзінің түбірі арқылы атады.
Табиғатта болу
Периодтық жүйенің отыз сегізінші элементі стронцийдің кеңістіктегі салыстырмалы көптігі әрбір 106 кремний атомы үшін 18,9 атомды құрайды деп есептеледі. Бұл туралыЖер қыртысының массасының 0,04%. Теңіз суындағы элементтің орташа концентрациясы 8 мг/л.
Стронций химиялық элементі табиғатта кең таралған және Жердегі ең көп таралған 15-ші зат болып есептеледі, оның концентрациясы миллионға 360 бөлікке жетеді. Оның экстремалды реактивтілігін ескере отырып, ол тек қосылыстар түрінде болады. Оның негізгі минералдары целестин (сульфат SrSO4) және стронтианит (SrCO3 карбонаты). Олардың ішінде целестит пайдалы қазбаларды өндіру үшін жеткілікті мөлшерде кездеседі, оның әлемдік жеткізілімінің 2/3 бөлігі Қытайдан келеді, ал Испания мен Мексика қалған бөлігін қамтамасыз етеді. Дегенмен, стронцианитті өндіру тиімдірек, өйткені стронций карбонат түрінде жиі пайдаланылады, бірақ белгілі кен орындары салыстырмалы түрде аз.
Сипаттар
Стронций – қорғасынға ұқсас жұмсақ металл, кесілген кезде күмістей жарқырайды. Ауада ол атмосферадағы оттегімен және ылғалмен тез әрекеттеседі, сарғыш реңкке ие болады. Сондықтан оны ауа массаларынан оқшаулау керек. Көбінесе ол керосинде сақталады. Ол табиғатта бос күйінде кездеспейді. Ілеспе кальций, стронций тек 2 негізгі рудаға кіреді: целестит (SrSO4) және стронтианит (SrCO3).
Магний-кальций-стронций (сілтілік жер металдары) химиялық элементтер қатарында Sr Са мен Ва арасындағы периодтық жүйенің 2-тобында (бұрынғы 2А) орналасқан. Сонымен қатар, ол рубидий мен иттрий арасындағы 5-ші периодта орналасқан. Стронцийдің атомдық радиусынан берікальций радиусына ұқсас, ол минералдардағы соңғысын оңай ауыстырады. Бірақ ол суда жұмсақ және реактивті. Жанасуда гидроксид пен сутек газын түзеді. Стронцийдің 3 аллотропы 235°C және 540°C өту нүктелерімен белгілі.
Сілтілік жер металы әдетте 380°C төмен азотпен әрекеттеспейді және бөлме температурасында тек оксид түзеді. Алайда ұнтақ күйінде стронций өздігінен тұтанып, оксид пен нитрид түзеді.
Химиялық және физикалық қасиеттері
Стронций химиялық элементінің жоспар бойынша сипаттамасы:
- Аты, таңбасы, атом нөмірі: стронций, Sr, 38.
- Топ, нүкте, блок: 2, 5, с.
- Атомдық массасы: 87,62 г/моль.
- Электрондық конфигурация: [Kr]5s2.
- Электрондардың қабаттардағы таралуы: 2, 8, 18, 8, 2.
- Төзімділік: 2,64 г/см3.
- Балу және қайнау температуралары: 777 °C, 1382°C.
- Тотығу күйі: 2.
Изотоптар
Табиғи стронций – 4 тұрақты изотоптың қоспасы: 88Sr (82,6%), 86Sr (9, 9%), 87Sr (7,0%) және 84Sr (0,56%). Олардың ішінде тек 87Sr радиогендік болып табылады – ол жартылай ыдырау периоды 4,88 болатын рубидий 87Rb радиоактивті изотопының ыдырауынан түзілген. × 10 10 жыл. 87Sr 84Sr,изотоптарымен бірге «бастапқы нуклеосинтез» (Үлкен жарылыстың ерте кезеңі) кезінде өндірілген деп есептеледі. 86 Sr және 88Sr. Байланыстыорындарда, 87Sr және 86Sr арақатынасы 5 еседен көп айырмашылығы болуы мүмкін. Бұл геологиялық үлгілерді анықтауда және қаңқалар мен саз артефактілердің шығу тегін анықтауда қолданылады.
Ядролық реакциялар нәтижесінде стронцийдің 16-ға жуық синтетикалық радиоактивті изотоптары алынды, олардың ішінде ең төзімдісі 90Sr (жартылай ыдырау кезеңі 28,9 жыл). Ядролық жарылыс кезінде пайда болған бұл изотоп ең қауіпті ыдырау өнімі болып саналады. Кальцийге химиялық ұқсастығына байланысты ол сүйектер мен тістерге сіңіп, электрондарды шығаруды жалғастырып, радиациялық зақымдануды тудырады, сүйек кемігін зақымдайды, жаңа қан жасушаларының түзілуін бұзады және қатерлі ісік тудырады.
Дегенмен, медициналық бақыланатын жағдайларда стронций кейбір беткей қатерлі ісіктерді және сүйек ісіктерін емдеу үшін қолданылады. Ол сондай-ақ стронций фториді түрінде химиялық ток көздерінде және оның радиоактивті ыдырауының жылуын электр энергиясына айналдыратын радиоизотопты термоэлектрлік генераторларда қолданылады, навигациялық қалқымаларда, алыстағы метеостанцияларда және ғарыш аппараттарында ұзақ өмір сүретін, жеңіл қуат көзі ретінде қызмет етеді.
89Sr ісік ауруын емдеу үшін қолданылады, себебі ол сүйек тініне әсер етеді, бета-сәулелену шығарады және бірнеше айдан кейін ыдырайды (жартылай шығарылу кезеңі 51 күн).
Стронций химиялық элементі жоғары тіршілік формалары үшін маңызды емес, оның тұздары әдетте улы емес. Не жасайды90Sr қауіпті, сүйек тығыздығы мен өсуін арттыру үшін қолданылады.
Байланыстар
Стронций химиялық элементінің қасиеттері кальцийдікіне өте ұқсас. Қосылыстарда Sr Sr2+ ионы ретінде ерекше тотығу дәрежесі +2 болады. Метал белсенді тотықсыздандырғыш болып табылады және галогендермен, оттегімен және күкіртпен оңай әрекеттесіп, галогенидтер, оксидтер және сульфидтер түзеді.
Стронций қосылыстары айтарлықтай шектеулі коммерциялық құндылыққа ие, өйткені сәйкес кальций мен барий қосылыстары әдетте бірдей әрекет етеді, бірақ арзанырақ. Дегенмен, олардың кейбіреулері өнеркәсіпте қолданылуын тапты. Отшашулар мен сигнал шамдарында қызыл қызыл түске қандай заттармен жетуге болатыны әлі анықталмаған. Қазіргі уақытта бұл түске қол жеткізу үшін Sr(NO3)2 және Sr(ClO) хлораты сияқты стронций тұздары ғана пайдаланылады.3)2 . Бұл химиялық элементтің жалпы өндірісінің шамамен 5-10% пиротехникалық заттар тұтынылады. Стронций гидроксиді Sr(OH)2 кейде мелассадан қантты алу үшін пайдаланылады, өйткені ол көмірқышқыл газының әсерінен қант оңай қалпына келетін еритін сахаридті құрайды. SrS моносульфиді депиляция агенті және электролюминесцентті құрылғылардың және жарқырайтын бояулардың люминофорларының құрамдас бөлігі ретінде пайдаланылады.
Стронций ферриті жоғары температура нәтижесінде алынған SrFexOy жалпы формуласы бар қосылыстар тобын құрайды (1000-1300 °C) реакция SrCO3 жәнеFe2O3. Олар колонкаларда, автокөліктің әйнегін сүрткіш моторларда және балалар ойыншықтарында кеңінен қолданылатын керамикалық магниттерді жасау үшін қолданылады.
Өндіріс
Көбіне минералданған целестит SrSO4 екі жолмен карбонатқа айналады: натрий карбонатының ерітіндісімен тікелей шайылады немесе сульфид түзу үшін көмірмен қыздырылады. Екінші кезеңде негізінен стронций сульфиді бар күңгірт түсті зат алынады. Бұл «қара күл» суда ериді және сүзіледі. Стронций карбонаты сульфид ерітіндісінен көмірқышқыл газын енгізу арқылы тұнбаға түседі. Сульфат SrSO44 + 2C → SrS + 2CO2 карботермиялық тотықсыздану арқылы сульфидке дейін тотықсызданады. Жасушаны катодтық электрохимиялық байланыс арқылы алуға болады, онда катод рөлін атқаратын салқындатылған темір өзек калий мен стронций хлоридтері қоспасының бетіне тиіп, стронций оның үстінде қатқан кезде көтеріледі. Электродтардағы реакцияларды келесідей көрсетуге болады: Sr2+ + 2e- → Sr (катод); 2Cl- → Cl2 + 2e- (анод).
Metallic Sr алюминиймен бірге оксидінен де алуға болады. Ол икемді және икемді, электр тогын жақсы өткізеді, бірақ салыстырмалы түрде аз қолданылады. Оның қолданылуының бірі цилиндр блоктарын құюда алюминий немесе магний үшін легирлеуші агент ретінде. Стронций өңдеуге қабілеттілігін және сусымалыға төзімділігін жақсартадыметалл. Стронцийді алудың балама жолы оның оксидін вакуумде айдау температурасында алюминиймен тотықсыздандыру болып табылады.
Коммерциялық пайдалану
Стронций химиялық элементі рентген сәулелерінің енуіне жол бермеу үшін түрлі-түсті теледидардың катодты сәуле түтіктерінің шынысында кеңінен қолданылады. Оны спрей бояуларында да қолдануға болады. Бұл стронцийдің қоғамдық әсер етуінің ең ықтимал көздерінің бірі болып көрінеді. Сонымен қатар, элемент феррит магниттерін өндіру және мырышты тазарту үшін қолданылады.
Стронций тұздары пиротехникада қолданылады, себебі олар жанған кезде жалынды қызыл түске бояйды. Ал стронций тұздарының магниймен қорытпасы тұтандырғыш және сигналдық қоспалардың бөлігі ретінде пайдаланылады.
Титанат өте жоғары сыну көрсеткішіне және оптикалық дисперсияға ие, бұл оны оптикада пайдалы етеді. Оны гауһар тастарды алмастырғыш ретінде пайдалануға болады, бірақ оның өте жұмсақтығы мен сызаттарға осалдығына байланысты бұл мақсатта сирек пайдаланылады.
Стронций алюминаты - ұзақ уақытқа созылатын фосфоресценция тұрақтылығы бар жарқын фосфор. Оксид кейде керамикалық глазурьдің сапасын жақсарту үшін қолданылады. 90Sr изотопы ең жақсы ұзақ өмір сүретін жоғары энергиялы бета эмитенттерінің бірі болып табылады. Ол радиоактивті элементтердің ыдырауы кезінде бөлінетін жылуды электр энергиясына айналдыратын радиоизотопты термоэлектрлік генераторлардың (РТГ) қуат көзі ретінде пайдаланылады. Бұл құрылғылар қолданыладығарыш аппараттары, қашықтағы метеостанциялар, навигациялық қалқымалар және т.б. - жеңіл және ұзақ өмір сүретін ядролық-электрлік қуат көзі қажет жерде.
Стронцийдің медициналық қолданылуы: қасиеттерінің сипаттамасы, препараттармен емдеу
Изотоп 89Sr – метастаздық қуық асты безінің қатерлі ісігінен туындаған сүйек ауруын емдеу үшін қолданылатын радиоактивті Metastron препаратының белсенді ингредиенті. Стронций химиялық элементі кальций сияқты әрекет етеді, ол негізінен остеогенезі жоғарылаған жерлерде сүйекке кіреді. Бұл локализация ісік ошағына сәуле әсерін береді.
90Sr радиоизотопы ісік терапиясында да қолданылады. Оның бета-сәулеленуі және ұзақ жартылай шығарылу кезеңі беткі сәулелік терапия үшін өте қолайлы.
Стронций мен ранель қышқылын біріктіру арқылы жасалған тәжірибелік препарат сүйек өсуіне ықпал етеді, сүйек тығыздығын арттырады және сынықтарды азайтады. Строний ранелат Еуропада остеопорозды емдеу құралы ретінде тіркелген.
Стронций хлориді кейде сезімтал тістерге арналған тіс пастасында қолданылады. Оның мазмұны 10%-ға жетеді.
Сақтық шаралары
Таза стронцийдің химиялық белсенділігі жоғары, ал ұсақталған күйде металл өздігінен тұтанады. Сондықтан бұл химиялық элемент өрт қауіпті болып саналады.
Адам ағзасына әсері
Адам ағзасы стронцийді кальций сияқты сіңіреді. Осы екеуіЭлементтер химиялық жағынан ұқсас болғандықтан, Sr тұрақты формалары денсаулыққа айтарлықтай қауіп төндірмейді. Керісінше, радиоактивті изотоп 90Sr әртүрлі сүйек аурулары мен ауруларына, соның ішінде сүйек қатерлі ісігіне әкелуі мүмкін. Стронций бірлігі жұтылған 90Sr. сәулеленуін өлшеу үшін пайдаланылады.
