Stroncij

Izvor: Wikipedija
Skoči na: orijentacija, traži
stroncij
Osnovna svojstva

Kemijski element
Simbol
Atomski broj

stroncij
Sr
38
Kemijska skupina [[zemnoalkalijski metali]]
Grupa, perioda, Blok 2, 5, s
Izgled srebrnastobijela žućkasta krutina
Strontium destilled crystals.jpg
Gustoća1 2640 kg/m3
Tvrdoća 1,5 (Mohsova ljestvica)
Specifični toplinski kapacitet (cp ili cV)2

(25 °C) 26,4 J mol–1 K–1

Talište 777 °C
Vrelište3 1382 °C
Toplina taljenja 7,43 kJ mol-1
Toplina isparivanja 136,9 kJ mol-1

1 pri standardnom tlaku i temperaturi
2 pri konstantnom tlaku ili volumenu
3 pri standardnom tlaku

Atomska svojstva
Atomska masa 87,62(1)
Elektronska konfiguracija [Kr] 5s2 [1]

Stroncij je kemijski element koji u periodnom sustavu elemenata nosi simbol Sr, atomski (redni) broj mu je 38, a atomska masa mu iznosi 87,62(1). Stroncij je mekani, srebrnastobijeli metal, koji na zraku poprima žućkastu boju. U prirodi se javlja u mineralima celestinu i stroncijanitu (SrCO3). Elementarni stroncij jako oksidira na zraku pa se stoga čuva u kerozinu. Zapaljen gori jarkim crvenoljubičastim plamenom.

Izotop stroncij-90 se pojavljuje u radioaktivnim oblacima i ima vrijeme poluraspada 28,9 godina. Stroncij je dobio naziv prema selu Strontian u Škotskoj, gdje je njegov mineral i otkriven.

Svojstva[uredi VE | uredi]

Stroncij je mekani, srebrnastobijeli metal, koji na zraku poprima žućkastu boju. On vrlo snažno reagira s vodom, stvarajući stroncijev hidroksid i vodik. Sa zrakom gori žutim plamenom, stvarajući i stroncijev oksid i stroncijev nitrid, ali budući da s dušikom ne reagira ispod 380 °C, na sobnoj temperaturi se stvara samo stroncijev oksid. [2]

Budući da snažno reagira i s vodom i s kisikom, u prirodi se stroncij pojavljuje samo kao spoj, kao što su minerali celestit i stroncijanit. Čisti stroncij se čuva u mineralnom ulju ili petroleju, da bi se spriječila oksidacija. Sitni stroncijev prah spada u grupu pirofornih metala, a to znači da će samostalno reagirati s kisikom na sobnoj temperaturi. Hlapljive stroncijeve soli stvaraju crveni plamen, pa se često koriste u pirotehnici za baklje crvene boje. Prirodno je stroncij mješavina četiri stabilna izotopa.

Povijest[uredi VE | uredi]

Stroncijanit je pronađen 1787. godine u rudnicima olova kod škotskog sela Strontian.[3] Kemičar i fizičar Adair Crawford ustanovio je 1790. da se novootkriveni mineral svojstvima razlikuje od sličnih minerala barija, što je dovelo do otkrića elementa stroncija 1798.[4] Profesor kemije na sveučilištu u Edinburghu, Thomas Charles Hope, proučavao je Crawfordovo otkriće i zaključio da se mineral stroncijanit sastoji od još nepoznatog elementa, kojemu je dao ime stroncij (eng. Strontium). Humphry Davy je 1808. godine pomoću elektrolize prvi uspio izolirati metal. [5]

Prva velika primjena stroncija je bila u proizvodnji šećera iz šećerne repe, što se počelo primjenjivati oko 1870. Iako se u postupku dobijanja šećera stroncijev hidroksid obnavlja, njegov gubitak u procesu stvara veliku potražnju za tim mineralom. [6]

Proizvodnja[uredi VE | uredi]

Stroncij se relativno često pojavljuje u prirodi te je petnaesti element po učestalosti na Zemlji. Najveći svjetski proizvođač, prema stanju iz 2005. godine, bila je Kina (oko dvije trećine ukupne svjetske proizvodnje stroncija), a slijedili su Španjolska i Meksiko. [7]

Stroncij se dobiva elektrolizom rastaljenog stroncijevog klorida pomiješanog s kalijevim kloridom:

Sr2+ + 2 e- → Sr
2 Cl- → Cl2 (plin) + 2 e-

Izotopi[uredi VE | uredi]

Stroncij ima četiri stabilna izotopa koja se prirodno pojavljuju: stroncij-84 (0,56%), stroncij-86 (9,86%), stroncij-87 (7,0%) i stroncij-88 (82,58%). Jedino se stroncij-87 dobiva radioaktivnim raspadom i to iz rubidija-87, koji ima vrijeme poluraspada 4,88 × 1010 godina. Ostali stabilni izotopi nastaju u jezgrama zvijezda. U geološkim izvještajima, uobičajeno je mjeriti odnos u stijenama između stroncija-87 i stroncija-86, koji se kreće između 0,7 do 4,0. Budući da stroncij ima vrlo sličan atomski polumjer kao kalcij, često ga mijenja u mineralima.

Oksidirani dendritički stroncij
U prednjem dijelu zaslona ili ekrana se u staklo dodaje stroncijev i barijev oksid za apsorbiranje rendgenskih zraka

Poznato je 16 nestabilnih izotopa, a najvažniji među njima su stroncij-90, s vremenom poluraspada 28,78 godina i stroncij-89, s vremenom poluraspada 50,5 dana. Stroncij-90 nastaje u nuklearnoj fisiji, može se naći u radioaktivnom oblaku nakon nuklearnih testiranja ili nesreća u nuklearnim elektranama. Stroncij-90 je radioaktivni element koji ostaje u tijelu i nemoguće ga je ukloniti jer zamijenjuje kalcij u kostima. Osim toga, jedan je od najznačajnijih elemenata koji emitiraju beta-čestice. Nakon Černobilske nesreće ogromno područje je bilo zagađeno s stroncijem-90.

Stroncij-89 je umjetni radioaktivni izotop, koji se koristi u liječenju raka kostiju. U slučaju da bolesnik ima raširene i bolne metastaze kostiju, stroncij-89 se dovodi do kritičnog mjesta. On se proizvodi u obliku kloridne soli, koja je topiva, pa se kao otopina ubrizgava kroz vene. Taj postupak je vrlo kritičan, budući da i urin bolesnika postaje radioaktivan. Beta-čestice putuju oko 3,5 mm u kost (energija 0,583 MeV) ili 6,5 mm u tkivo.

Upotreba[uredi VE | uredi]

Upotreba stroncija je raznolika: najčešće se koristio u staklu za katodne cijevi u televizorima u boji kako bi spriječio emisiju štetnih X-zraka. Također je sastavni dio nekih legura u automobilskoj industriji, pirotehničkih rekvizita ("bengalki"), a radioaktivni izotopi stroncija, stroncij-89 i stroncij-9, koriste se u liječenju raka. Stroncijev hidroksid (Sr(OH)2) je jaka baza, topiva u vodi, koja se upotrebljava u šećernoj industriji. Također, minerali i soli stroncija se u metalurgiji koriste za čišćenje čelika od fosfora i sumpora.

Čisti stroncij se koristi za dobivanje aluminijske legure s 90% Sr i 10% Al, koja služi kao dodatak za promjenu svojstava legure aluminija i magnezija. Stroncij se s 2% težinski dodaje i u leguru AJ62, koju koristi tvrtka BMW za magnezijevu leguru, koja se koristi za motore automobila i motorkotača, a to je legura otporna na puzanje. [8] [9]

Primjena stroncijevih spojeva[uredi VE | uredi]

Stroncij se najviše koristio u staklu za katodne cijevi u televizorima u boji, kako bi spriječio emisiju štetnih rendgenskih zraka. Svi dijelovi staklene katodne cijevi treba da štite emisiju rendgenskih zraka. U staklo se uglavnom dodaje olovo, osim u prednjem dijelu zaslona ili ekrana, gdje se u staklo dodaje stroncij i barij za apsorbiranje rendgenskih zraka. Prosječna mješavina prednjeg stakla katodne cijevi je 8,5% stroncijevog oksida i 10% barijevog oksida. [10] [11]

Ostale primjene stroncijevih spojeva su:

  • koriste se za feritne magnete
  • stroncijev titanat (SrTiO3) ima izuzetno visok indeks prelamanja i raspršenja svjetlosti, što se koristi u optici. On se koristi i kao drago kamenje, a ponekad i kao zamjena za dijamant (mekan je i lako se grebe, što mu smanjuje primjenu)
  • stroncijev karbonat, stroncijev nitrat i stroncijev sulfat se koriste za vatromet (crvena boja)
  • stroncijev aluminat (SrAl2O4) se koristi kao dugotrajna fosforenscentna tvar, zbog jakog svojstva fosforenscencije
  • stroncijev klorid (SrCl2) se ponekad koristi u pastama za zube za osjetljive zube.
  • stroncijev oksid (SrO) se ponekad koristi za poboljšanje kvalitete glazure na keramici
  • stroncijev ranelat se koristi za liječenje osteoporoze (u Europi je dozvoljen lijek preko recepta, dok u SAD i Kanadi nije).

Primjena radioaktivnih stroncijevih izotopa[uredi VE | uredi]

Stroncij-89 je umjetni radioaktivni izotop, koji se koristi u liječenju raka kostiju. U slučaju da bolesnik ima raširene i bolne metastaze kostiju, stroncij-89 se dovodi do kritičnog mjesta. On se proizvodi u obliku kloridne soli, koja je topiva, pa se kao otopina ubrizgava kroz vene. Taj postupak je vrlo kritičan, budući da i urin bolesnika postaje radioaktivan. Beta-čestice putuju oko 3,5 mm u kost (energija 0,583 MeV) ili 6,5 mm u tkivo.

Termoelektrični generator za svjetionike iz vremena Sovjetskog Saveza

Stroncij-90 se koristi za termoelektrične generatore, jednu vrstu baterija koja stvara oko 0,93 W topline na jedan gram stroncijevog fluorida. Ipak, stroncij-90 ima oko tri puta manje vrijeme poluraspada od plutonija-238, pa se manje koristi. Prednost stroncija-90 je da je jeftiniji od plutonija-238 i ima ga u nuklearnom otpadu. Bivši Sovjetski Savez je bio primijenio oko 1000 termoelektričnih generator za svjetionike i meteorološke stanice. [12]

Stroncij-90 se koristi i za liječenje raka radioaktivnom terapijom, budući da emitira beta-čestice, a vrijeme poluraspada je 28,78 godina.

Budući je stroncij sličan kalciju, on se nalazi i u kostima i to sva četiri stabilna izotopa. Udio pojedinih izotopa ovisi o području svijeta u kojem neka osoba živi, tako da to svojstvo koriste forenzičari, ali i antropolozi, da otkriju kretanje ljudske vrste kroz povijest.

Utjecaj na zdravlje[uredi VE | uredi]

Ljudsko tijelo absorbira stroncij na isti način kao i kalcij, u kostima, zbog relativne sličnosti ova dva elementa. Stabilni stroncij neće štetiti zdravlju, no radioaktivni stroncij-90 može uzrokovati razna oštećenja i bolesti kostiju, uključujući i rak.

Stroncijev ranelat se koristi za liječenje osteoporoze (u Europi je dozvoljen lijek preko recepta, dok u SAD i Kanadi nije - tamo se koristi stroncijev citrate ili stroncijev karbonat). On je odobren za prevenciju prijeloma i liječenje postmenopauzalne osteoporoze. Ima jedinstveni mehanizam djelovanja. Povećava mineralnu gustoću kosti i smanjuje rizik za prijelome kralješnice za 41%, a smanjuje rizik nevertebralnih prijeloma za 19% tijekom 3 godine liječenja. Nedostatak je što stvara mučninu i dijareju, obično u prva 3 mjeseca liječenja i ne smije se uzimati s hranom. [13]

Izvori[uredi VE | uredi]

  1. Sebastian Blumentritt Periodensystem der Elemente, 6. izd., Blume-Verlag, Münster (Savezna Republika Njemačka) 2012., ISBN 978-3-942-53009-5, str. 1
  2. [1] "High-Resolution Infrared Emission Spectrum of Strontium Monofluoride", journal=J. Molecular Spectroscopy, P. Colarusso, 1996.
  3. Murray W. H.: "The Companion Guide to the West Highlands of Scotland", publisher= Collins, 1977.
  4. Adair Crawford: "On the medicinal properties of the muriated barytes,", "Medical Communications" (London), 1790.
  5. Murray T.: "Elemementary Scots: The Discovery of Strontium", journal = Scottish Medical Journal, 1993.
  6. [2] "Metalle in der Elektrochemie", Fachgruppe Geschichte Der Chemie, Gesellschaft Deutscher Chemiker, 2005.
  7. British Geological Survey: "World mineral production 2004–08", publisher=British Geological Survey, 2009., [3]
  8. "Aluminium – Silicon Alloys : Strontium Master Alloys for Fast Al-Si Alloy Modification from Metallurg Aluminium", publisher = AZo Journal of Materials Online [4] 2008.
  9. "Characterization of intermetallics in Mg–Al–Sr AJ62 alloys", L'espérance Gilles, Plamondon Philippe, Kunst Martin, Fischersworring-Bunk Andreas, journal = Intermetallics, 2010.
  10. "Cathode Ray Tube Glass-To-Glass Recycling", publisher = ICF Incorporated, USEP Agency [5] 2008.
  11. publisher = United States Geological Survey: "Mineral Yearbook 2007: Strontium" Joyce A. Ober, Polyak Désirée E. [6] 2008.
  12. [7] "Nuclear safeguards, security and nonproliferation: achieving security with technology and policy", Doyle James, 2008.
  13. "Hrvatski kongres o osteoporozi" [8] 2007.
Logotip Wječnika
Potraži Stroncij u
Wječniku, slobodnom rječniku.