Strontium (Sr) ni kipengele cha kemikali, madini ya ardhi yenye alkali ya kundi la 2 la jedwali la upimaji. Inatumika katika taa za mawimbi nyekundu na fosforasi, huleta hatari kubwa kiafya katika uchafuzi wa mionzi.
Historia ya uvumbuzi
Madini kutoka kwa mgodi wa risasi karibu na kijiji cha Strontian huko Scotland. Hapo awali ilitambuliwa kama aina mbalimbali za bariamu kabonati, lakini Adair Crawford na William Cruikshank walipendekeza mwaka wa 1789 kuwa ni dutu tofauti. Mkemia Thomas Charles Hope alitaja madini mapya ya strontite baada ya kijiji, na oksidi ya strontium inayolingana SrO, strontium. Metali hiyo ilitengwa mwaka wa 1808 na Sir Humphry Davy, ambaye alihamisha mchanganyiko wa hidroksidi au kloridi yenye unyevunyevu na oksidi ya zebaki kwa kutumia kathodi ya zebaki na kisha kuyeyusha zebaki kutoka kwa amalgam iliyosababishwa. Alitaja kipengele kipya kwa kutumia mzizi wa neno "strontium".
Kuwa katika asili
Wingi wa jamaa wa strontium, kipengele cha thelathini na nane cha jedwali la upimaji, angani inakadiriwa kuwa atomi 18.9 kwa kila atomi 106 za silikoni. Ni kuhusu0.04% ya uzito wa ukoko wa dunia. Mkusanyiko wa wastani wa kipengele katika maji ya bahari ni 8 mg/L.
Kipengele cha kemikali cha strontium hupatikana kwa wingi katika maumbile na inakadiriwa kuwa dutu ya 15 kwa wingi Duniani, na kufikia viwango vya sehemu 360 kwa kila milioni. Kwa kuzingatia reactivity yake kali, ipo tu katika mfumo wa misombo. Madini yake makuu ni celestine (sulfate SrSO4) na strontianite (carbonate SrCO3). Kati ya hizi, celestite hutokea kwa kiasi cha kutosha kwa madini yenye faida, zaidi ya 2/3 ya usambazaji wa dunia ambayo hutoka China, na Hispania na Mexico hutoa zaidi ya wengine. Hata hivyo, ni faida zaidi kuchimba strontianite, kwa sababu strontium hutumiwa mara nyingi zaidi katika umbo la kaboni, lakini kuna amana chache zinazojulikana.
Mali
Strontium ni metali laini, sawa na risasi, ambayo hung'aa kama fedha inapokatwa. Katika hewa, humenyuka haraka na oksijeni na unyevu uliopo kwenye angahewa, na kupata tint ya manjano. Kwa hiyo, lazima ihifadhiwe kwa kutengwa na raia wa hewa. Mara nyingi huhifadhiwa kwenye mafuta ya taa. Haifanyiki katika hali ya bure katika asili. Ikiandamana na kalsiamu, strontium imejumuishwa katika madini kuu 2 pekee: celestite (SrSO4) na strontianite (SrCO3).).
Katika mfululizo wa vipengele vya kemikali magnesiamu-calcium-strontium (metali za alkali duniani) Sr iko katika kundi la 2 (zamani 2A) la jedwali la upimaji kati ya Ca na Ba. Kwa kuongeza, iko katika kipindi cha 5 kati ya rubidium na yttrium. Tangu radius ya atomiki ya strontiumsawa na radius ya kalsiamu, inachukua nafasi ya mwisho katika madini kwa urahisi. Lakini ni laini na tendaji zaidi katika maji. Hutengeneza hidroksidi na gesi ya hidrojeni inapogusana. Alotropi 3 za strontium zinajulikana kwa pointi za mpito za 235°C na 540°C.
Metali ya ardhi yenye alkali kwa ujumla haifanyi kazi ikiwa na nitrojeni iliyo chini ya 380°C na hutengeneza oksidi pekee kwenye joto la kawaida. Hata hivyo, katika umbo la poda, strontium huwaka moja kwa moja na kutengeneza oksidi na nitridi.
Tabia za kemikali na kimwili
Tabia ya kipengele cha kemikali strontium kulingana na mpango:
- Jina, ishara, nambari ya atomiki: strontium, Sr, 38.
- Kundi, kipindi, kizuizi: 2, 5, s.
- Uzito wa atomiki: 87.62 g/mol.
- E-config: [Kr]5s2.
- Usambazaji wa elektroni katika makombora: 2, 8, 18, 8, 2.
- Uzito: 2.64g/cm3.
- Viwango myeyuko na mchemko: 777 °C, 1382°C.
- Hali ya oksidi: 2.
Isotopu
strontium asili ni mchanganyiko wa isotopu 4 thabiti: 88Sr (82.6%), 86Sr (9, 9%), 87Sr (7.0%) na 84Sr (0.56%). Kati ya hizi, pekee 87Sr ni radiogenic - huundwa na kuoza kwa isotopu ya mionzi ya rubidium 87Rb na nusu ya maisha ya 4.88 × 10 miaka 10. Inaaminika kuwa 87Sr ilitolewa wakati wa "primordial nucleosynthesis" (hatua ya awali ya Big Bang) pamoja na isotopu 84Sr,86 Sr na 88Sr. Kulingana namaeneo, uwiano wa 87Sr na 86Sr unaweza kutofautiana kwa zaidi ya mara 5. Hii inatumika katika kuchumbiana sampuli za kijiolojia na katika kubainisha asili ya mifupa na mabaki ya udongo.
Kutokana na athari za nyuklia, takriban isotopu 16 za sanisi za mionzi za strontium zilipatikana, ambazo zinazodumu zaidi ni 90Sr (nusu ya maisha miaka 28.9). Isotopu hii, iliyotolewa katika mlipuko wa nyuklia, inachukuliwa kuwa bidhaa hatari zaidi ya kuoza. Kutokana na kemikali yake kufanana na kalsiamu, hufyonzwa ndani ya mifupa na meno, ambapo huendelea kutoa elektroni na kusababisha uharibifu wa mionzi, uharibifu wa uboho, kuvuruga uundwaji wa seli mpya za damu na kusababisha saratani.
Hata hivyo, chini ya hali zilizodhibitiwa kimatibabu, strontium hutumiwa kutibu baadhi ya magonjwa ya kijuujuu na saratani ya mifupa. Pia hutumika katika mfumo wa floridi ya strontium katika vyanzo vya sasa vya kemikali na katika jenereta za thermoelectric za radioisotopu, ambazo hubadilisha joto la kuoza kwake kwa mionzi kuwa umeme, ikitumika kama vyanzo vya nguvu vya muda mrefu, vyepesi katika maboya ya urambazaji, vituo vya hali ya hewa vya mbali na vyombo vya anga.
89Sr hutumika kutibu saratani kwa sababu hushambulia tishu za mifupa, hutoa mionzi ya beta, na kuoza baada ya miezi michache (nusu ya maisha siku 51).
Kipengele cha kemikali cha strontium si muhimu kwa maisha ya hali ya juu, kwa kawaida chumvi zake hazina sumu. Nini hufanya90Sr hatari, hutumika kuongeza msongamano wa mifupa na ukuaji.
Miunganisho
Sifa za kipengele cha kemikali cha strontium zinafanana sana na zile za kalsiamu. Katika misombo, Sr ina hali ya kipekee ya oksidi +2 kama ioni ya Sr2+. Metali ni kinakisishaji amilifu na humenyuka kwa urahisi pamoja na halojeni, oksijeni na sulfuri kutoa halidi, oksidi na salfidi.
Michanganyiko ya Strontium ina thamani ndogo ya kibiashara, kwani misombo ya kalsiamu na bariamu sambamba kwa ujumla hufanya hivyo lakini ni nafuu. Walakini, baadhi yao wamepata matumizi katika tasnia. Bado haijafikiriwa na vitu gani kufikia rangi nyekundu katika fataki na taa za ishara. Kwa sasa ni chumvi za strontium pekee kama Sr(NO3)2 na Sr(ClO) klorate hutumika kupata rangi hii.3)2 . Karibu 5-10% ya jumla ya uzalishaji wa kipengele hiki cha kemikali hutumiwa na pyrotechnics. Strontium hidroksidi Sr(OH)2 wakati mwingine hutumika kutoa sukari kutoka molasi kwa sababu huunda sakharidi mumunyifu ambapo sukari inaweza kuzalishwa upya kwa urahisi kwa kitendo cha dioksidi kaboni. SrS monosulfidi hutumika kama wakala wa kuondoa uvujaji damu na kiungo katika fosphor ya vifaa vya elektrolumini na rangi zinazong'aa.
Strontium ferrite huunda kundi la michanganyiko yenye fomula ya jumla SrFexOy, iliyopatikana kutokana na halijoto ya juu (1000-1300 °C) majibu SrCO3 naFe2O3. Hutumika kutengeneza sumaku za kauri, ambazo hutumika sana katika spika, injini za kifuta kioo cha gari na vifaa vya kuchezea vya watoto.
Uzalishaji
Selestite nyingi zenye madini SrSO4 hubadilishwa kuwa kaboni kwa njia mbili: ama kuchujwa moja kwa moja na myeyusho wa sodiamu kabonati au kupakwa moto kwa makaa ya mawe ili kuunda sulfidi. Katika hatua ya pili, dutu ya rangi ya giza hupatikana, iliyo na sulfidi ya strontium. Hii "jivu nyeusi" hupasuka katika maji na huchujwa. Strontium carbonate hutoka kwenye myeyusho wa sulfidi kwa kuanzisha kaboni dioksidi. Sulfate hupunguzwa hadi sulfidi kwa kupunguza jotoardhi SrSO4 + 2C → SrS + 2CO2. Seli inaweza kuzalishwa kwa kuwasiliana na cathodic electrochemical, ambapo fimbo ya chuma iliyopozwa, inayofanya kazi kama cathode, inagusa uso wa mchanganyiko wa kloridi ya potasiamu na strontium, na huinuka wakati strontium inapoganda juu yake. Miitikio kwenye elektrodi inaweza kuwakilishwa kama ifuatavyo: Sr2+ + 2e- → Sr (cathode); 2Cl- → Cl2 + 2e- (anode).
Metallic Sr pia inaweza kupatikana kutoka kwa oksidi yake kwa kutumia alumini. Ni MALLEABLE na ductile, conductor nzuri ya umeme, lakini hutumiwa kiasi kidogo. Moja ya matumizi yake ni kama wakala wa aloi ya alumini au magnesiamu katika utupaji wa vitalu vya silinda. Strontium inaboresha uwezo na upinzani wa kutambaachuma. Njia mbadala ya kupata strontium ni kupunguza oksidi yake na alumini katika ombwe kwenye halijoto ya kunereka.
Matumizi ya kibiashara
Kipengele cha kemikali cha strontium hutumiwa sana katika glasi ya mirija ya rangi ya TV ya cathode ili kuzuia kupenya kwa X-ray. Inaweza pia kutumika katika rangi za dawa. Hii inaonekana kuwa mojawapo ya vyanzo vinavyowezekana vya kufichuliwa kwa umma kwa strontium. Kwa kuongeza, kipengele hicho hutumika kuzalisha sumaku za ferrite na kusafisha zinki.
Chumvi za Strontium hutumika katika pyrotechnics kwa sababu hupaka mwako rangi nyekundu inapochomwa. Na aloi ya chumvi ya strontium iliyo na magnesiamu hutumiwa kama sehemu ya mchanganyiko wa vichomaji na mawimbi.
Titanate ina faharasa ya juu sana ya kuakisi na mtawanyiko wa macho, hivyo kuifanya kuwa muhimu katika optics. Inaweza kutumika badala ya almasi, lakini haitumiki kwa madhumuni haya mara chache kutokana na ulaini wake wa hali ya juu na kuathiriwa na mikwaruzo.
Strontium aluminiti ni fosforasi angavu na uthabiti wa muda mrefu wa fosforasi. Wakati mwingine oksidi hutumiwa kuboresha ubora wa glazes za kauri. Isotopu 90Sr ni mojawapo ya vitoa beta bora zaidi vya muda mrefu vya nishati ya juu. Inatumika kama chanzo cha nguvu kwa jenereta za umeme za radioisotopu (RTGs), ambazo hubadilisha joto linalotolewa wakati wa kuoza kwa vitu vya mionzi kuwa umeme. Vifaa hivi vinatumika ndanivyombo vya anga, vituo vya hali ya hewa vya mbali, maboya ya kusogeza, n.k. - ambapo chanzo cha nishati ya nyuklia na cha muda mrefu kinahitajika.
Matumizi ya kimatibabu ya strontium: tabia ya sifa, matibabu na dawa
Isotopu 89Sr ni kiungo tendaji katika dawa ya mionzi ya Metastron, inayotumika kutibu maumivu ya mifupa yanayosababishwa na saratani ya kibofu cha kibofu. Kipengele cha kemikali cha strontium hufanya kama kalsiamu, hujumuishwa hasa kwenye mfupa katika maeneo yenye osteogenesis iliyoongezeka. Ujanibishaji huu huangazia athari ya mionzi kwenye kidonda cha saratani.
Isotopu ya redio 90Sr pia hutumika katika matibabu ya saratani. Mionzi yake ya beta na nusu ya maisha marefu ni bora kwa matibabu ya mionzi ya uso.
Dawa ya majaribio iliyotengenezwa kwa kuchanganya strontium na asidi ya ranelic hukuza ukuaji wa mfupa, huongeza msongamano wa mifupa na kupunguza kuvunjika. Stronium ranelate imesajiliwa Ulaya kama tiba ya osteoporosis.
Kloridi ya Strontium wakati mwingine hutumiwa katika dawa za meno kwa meno nyeti. Maudhui yake yanafikia 10%.
Tahadhari
strontium safi ina shughuli nyingi za kemikali, na ikiwa imepondwa, chuma huwaka moja kwa moja. Kwa hivyo, kipengele hiki cha kemikali kinachukuliwa kuwa hatari ya moto.
Athari kwenye mwili wa binadamu
Mwili wa binadamu hunyonya strontium kwa njia sawa na kalsiamu. Wawili hawaVipengele vinafanana kwa kemikali hivi kwamba fomu thabiti za Sr hazileti hatari kubwa kiafya. Kinyume chake, isotopu ya mionzi 90Sr inaweza kusababisha matatizo na magonjwa mbalimbali ya mifupa, ikiwa ni pamoja na saratani ya mifupa. Kipimo cha strontium hutumika kupima miale ya 90Sr.
