Солі стронцію колір. Показання для лікування препаратами на основі цього елемента

Природний стронцій складається з чотирьох стабільних ізотопів 88 Sr (82,56%), 86 Sr (9,86%), 87 Sr (7,02%) та 84 Sr (0,56%). Поширеність ізотопів стронцію варіюється у зв'язку з утворенням 87 Sr за рахунок розпаду природного 87 Rb. Тому точний ізотопний склад стронцію в породі або мінералі, які містять рубідій, залежить від віку і відношення Rb/Sr в цій породі або мінералі.

Штучно отримані радіоактивні ізотопи з масовими числами від 80 до 97, зокрема 90 Sr (Т 1/2 = 29,12 року), що утворюється при розподілі урану. Ступінь окиснення +2, дуже рідко +1.

Історія відкриття елемента.

Свою назву стронцій отримав від мінералу стронціаніту, знайденого в 1787 у свинцевій копальні біля Стронціана (Шотландія). У 1790 англійським хіміком Адером Кроуфордом (Crawford Ader) (1748-1795) було показано, що стронціаніт містить нову, ще невідому «землю». Цю особливість стронціаніту встановив і німецький хімік Мартін Генріх Клапрот (Klaproth Martin Heinrich) (1743–1817). Англійський хімік Т.Хоп (Hope T.) у 1791 р. довів, що в стронціаніті міститься новий елемент. Він чітко розмежував сполуки барію, стронцію та кальцію, використовуючи, крім інших методів, характерне забарвлення полум'я: жовто-зелене для барію, яскраво-червоне для стронцію та оранжево-червоне для кальцію.

Незалежно від західних учених, петербурзький академік Тобіаш (Товій Єгорович) Ловіц (1757–1804) у 1792, досліджуючи мінерал барит, дійшов висновку, що в ньому, крім оксиду барію, як домішка знаходиться і «стронціанова земля». Він зумів витягти з важкого шпату понад 100 г нової «землі» та дослідив її властивості. Результати цієї роботи були опубліковані в 1795. Ловіц писав тоді: «Я був приємно вражений, коли прочитав... прекрасну статтю пана професора Клапрота про стронціанову землю, про яку до цього було дуже неясне уявлення... Всі вказані їм властивості солекислих і селітрокислих середніх солей у всіх пунктах цілком збігаються з властивостями моїх таких же солей... Мені залишалося тільки перевірити... чудова властивість стронціанової землі - забарвлювати спиртне полум'я в карміново-червоний колір, і, дійсно, моя сіль... мала повною мірою цією властивістю».

У вільному вигляді стронцій першим виділив англійський хімік і фізик Гемфрі Деві в 1808 році. Металевий стронцій був отриманий при електролізі його зволоженого гідроксиду. Стронцій, що виділявся на катоді, з'єднувався з ртуттю, утворюючи амальгаму. Розклавши амальгаму нагріванням, Деві виділив чистий метал.

Поширеність стронцію у природі та її промислове отримання. Зміст стронцію у земній корі становить 0,0384%. Він є п'ятнадцятим за поширеністю і слідує відразу за барієм, трохи поступаючись фтору. У вільному вигляді стронцій немає. Він утворює близько 40 мінералів. Найбільш важливий з них целестин SrSO 4 . Добувають також стронціаніт SrCO 3 . Стронцій присутній як ізоморфна домішка в різних магнієвих, кальцієвих і барієвих мінералах.

Стронцій міститься й у природних водах. У морській воді його концентрація становить 0,1 мг/л. Це означає, що у водах Світового океану містяться мільярди тонн стронцію. Мінеральні води, що містять стронцій, вважають перспективною сировиною виділення цього елемента. В океані частина стронцію концентрується у залізомарганцевих конкреціях (4900 т на рік). Стронцій накопичується також найпростішими морськими організмами – радіоляріями, скелет яких побудований із SrSO 4 .

Докладна оцінка світових промислових ресурсів стронцію не проводилася, але вважають, що вони перевищують 1 млрд. т.

Найбільші поклади целестину – у Мексиці, Іспанії та Туреччині. У Росії подібні родовища є у Хакасії, Пермській та Тульській області. Проте потреби у стронції нашій країні задовольняються, переважно, з допомогою імпорту, і навіть переробки апатитового концентрату, де карбонат стронцію становить 2,4%. Фахівці вважають, що видобуток стронцію у нещодавно відкритому Кишертському родовищі (Пермська область) може вплинути на ситуацію на світовому ринку цього продукту. Ціна на пермський стронцій може виявитися приблизно в 1,5 раза нижчою, ніж на американську, вартість якої зараз становить близько 1200 дол. за тонну.

Характеристика простої речовини та промислове отримання металевого стронцію.

Металевий стронцій має сріблясто-біле забарвлення. У неочищеному стані він забарвлений у блідо-жовтий колір. Це порівняно м'який метал, що легко ріжеться ножем. При кімнатній температурі стронцій має кубічні гранецентровані грати (a-Sr); при температурі вище 231° перетворюється на гексагональну модифікацію (b -Sr); при 623° З перетворюється на кубічну об'ємноцентровану модифікацію (g -Sr). Стронцій відноситься до легких металів, щільність a-форми 2,63г/см3 (20° С). Температура плавлення стронцію дорівнює 768 ° С, температура кипіння становить 1390 ° С.

Будучи лужноземельним металом, стронцій активно реагує з неметалами. При кімнатній температурі металевий стронцій покривається плівкою із оксиду та пероксиду. При нагріванні на повітрі спалахує. Стронцій легко утворює нітрид, гідрид та карбід. При підвищених температурах стронцій реагує з діоксидом вуглецю:

5Sr + 2CO 2 = SrC 2 + 4SrO

Металевий стронцій взаємодіє з водою та кислотами, виділяючи з них водень:

Sr + 2H 3 O + = Sr 2+ + H 2 + 2H 2 O

Реакція не йде у тих випадках, коли утворюються малорозчинні солі.

Стронцій розчиняється в рідкому аміаку з утворенням темно-синіх розчинів, з яких при випаровуванні можна отримати блискучий аміакат мідного кольору Sr(NH 3) 6 поступово розкладається до аміду Sr(NH 2) 2 .

Для отримання металевого стронцію з природної сировини целестиновий концентрат спочатку відновлюють при нагріванні вугіллям до стронцію сульфіду. Потім сульфід стронцію обробляють соляною кислотою, а отриманий хлорид стронцію зневоднюють. Стронціанітовий концентрат розкладають випалом при 1200° С, а потім розчиняють оксид стронцію у воді або кислотах. Нерідко стронціаніт відразу розчиняють у азотній чи соляній кислоті.

Металевий стронцій отримують електролізом суміші розплавлених хлориду стронцію (85%) та хлориду калію або амонію (15%) на нікелевому або залізному катоді при 800° С. Отриманий цим методом стронцій зазвичай містить 0,3-0,4% калію.

Використовують також високотемпературне відновлення оксиду стронцію алюмінієм:

4SrO + 2Al = 3Sr + SrO·Al 2 O 3

Для металотермічного відновлення оксиду стронцію застосовують кремній або феросиліцій. Процес ведуть при 1000° С у вакуумі сталевої трубці. Хлорид стронцію відновлюють металевим магнієм в атмосфері водню.

Найбільшими виробниками стронцію є Мексика, Іспанія, Туреччина та Великобританія.

Незважаючи на досить великий вміст у земній корі, широкого застосування металевих стронцій ще не знайшов. Як і інші лужноземельні метали, він здатний очищати чорний метал від шкідливих газів та домішок. Ця властивість дає стронцію перспективу застосування у металургії. Крім того, стронцій є легуючою добавкою до сплавів магнію, алюмінію, свинцю, нікелю та міді.

Металевий стронцій поглинає багато газів і тому використовується як гетер в електровакуумній техніці.

З'єднання стронцію.

Переважна ступінь окиснення (+2) для стронцію обумовлена ​​насамперед його електронною конфігурацією. Він утворює численні бінарні сполуки та солі. У воді добре розчиняються хлорид, бромід, йодид, ацетат та деякі інші солі стронцію. Більшість солей стронцію мало розчинні; у тому числі сульфат, фторид, карбонат, оксалат. Малорозчинні солі стронцію легко виходять обмінними реакціями у водному розчині.

Багато сполук стронцію мають незвичайну будову. Наприклад, ізольовані молекули галогенідів стронцію помітно вигнуті. Валентний кут становить ~120° для SrF 2 і ~115° для SrCl 2 . Це можна пояснити з допомогою sd- (а чи не sp-) гібридизації.

Оксид стронцію SrO отримують прожарюванням карбонату або дегідратацією гідроксиду при температурі червоного гартування. Енергія решітки та температура плавлення цієї сполуки (2665 ° С) дуже високі.

При прожарюванні оксиду стронцію в кисневому середовищі при високому тиску утворюється пероксид SrO 2 . Отримано також жовтий надпероксид Sr(O 2) 2 . При взаємодії з водою оксид стронцію утворює гідроксид Sr(OH) 2 .

Оксид стронцію– компонент оксидних катодів (емітерів електронів у електровакуумних приладах). Він входить до складу скла кінескопів кольорових телевізорів (поглинає рентгенівське випромінювання), високотемпературних надпровідників, піротехнічних сумішей. Його застосовують як вихідну речовину для одержання металевого стронцію.

У 1920 американець Хілл вперше застосував матову глазур, до складу якої входили оксиди стронцію, кальцію та цинку, проте цей факт залишився непоміченим, і нова глазур не стала конкурентом традиційних свинцевих глазур. Лише у роки Другої світової війни, коли свинець став особливо дефіцитним, згадали про відкриття Хілла. Це викликало лавину досліджень: у різних країнах з'явилися десятки рецептур стронцієвих глазур. Стронцієві глазурі не тільки менш шкідливі в порівнянні зі свинцевими, але і більш доступні (карбонат стронцію в 3,5 рази дешевший за свинцевий сурик). При цьому їм властиві всі позитивні якості свинцевих глазурів. Більш того, вироби, вкриті такими глазурями, набувають додаткової твердості, термостійкості, хімічної стійкості.

На основі оксидів кремнію та стронцію готують також емалі – непрозорі глазурі. Непрозорими їх роблять добавки оксидів титану та цинку. Вироби з порцеляни, особливо вази, часто прикрашають глазур'ю «кракле». Така ваза наче покрита сіткою пофарбованих тріщин. Основа технології «кракле» – різні коефіцієнти термічного розширення глазурі та порцеляни. Фарфор, покритий глазур'ю, обпікають при температурі 1280-1300 ° C, потім температуру знижують до 150-220 ° C і ще не до кінця виріб, що остигнув, опускають в розчин барвних солей (наприклад, солей кобальту, якщо потрібно отримати чорну сітку). Ці солі заповнюють тріщини, що виникають. Після цього виріб сушать і знову нагрівають до 800-850 ° C - солі плавляться в тріщинах і герметизують їх.

Гідроксид стронцію Sr(OH)2 вважають помірно сильною основою. Він не дуже добре розчинний у воді, тому його можна осадити при дії концентрованого розчину лугу:

SrCl 2 + 2KOH(кінець) = Sr(OH) 2 Ї + 2KCl

При обробці кристалічного гідроксиду стронцію пероксидом водню утворюється SrO 2 ·8H 2 O.

Гідроксид стронцію може застосовуватися для виділення цукру з патоки, проте зазвичай використовують дешевий гідроксид кальцію.

Карбонат стронцію SrCO 3 мало розчинний у воді (2 10 -3 г в 100 г при 25 ° С). У присутності надлишку діоксиду вуглецю в розчині він перетворюється на гідрокарбонат Sr(HCO 3) 2 .

При нагріванні карбонат стронцію розкладається на оксид стронцію та діоксид вуглецю. Він взаємодіє з кислотами з виділенням діоксиду вуглецю та утворенням відповідних солей:

SrCO 2 + 3HNO 3 = Sr(NO 3) 2 + CO 2 + H 2 O

Основні сфери карбонату стронцію в сучасному світі – виробництво кінескопів для кольорових телевізорів та комп'ютерів, керамічних феритових магнітів, керамічних глазурів, зубної пасти, антикорозійних та фосфоресційних фарб, високотехнологічної кераміки, у піротехніці. Найбільш ємними напрямками споживання є перші два. При цьому попит на карбонат стронцію у виробництві телевізійного скла підвищується зі зростанням популярності телеекранів більших розмірів. Можливо, розвиток технології виробництва плоских телеекранів знизить попит на карбонат стронцію для телевізійних дисплеїв, проте експерти в промисловості вважають, що у найближчі 10 років плоскі телеекрани не стануть значними конкурентами традиційних.

Європа споживає левову частку карбонату стронцію для виробництва феритових стронцієвих магнітів, що використовуються в автомобільній промисловості, де вони застосовуються для магнітних засувок у дверцятах автомобілів та гальмівних системах. У США та Японії карбонат стронцію використовують переважно у виробництві телевізійного скла.

Протягом багатьох років найбільшими у світі виробниками карбонату стронцію були Мексика та Німеччина, виробничі потужності з випуску цього товару в яких зараз становлять відповідно 103 тис. та 95 тис. т на рік. У Німеччині використовують як сировину імпортний целестин, а мексиканські заводи працюють на місцевій сировині. Останнім часом річні потужності з виробництва карбонату стронцію розширилися у Китаї (приблизно до 140 тис. т). Китайський карбонат стронцію активно продається в Азії та Європі.

Нітрат стронцію Sr(NO 3) 2 добре розчинний у воді (70,5 г 100 г при 20° С). Його отримують взаємодією металевого стронцію, оксиду, гідроксиду або карбонату стронцію з азотною кислотою.

Нітрат стронцію – компонент піротехнічних складів для сигнальних, освітлювальних та запальних ракет. Він забарвлює полум'я у карміново-червоний колір. Хоча інші з'єднання стронцію надають полум'ю таке ж забарвлення, в піротехніці воліють використовувати саме нітрат: він не тільки фарбує полум'я, але одночасно служить окислювачем. Розкладаючись у полум'ї, він виділяє вільний кисень. При цьому спочатку утворюється нітрит стронцію, який потім перетворюється на оксиди стронцію та азоту.

У Росії сполуки стронцію широко використовувалися у піротехнічних складах. За часів Петра Першого (1672–1725) їх застосовували для отримання «потішних вогнів», які влаштовувалися під час різних урочистостей і свят. Академік А.Е.Ферсман назвав стронцій «металом червоних вогнів».

Сульфат стронцію SrSO 4 мало розчинний у воді (0,0113 г 100 г при 0° С). При нагріванні вище 1580 ° С він розкладається. Його отримають осадженням із розчинів солей стронцію сульфатом натрію.

Сульфат стронцію використовується як наповнювач при виготовленні фарб та гуми та утяжелювач у бурових розчинах.

Хромат стронцію SrCrO 4 осідає у вигляді жовтих кристалів при змішуванні розчинів хромової кислоти та гідроксиду барію.

Дихромат стронцію, що утворюється при дії кислот на хромат, добре розчинний у воді. Для переведення хромату стронцію в дихромат достатньо такої слабкої кислоти, як оцтова:

2SrCrO 4 + 2CH 3 COOH = 2Sr 2+ + Cr 2 O 7 2– + 2CH 3 COO – + H 2 O

Так його можна відокремити від менш розчинного хромату барію, який вдається перетворити на дихромат лише дією сильних кислот.

Хромат стронцію має високу світлостійкість, він дуже стійкий до впливу високих температур (до 1000° С), має хороші пасивуючі властивості по відношенню до сталі, магнію та алюмінію. Хромат стронцію застосовується як жовтий пігмент у виробництві лаків та художніх фарб. Його називають «стронціановий жовтий». Він входить до складу ґрунтовок на основі водорозчинних смол і особливо ґрунтовок на основі синтетичних смол для легких металів і сплавів (авіагрунтовок).

Титанат стронцію SrTiO 3 не розчиняється у воді, проте переходить у розчин під дією гарячої концентрованої сірчаної кислоти. Його одержують спіканням оксидів стронцію і титану при 1200-1300° С або співосаджених важкорозчинних сполук стронцію і титану вище 1000° С. Титанат стронцію застосовують як сегнетоелектрик, він входить до складу п'єзокераміки. У техніці надвисоких частот він служить як матеріал для діелектричних антен, фазообертачів та інших пристроїв. Плівки з титанату стронцію використовують при виготовленні нелінійних конденсаторів та датчиків інфрачервоного випромінювання. З їх допомогою створюють шаруваті структури діелектрик – напівпровідник – діелектрик – метал, які застосовуються у фотоприймачах, пристроїв, що запам'ятовують, та інших приладах.

Гексаферит стронцію SrO·6Fe 2 O 3 отримують спіканням суміші оксиду заліза (III) та оксиду стронцію. Це з'єднання використовують як магнітний матеріал.

Фторид стронцію SrF 2 мало розчинний у воді (трохи більше 0,1 г на 1 л розчину при кімнатній температурі). Він взаємодіє з розведеними кислотами, але перетворюється на розчин під впливом гарячої соляної кислоти. У кріолітових копальні Гренландії знайдено мінерал, що містить фторид стронцію - ярліт NaF · 3SrF 2 · 3AlF 3 .

Фторид стронцію використовується як оптичний і ядерний матеріал, компонент спеціальних стекол і люмінофорів.

Хлорид стронцію SrCl 2 добре розчинний у воді (34,6% масою при 20° С). З водних розчинів нижче 60,34° кристалізується гексагідрат SrCl 2 ·6H 2 O, що розпливається на повітрі. При більш високих температурах він втрачає спочатку 4 молекули води, потім ще одну, а при 250° повністю зневоднюється. На відміну від гексагідрату хлориду кальцію гексагідрат хлориду стронцію мало розчинний в етанолі (3,64% масою при 6° С), що використовується для їх поділу.

Хлорид стронцію використовується у піротехнічних складах. Його застосовують також у холодильній техніці, медицині, косметиці.

Бромід стронцію SrBr 2 гігроскопічний. У насиченому водному розчині його масова частка становить 50,6% при 20° С. Нижче 88,62° З водних розчинів кристалізується гексагідрат SrBr 2 ·6H 2 O, вище цієї температури – моногідрат SrBr 3 ·H 2 O. Гідрати повністю зневоднюються при 345 ° С.

Бромід стронцію отримують реакцією стронцію з бромом або оксиду (або карбонату) стронцію з бромоводневою кислотою. Він використовується як оптичний матеріал.

Йодід стронцію SrI 2 добре розчинний у воді (64,0% масою при 20° С), гірше – в етанолі (4,3% масою при 39° С). Нижче 83,9° З водних розчинів кристалізується гексагідрат SrI 2 ·6H 2 O, вище цієї температури – дигідрат SrI 2 ·2H 2 O.

Йодид стронцію служить як люмінесцентний матеріал у сцинтиляційних лічильниках.

Сульфід стронцію SrS отримують при нагріванні стронцію із сіркою або відновленням сульфату стронцію вугіллям, воднем та іншими відновниками. Його безбарвні кристали розкладаються водою. Сульфід стронцію застосовується як компонент люмінофорів, фосфоресціюючих складів, засобів для видалення волосся у шкіряній промисловості.

Карбоксилат стронцію можна отримати при взаємодії гідроксиду стронцію з відповідними карбоновими кислотами. Стронцієві солі жирних кислот («стронцієві мила») використовують для виготовлення спеціальних консистентних мастил.

Стронцієорганічні сполуки. Надзвичайно активні сполуки складу SrR 2 (R = Me, Et, Ph, PhCH 2 тощо) можуть бути отримані при використанні HgR 2 (часто лише за низької температури).

Біс(циклопентадієніл)стронцій є продуктом прямої реакції металу з або з самим циклопентадієном

Біологічна роль стронцію.

Стронцій – складова частина мікроорганізмів, рослин та тварин. У морських радіолярій скелет складається з сульфату стронцію – целестину. Морські водорості містять 26–140 мг стронцію на 100 г сухої речовини, наземні рослини – близько 2,6, морські тварини – 2–50, наземні тварини – близько 1,4, бактерії – 0,27–30. Накопичення стронцію різними організмами залежить не тільки від їх виду, особливостей, а й від співвідношення вмісту стронцію та інших елементів, головним чином кальцію та фосфору, у навколишньому середовищі.

Тварини отримують стронцій із водою та їжею. Деякі речовини, наприклад полісахариди водоростей, перешкоджають засвоєнню стронцію. Стронцій накопичується у кістковій тканині, у золі якої міститься близько 0,02% стронцію (в інших тканинах – близько 0,0005%).

Солі та сполуки стронцію відносяться до малотоксичних речовин, проте при надлишку стронцію уражаються кісткова тканина, печінка та мозок. Будучи близьким до кальцію за хімічними властивостями, стронцій різко відрізняється від нього за своєю біологічною дією. Надлишковий вміст цього елемента у ґрунтах, водах та продуктах харчування викликає «рівівську хворобу» у людини та тварин (за назвою річки Урів у Східному Забайкаллі) – ураження та деформацію суглобів, затримку росту та інші порушення.

Особливо небезпечні радіоактивні ізотопи стронцію.

Внаслідок ядерних випробувань та аварій на АЕС у навколишнє середовище надійшла велика кількість радіоактивного стронцію-90, період напіврозпаду якого становить 29,12 роки. До тих пір, поки не було заборонено випробування атомної та водневої зброї у трьох середовищах, кількість постраждалих від радіоактивного стронцію зростала з року в рік.

Протягом року після завершення атмосферних ядерних вибухів внаслідок самоочищення атмосфери більшість радіоактивних продуктів, у тому числі стронцію-90, випала з атмосфери на поверхню землі. Забруднення природного середовища за рахунок виведення зі стратосфери радіоактивних продуктів ядерних вибухів, що проводилися на полігонах планети в 1954–1980, зараз відіграє другорядну роль, внесок цього процесу в забруднення атмосферного повітря 90 Sr на два порядки менше, ніж від вітрового підйому пилу при ядерних випробуваннях та внаслідок радіаційних аварій.

Стронцій-90, поряд із цезієм-137, є основними забруднюючими радіонуклідами на території Росії. На радіаційну обстановку істотно впливає наявність забруднених зон, що з'явилися внаслідок аварій на Чорнобильській АЕС у 1986 та на ВО «Маяк» у Челябінській області у 1957 («Киштимська аварія»), а також на околицях деяких підприємств ядерно-паливного циклу.

Зараз середні концентрації 90 Sr у повітрі за межами територій, забруднених внаслідок Чорнобильської та Киштимської аварій, вийшли на рівні, що спостерігалися до аварії на Чорнобильській АЕС. У гідрологічних системах, пов'язаних із зонами, забрудненими при цих аваріях, суттєво позначається змив стронцію-90 з поверхні ґрунту.

Потрапляючи у ґрунт, стронцій разом із розчинними сполуками кальцію надходить у рослини. Більше інших накопичують 90 Sr бобові рослини, корене- та бульбоплоди, менше – злаки, у тому числі зернові, та льон. У насінні та плодах накопичується значно менше 90 Sr, ніж в інших органах (наприклад, у листі та стеблах пшениці 90 Sr у 10 разів більше, ніж у зерні).

З рослин стронцій-90 може безпосередньо чи через тварин перейти до організму людини. У чоловіків стронцій-90 накопичується більшою мірою, ніж у жінок. У перші місяці життя дитини відкладення стронцію-90 на порядок вище, ніж у дорослої людини, вона надходить в організм з молоком і накопичується в кістковій тканині, що швидко росте.

Радіоактивний стронцій зосереджується в скелеті і, таким чином, піддає організм тривалому радіоактивному впливу. Біологічна дія 90 Sr пов'язана з характером його розподілу в організмі і залежить від дози b-опромінення, створюваного ним та його дочірнім радіоізотопом 90 Y. При тривалому надходженні 90 Sr в організм навіть у відносно невеликих кількостях, в результаті безперервного опромінення кісткової тканини можуть розвиватися лейкемія та рак кісток. Повний розпад стронцію-90, що потрапив у довкілля, відбудеться лише через кілька сотень років.

Застосування стронцію-90.

Радіоізотоп стронцію застосовується у виробництві атомних електричних батарей. Принцип дії таких батарей заснований на здатності стронцію-90 випромінювати електрони, що володіють великою енергією, що потім перетворюється в електричну. Елементи з радіоактивного стронцію, з'єднані в мініатюрну батарейку (розміром із сірникову коробку), здатні безвідмовно служити без перезарядки 15-25 років, такі батареї незамінні для космічних ракет та штучних супутників Землі. А швейцарські годинники з успіхом використовують крихітні стронцієві батареї для живлення електрогодин.

Вітчизняними вченими створено ізотопний генератор електричної енергії для живлення автоматичних метеостанцій на основі стронцію-90. Гарантійний термін служби такого генератора - 10 років, протягом яких він здатний постачати електричним струмом прилади, що потребують його. Все обслуговування його полягає лише у профілактичних оглядах – раз на два роки. Перші зразки генератора встановлені у Забайкаллі та у верхів'ях тайгової річки Кручини.

У Таллінні працює атомний маяк. Головна його особливість - радіоізотопні термоелектричні генератори, в яких в результаті розпаду стронцію-90 виникає теплова енергія, яка потім перетворюється на світлову.

Пристрої, у яких використовується радіоактивний стронцій, використовуються для вимірювання товщини. Це необхідно для контролю та управління процесом виробництва паперу, тканин, тонких металевих стрічок, пластмасових плівок, лакофарбових покриттів. Ізотоп стронцію використовується у приладах для вимірювання щільності, в'язкості та інших характеристик речовини, дефектоскопах, дозиметрах, сигналізаторах. На машинобудівних підприємствах часто можна зустріти так звані b-реле, вони контролюють подачу заготовок на обробку, перевіряють справність інструменту, правильність положення деталі.

При виробництві матеріалів, які є ізоляторами (папір, тканини, штучне волокно, пластмаси тощо), внаслідок тертя виникає статична електрика. Щоб уникнути цього, користуються іонізуючими стронцієвими джерелами.

Олена Савінкіна

Його назва походить від села Strontian у Шотландії, де було виявлено мінерал, що містить стронцій. В 1790 стронцій був ідентифікований як індивідуальний елемент А. Крофордом і В. Крюікшенком. Вперше виділив металевий стронцій Г. Деві у 1808 році.

Отримання:

Перед стронцію припадає 0,008 % загальної кількості атомів земної кори. Крім силікатних порід стронцій зустрічається у вигляді своїх важкорозчинних вуглекислих та сірчанокислих солей: SrCO 3 – стронціаніт, SrSO 4 – целестин.
У вільному стані може бути отриманий розжарюванням оксиду з металевим алюмінієм у високому вакуумі:
3SrO+2Al=Al 2 O 3 +3Sr

Фізичні властивості:

Як і кальцій, стронцій є ковким золотисто-жовтим металом, він значно м'якший за кальцій. Летючі з'єднання стронцію фарбують полум'я в карміново-червоний колір.

Хімічні властивості:

На повітрі стронцій покривається плівкою, що містить поряд з оксидом пероксид і нітрид стронцію. Внаслідок швидкого окислення метал зберігають у мінеральному маслі або запаяним в ампули.
Реагує при нагріванні з воднем та азотом, галогенами. Легко витісняє водень не лише з розведених кислот, а й із води. Розчиняється в рідкому аміаку. У своїх з'єднаннях двовалентний.

Найважливіші сполуки:

Оксид стронціюявляє собою білу тугоплавку речовину, що енергійно приєднує воду з утворенням білого гідроксиду. Поряд із оксидом відомий білий пероксид стронцію(II)
Гідроксид стронцію, Sr(OH) 2- сильна основа, добре розчинна у воді. При взаємодії з кислотами оксид та гідроксид легко утворюють солі, як правило, безбарвні.
Нітрат стронцію, Sr(NO 3) 2виділяється у вигляді кристалогідратів, які дуже легко розчиняються у воді. Нітрати аналогічні за складом хлорати, бромати, йодати.
Розчинність солей у воді зменшується в ряду: Ca – Sr – Ba та Cl – Br – I.
Сульфід стронціюявляє собою тверду білу речовину. Відомі полісульфіди стронцію SrS n.

Застосування:

Стронцій – геттер в електровакуумних приладах, модифікатор сплавів, чавунів та сталей. Радіоактивні ізотопи 89 Sr та 90 Sr використовуються як джерела b-випромінювання.
Нітрат стронцію служить у піротехніці для виготовлення складів, що дають при згорянні яскраво забарвлене полум'я червоного кольору (феєрверки та сигнальні ракети).
Багато сполук стронцію використовуються як компоненти керамік, люмінофори, оптичні матеріали.
Стронцій здатний накопичуватись в організмі людини, замінюючи кальцій, що веде до підвищення крихкості кісток. Але якщо це не природний стронцій, а утворюється в результаті ядерних вибухів 90 Sr, то наслідки набагато важчі: ураження кісткового мозку, лейкемія, променева хвороба.

Ельмік Галина

Див. також:
С.І. Венецький. Про рідкісні та розсіяні. Розповіді про метали.

Стронцій- Метал лужного земельного характеру. Є речовиною сріблясто-білого кольору (див. фото), дуже м'яка і пластична, легко розрізається навіть звичайним ножем. Має високу активність, горить у присутності повітря, вступає у хімічні взаємодії з водою. У природних умовах у чистому вигляді не виявлено. В основному його знаходять у складі копалин мінералів, зазвичай у комплексі з кальцієм.

Вперше він був знайдений у Шотландії наприкінці 18 століття у селищі з назвою Строншіан, яке і дало назву знайденому мінералу – стронціаніту. Але лише через 30 років після знахідки англійський вчений Х. Деві зміг виділити його у чистому вигляді.

З'єднання елемента використовують у металургійному виробництві, медицині, харчовій промисловості. Дуже цікавою є його властивість при горінні виділяти вогні червоного відтінку, що взяли на озброєння піротехніки на початку 20 століття.

Дія стронцію та його біологічна роль

Дія макроелемента багато хто пов'язує з високою токсичністю та радіоактивністю. Але така думка досить хибна, т.к. природний елемент практично не має цих якостей і навіть присутній у тканинах біологічних організмів, виконуючи важливу біологічну роль та деякі функції як супутник кальцію. Завдяки властивостям речовини його використовують у медичних цілях.

Основне скупчення стронцію в організмі людини посідає кісткові тканини. Це відбувається завдяки тому, що елемент схожий на кальцій по хімічній дії, а той у свою чергу є основним компонентом «будівництва» скелета. А ось у м'язах міститься всього 1% від усієї маси елемента в організмі.

Також стронцій присутній у відкладеннях жовчних та сечових каменів, знову ж таки у присутності кальцію.

До речі, про шкідливість стронцію – руйнівну для здоров'я дію надають лише радіоактивні ізотопи,які за своїми хімічними властивостями мало відрізняються від природного елемента. Можливо, через це й виникла ця плутанина.

Добова норма

Добова норма макроелемента становить приблизно 1 мг. Ця кількість досить легко поповнюється з їжею та питною водою. Усього в організмі розподілено приблизно 320 мг стронцію.

Але варто враховувати, що наш організм здатний засвоювати лише 10% елемента, що надходить, а отримуємо ми до 5 мг на добу.

Нестача стронцію

Недолік макроелемента лише теоретично може викликати деякі патології, але це показано лише у дослідах на тваринах. Поки що вчені не виявили негативного впливу дефіциту стронцію на організм людини.

На даний момент виявлено лише деякі залежності засвоєння цього макроелемента під впливом інших речовин, що знаходяться в організмі. Наприклад, цьому процесу сприяють деякі амінокислоти, прийом вітамінів D та лактози. А неприємну дію мають препарати, на основі сульфатів барію або натрію, а також продукти з великим вмістом харчових грубих волокон.

Існує ще одна неприємна особливість – у разі виникнення дефіциту кальцію організм починає накопичувати радіоактивний стронцій навіть із повітря (часто забрудненого промисловими підприємствами).

Чим небезпечний стронцій для людини і в чому полягає її шкода?

Стронцій, все-таки здатний надавати шкідливий радіоактивний вплив. Сам елемент собою мало шкоди, досі встановлена ​​критична доза. А ось його ізотопи можуть спричинити хвороби та різноманітні порушення. Як і натуральний стронцій, він накопичується в самому скелеті, але його дія викликає ураження кісткового мозку та руйнування самої структури кісток. Він може вражати клітини головного мозку та печінки, і таким чином викликати виникнення новоутворень та пухлин.

Але один із найстрашніших наслідків впливу ізотопу – це променева хвороба.У нашій країні досі відчуваються наслідки катастрофи в Чорнобилі і накопичені запаси радіоактивного стронцію дають про себе знати у ґрунті, воді та самій атмосфері. Також отримати велику дозу можна працюючи на підприємствах, які використовують елемент – там найвищий рівень захворювань саркомою кісток і лейкемією.

Але й природний стронцій здатний викликати неприємні наслідки. Через досить рідкісний збіг обставин на кшталт неповноцінного раціону, нестачі кальцію, вітаміну D та дисбалансу в організмі елементів, на кшталт селену та молібдену, набувають розвитку специфічні захворювання – стронцієвий рахіт та рівська хвороба. Остання отримала ім'я від місцевості, де на них ще в 19 столітті страждали місцеві жителі. Вони ставали інвалідами через викривлення структури скелета, кісток та суглобів. Причому страждали переважно ті люди, які з дитинства росли в цих місцях. Лише у 20 столітті з'ясували, що води місцевої річки містили підвищену кількість елемента. А в період зростання саме кістково-суглобова система зазнає найбільшого впливу.

Попадання оксиду стронцію на слизові оболонки рота чи очей, здатні викликати опіки та глибокі ушкодження. А вдихання його з повітрям може сприяти розвитку патологічних хвороб у легенях – фіброз, бронхіт, а також серцева недостатність.

Як лікування зазвичай застосовують препарати на основі кальцію, магнію, сульфатів натрію або барію. Також можливе використання комплексоутворювачів, які пов'язують та виводять радіоактивні токсини з клітин.

Потрапляючи у ґрунт, токсичний ізотоп стронцію здатний таким чином накопичуватися у волокнах рослин, а потім і в організмах тварин. Таким чином, людський організм повільно, але правильно накопичує токсини, вживаючи отруєні продукти. Небагато врятувати становище може термічна обробка продуктів, що сприяє досить значному зниженню вмісту шкідливого токсину в них.

Цей радіонуклеїд дуже складно виводиться з організму, адже майже півроку йому може знадобитися, щоб позбутися хоча б половини накопиченого запасу.

У яких продуктах харчування міститься?

Показання для лікування препаратами на основі цього елемента

Показання до призначення макроелемента, незважаючи на його можливу токсичність все ж таки є. І навіть радіоактивний ізотоп застосовується з медичною метою. Його випромінювання у дозволених дозах може надавати лікувальну дію на ерозії, пухлини на шкірі та слизових оболонках. При більш глибоких вогнищах цей спосіб вже використовується.

Також його сполуки є препаратами для лікування епілепсії, нефритів та виправлення деформації в дитячому віці ортопедами. Певною мірою може бути протиглистовим засобом.

СТРОНЦІЙ (Strontium), Sr (а. strontium; н. Strontium; ф. strontium; і. estroncio), - хімічний елемент II групи періодичної системи Менделєєва, атомний номер 38, атомна маса 87,62, відноситься до лужноземельних металів.

Властивості стронцію

Природний стронцій складається із 4 стабільних ізотопів; 84 Sr (0,56%), 86 Sr (9,84%), 87 Sr (7,0%) та 88 Sr (82,6%); відомо понад 20 штучних радіоактивних ізотопів стронцію з масовими числами від 77 до 99, з яких найбільш важливе значення має 90 Sr (ТЅ 29 років), що утворюється при розподілі урану. Стронцій відкрито 1790 шотландським ученим А. Крофордом як оксиду.

У вільному стані стронцій – м'який золотисто-жовтий метал. При t нижче 248°С для нього характерні гранецентровані кубічні грати (а-Sr з періодом а=0,60848 нм), в інтервалі 248-577°С - гексагональна (b-Sr з періодами а=0,432 нм, з=0,706 нм ); при вищій температурі перетворюється на об'ємноцентровану кубічну модифікацію (g-Sr з періодом а=0,485 нм). Щільність а-Sr 2540 кг/м 3; t плавлення 768 ° С, t кипіння 1381 ° С; молярна теплоємність 26,75 Дж/(моль.К); питомий електричний опір 20,0.10-4 (Ом.м), температурний коефіцієнт лінійного розширення 20,6.10-6К-1. Стронцій парамагнітний, атомна магнітна сприйнятливість за кімнатної температури 91,2.10 -6 . Пластичний, м'який, легко ріжеться ножем.

Стронцій за хімічними властивостями подібний до Ca і Ba. У сполуках має ступінь окиснення +2. Швидко окислюється на повітрі, при кімнатній температурі взаємодіє з водою, при підвищеній - з воднем, азотом, фосфором, сіркою та галогенами.

Середній вміст стронцію у земній корі 3,4.10 -2 % (за масою). Магматичні середні гірські породи містять дещо більше стронцію (8,0.10 -2 %), ніж (4,5.10 -2 %), (4,4.10 -2 %), (3.10 -2 %) та (1.10 -3 %) гірські породи. Відомо близько 30 мінералів стронцію, найважливішими з яких є целестин SrSO 4 і стронціаніт SrCO 3; Крім цього практично завжди присутній в мінералах кальцію, калію і барію, входячи у вигляді ізоморфної домішки в їхній кристалічній решітці. Оскільки з 4 природних ізотопів стронцію один (87 Sr) постійно накопичується в результаті Я-розпаду 87 Rb, ізотопний склад стронцію (ставлення 87 Sr/86 Sr) використовується в геохімічних дослідженнях для встановлення генетичних взаємин між різними комплексами порід, а також для визначення їх радіометричного віку (за умови одночасного визначення змісту рубідії у досліджуваних об'єктах). Радіоактивний 90 Sr служить забруднення довкілля (до припинення атмосферних ядерних випробувань був одним із головних факторів радіоактивного забруднення).

Застосування та використання

Основна сировина для отримання стронцію - целестинові та стронціанітові руди. Металевий стронцій одержують алюмотермічним відновленням оксиду стронцію у вакуумі. Застосовують при виготовленні алюмінієвих сплавів та деяких сталей, електровакуумних приладів та деяких оптичних стекол. Солі стронцію, що забарвлюють полум'я в інтенсивний червоний колір, використовуються в піротехніці. 90 Sr застосовують у медицині як джерело іонізуючого випромінювання.

Стронцій(Лат. Strontium), Sr, хімічний елемент II групи періодичної системи Менделєєва, атомний номер 38, атомна маса 87,62, сріблясто-білий метал. Природний Стронцій складається із суміші чотирьох стабільних ізотопів: 84 Sr, 86 Sr, 87 Sr та 88 Sr; найпоширеніший 88 Sr (82,56%).

Штучно отримані радіоактивні ізотопи з масовими числами від 80 до 97, зокрема. 90 Sr (T ½ = 27,7 року), що утворюється при розподілі урану. У 1790 році шотландський лікар А. Крофорд, досліджуючи знайдений поблизу населеного пункту Строншіан (Шотландія) мінерал, виявив, що він містить невідому раніше "землю", яка була названа стронціаном. Пізніше виявилося, що це оксид Стронцію SrO. У 1808 р. Деві, піддаючи електролізу з ртутним катодом суміш зволоженого гідрооксиду Sr(OH) 2 з оксидом ртуті, отримав амальгаму Стронцію.

Стронція в природі.Середній вміст Стронцію в земній корі (кларк) 3,4 10 -2 % за масою, в геохімічних процесах він є супутником кальцію. Відомо близько 30 мінералів Стронцію; найважливіші - целестин SrSO 4 і стронціаніт SrCO 3 . У магматичних породах Стронцій знаходиться переважно у розсіяному вигляді та входить у вигляді ізоморфної домішки в кристалічні ґрати кальцієвих, калієвих та барієвих мінералів. У біосфері Стронцій накопичується в карбонатних породах і особливо в опадах солоних озер та лагун (родовища целестину).

Фізичні властивості Стронцію.При кімнатній температурі грати Стронція кубічна гранецентрована (α-Sr) з періодом а = 6,0848Å; при температурі вище 248 °С перетворюється на гексагональну модифікацію (β-Sr) з періодами решітки а = 4,32 Å і с = 7,06 Å; при 614 °C переходить у об'ємноцентровану кубічну модифікацію (γ-Sr) з періодом а = 4,85Å. Атомний радіус 2,15 Å, іонний радіус Sr 2+ 1,20 Å. Щільність -форми 2,63 г/см 3 (20 °C); t пл 770 ° С, t кіп 1383 ° C; питома теплоємність 737,4 кдж/(кг К); питомий електроопір 22,76 · 10 -6 ом · см -1 . Стронцій парамагнітний, атомна магнітна сприйнятливість за кімнатної температури 91,2·10 -6 . Стронцій – м'який пластичний метал, легко ріжеться ножем.

Хімічні властивості. Конфігурація зовнішньої електронної оболонки атома Sr 5s 2; у сполуках зазвичай має ступінь окиснення +2. Стронцій - лужноземельний метал, за хімічними властивостями подібний до Ca і Ba. Металевий Стронцій швидко окислюється на повітрі, утворюючи жовту поверхневу плівку, що містить оксид SrO, пероксид SrO 2 і нітрид Sr 3 N 2 . З киснем за звичайних умов утворює оксид SrO (сірувато-білий порошок), яка на повітрі легко переходить у карбонат SrCO 3 ; з водою енергійно взаємодіє, утворюючи гідроксид Sr(OH) 2 - основа сильніша, ніж Ca(OH) 2 . При нагріванні на повітрі легко спалахує, а порошкоподібний Стронцій на повітрі самозаймається, тому зберігають Стронцій у герметично закритих судинах під шаром гасу. Бурхливо розкладає воду з виділенням водню та утворенням гідроксиду. При підвищених температурах взаємодіє з воднем (>200 °C), азотом (>400 °C), фосфором, сіркою та галогенами. При нагріванні утворює інтерметалеві сполуки з металами, наприклад SrPb 3 , SrAg 4 , SrHg 8 , SrHg 12 . З солей стронцію добре розчиняються у воді галогеніди (крім фториду), нітрат, ацетат, хлорат; важко розчинні карбонат, сульфат, оксалат та фосфат. Стронцію у вигляді оксалату і сульфату використовують для його аналітичного визначення. Багато солі Стронцію утворюють кристалогідрати, що містять від 1 до 6 молекул кристалізаційної води. Сульфід SrS поступово гідролізується водою; нітрид Sr 3 N 2 (чорні кристали) легко розкладається водою з виділенням NH 3 і Sr(OH) 2 . Стронцій добре розчиняється у рідкому аміаку, даючи розчини темно-синього кольору.

Отримання Стронцію.Основною сировиною для отримання сполук Стронцію є концентрати від збагачення целестину і стронціаніту. Металевий Стронцій одержують відновленням оксиду Стронцію алюмінієм при 1100-1150 °C:

4SrO+ 2Al = 3Sr+ SrO·Al 2 O 3 .

Процес ведуть в електровакуумних апаратах [1 н/м 2 (10 -2 мм рт. ст.)] періодичної дії. Пари Стронцію конденсують на охолодженій поверхні вставленого в апарат конденсатора; після закінчення відновлення апарат заповнюють аргоном і розплавляють конденсат, який стікає у виливницю. Стронцій одержують також електролізом розплаву, що містить 85% SrCl 2 і 15% KCl, проте при цьому процесі вихід струму невеликий, а метал виявляється забрудненим солями, нітридом і оксидом. У промисловості електроліз з рідким катодом отримують сплави Стронцію, наприклад, з оловом.

Стронція.Стронцій служить для розкислення міді та бронзи. 90 Sr – джерело β-випромінювання в атомних електричних батареях. Стронцій використовується для виготовлення люмінофорів та фотоелементів, а також сильно пірофорних сплавів. Оксид Стронція входить до складу деяких оптичних стекол та оксидних катодів електронних ламп. Стронція фарбують полум'я в інтенсивний вишнево-червоний колір, завдяки чому деякі з них знаходять застосування в піротехніці. Стронціаніт вводять у шлак для очищення високосортних сталей від сірки та фосфору; карбонат Стронція використовують у гетерах, що не випаровуються, а також додають до складу стійких до атмосферних впливів глазурів і емалей для покриття порцеляни, сталей і жароміцних сплавів. Хромат SrCrO 4 – дуже стійкий пігмент для виготовлення художніх фарб, титанат SrTiO 3 застосовують як сегнетоелектрик, він входить до складу п'єзокераміки. Стронцієві солі жирних кислот ("стронцієві мила") використовують для виготовлення спеціальних консистентних мастил.

Солі та сполуки Стронцій малотоксичні; при роботі з ними слід керуватися правилами техніки безпеки із солями лужних та лужноземельних металів.

Стронцій у організмі.Стронцій - складова частина мікроорганізмів, рослин та тварин. У морських радіолярій (акантарій) скелет складається з сульфату Стронцію – целестину. Морські водорості містять 26-140 мг Стронцію на 100 г сухої речовини, наземні рослини – 2,6, морські тварини – 2-50, наземні тварини – 1,4, бактерії – 0,27-30. Накопичення Стронцію різними організмами залежить тільки від їх виду, особливостей, а й від співвідношення серед Стронція коїться з іншими елементами, переважно з Ca і P, і навіть від адаптації організмів до певної геохімічної середовищі.

Тварини отримують стронцій з водою та їжею. Всмоктується стронцій тонким, а виділяється переважно товстим кишечником. Ряд речовин (полісахариди водоростей, катіонообмінні смоли) перешкоджає засвоєнню Стронцію. Головне депо Стронцію в організмі - кісткова тканина, в золі якої міститься близько 0,02% Стронцію (в інших тканинах - близько 0,0005%). Надлишок солей Стронцій у раціоні щурів викликає "стронцієвий" рахіт. У тварин, що мешкають на ґрунтах з отже, кількістю целестину, спостерігається підвищений вміст стронцію в організмі, що призводить до ламкості кісток, рахіту та інших захворювань. У біогеохімічних провінціях, багатих Стронцієм (ряд районів Центральної та Східної Азії, Північної Європи та інших), можлива так звана рівська хвороба.

Стронцій-90.Серед штучних ізотопів Стронцій його довгоживучий радіонуклід 90 Sr – один із важливих компонентів радіоактивного забруднення біосфери. Потрапляючи в довкілля, 90 Sr характеризується здатністю включатися (головним чином разом з Ca) у процеси обміну речовин у рослин, тварин та людини. Тому при оцінці забруднення біосфери 90 Sr прийнято розраховувати відношення 90 Sr/Ca у стронцієвих одиницях (1 с. е. = 1 мк мккюрі 90 Sr на 1 г Ca). При пересуванні 90 Sr і Ca за біологічними та харчовими ланцюгами відбувається дискримінація Стронцій, для кількісного вираження якої знаходять "коефіцієнт дискримінації", відношення 90 Sr/Ca у наступній ланці біологічного або харчового ланцюга до цієї ж величини в попередній ланці. У кінцевій ланці харчового ланцюга концентрація 90 Sr, як правило, значно менша, ніж у початковому.

У рослини 90 Sr може надходити безпосередньо при прямому забрудненні листя або з ґрунту через коріння (при цьому великий вплив має тип ґрунту, його вологість, рН, вміст Ca та органічних речовин тощо). Відносно більше накопичують 90 Sr бобові рослини, корене- та бульбоплоди, менше – злаки, в т. ч. зернові, та льон. У насінні та плодах накопичується значно менше 90 Sr, ніж в інших органах (наприклад, у листі та стеблах пшениці 90 Sr у 10 разів більше, ніж у зерні). У тварин (надходить в основному з рослинною їжею) і людини (надходить в основному з коров'ячим молоком і рибою) 90 Sr накопичується головним чином в кістках. Величина відкладення 90 Sr в організмі тварин і людини залежить від віку особини, кількості радіонукліда, що надходить, інтенсивності зростання нової кісткової тканини та інших. Велику небезпеку 90 Sr представляє для дітей, в організм яких він надходить з молоком і накопичується в кістковій тканині, що швидко росте.

Біологічна дія 90 Sr пов'язана з характером його розподілу в організмі (накопичення в скелеті) і залежить від дози β-опромінення, створюваного ним та його дочірнім радіоізотопом 90 Y. При тривалому надходженні 90 Sr в організм навіть у відносно невеликих кількостях, внаслідок безперервного опромінення кісткової тканини, можуть розвиватися лейкемія та рак кісток. Суттєві зміни у кістковій тканині спостерігаються при вмісті 90 Sr у раціоні близько 1 мккюрі на 1 г Ca. Укладання в 1963 році в Москві Договору про заборону випробувань ядерної зброї в атмосфері, космосі та під водою призвело до майже повного звільнення атмосфери від 90 Sr та зменшення її рухомих форм у ґрунті.