STRONTIUM: SEJARAH, STRUKTUR, SIFAT, TINDAK BALAS DAN PENGGUNAAN - KIMIA - 2026

The Strontium merupakan logam alkali bumi yang kimia simbol ialah Encik Yang baru sahaja dipotong putih dengan kilauan perak, tetapi apabila terdedah kepada mengoksidakan udara dan memperoleh warna kekuningan. Atas sebab ini, ia mesti dilindungi dari oksigen semasa penyimpanan.

Strontium diekstrak dari uratnya dalam bentuk mineral celestite atau celestine (SrSO ₄ ) dan strontianite (SrCO ₃ ). Walau bagaimanapun, celestite adalah bentuk utama di mana penambangan strontium terjadi, depositnya berada di tanah sedimen dan berhubungan dengan sulfur.

Sampel strontium logam dilindungi oleh atmosfera argon. Sumber: Strontium unter Argon Schutzgas Atmosphäre.jpg Matthias Zepperderivative work: Saintis Bahan

Celestite berlaku dalam bentuk kristal rhombik, biasanya tidak berwarna, vitreous dan telus. Walaupun strontium diekstrak dengan cara ini, strontium mesti diubah menjadi karbonat masing-masing, dari mana ia akhirnya dikurangkan.

Pada tahun 1790, strontium dikenal pasti sebagai unsur baru oleh Adair Crawford dan William Cruickshank, dalam mineral dari lombong timah berhampiran bandar Strontion di Argyll, Scotland. Strontium diasingkan pada tahun 1807 oleh Humphry Davy, melalui penggunaan elektrolisis.

Strontium adalah logam mulur yang mudah lentur dan pengalir elektrik yang baik; tetapi mempunyai sedikit penggunaan industri dan komersial. Salah satu aplikasinya adalah pembentukan aloi dengan aluminium dan magnesium, meningkatkan pengendalian dan kelancaran logam ini.

Dalam jadual berkala, strontium terletak dalam kumpulan 2, antara kalsium dan barium, mendapati bahawa beberapa sifat fizikalnya, seperti ketumpatan, takat lebur dan kekerasan, mempunyai nilai perantaraan dalam hubungannya dengan yang ditunjukkan untuk kalsium dan barium.

Strontium berlaku di alam kerana empat isotop stabil: ⁸⁸ Sr dengan kelimpahan 0,82,6%; yang ⁸⁶ Sr, dengan 9.9% kelimpahan; yang ⁸⁷ Sr, dengan 7.0% kelimpahan; dan ⁸⁴ Sr, dengan kelimpahan 0,56%.

⁹⁰ Sr adalah isotop radioaktif yang merupakan komponen yang paling merosakkan dari kejatuhan radioaktif, produk letupan nuklear dan kebocoran dari reaktor nuklear, kerana kerana persamaan antara kalsium dan strontium, isotop dimasukkan ke dalam tulang , menghasilkan barah tulang dan leukemia.

Sejarah

Satu mineral dari lombong timah berhampiran kampung Strontian di Argyll, Scotland, telah dikaji. Ia pada awalnya dikenal pasti sebagai jenis barium karbonat. Tetapi Adair Crawford dan William Cruickshank, pada tahun 1789, menyatakan bahawa bahan yang dikaji adalah bahan yang dipersoalkan.

Ahli kimia Thomas Charles Hope menamakan strontit mineral baru dan "bumi" yang sesuai (strontium oksida, SrO) menamakannya sebagai strontia.

Pada tahun 1790, Crawford dan Cruickshank membakar bahan yang dikaji dan memerhatikan bahawa api berwarna merah merah, berbeza dengan api yang diamati hingga saat itu pada unsur-unsur yang diketahui. Mereka membuat kesimpulan bahawa mereka berada di hadapan elemen baru.

Pada tahun 1808, Sir William Humphry Davy, menjalani elektrolisis kepada campuran hidroksida atau klorida strontium yang lembap dengan oksida merkuri, menggunakan katod merkuri. Kemudian, merkuri dari amalgam yang terbentuk disejat, membiarkan strontium bebas.

Davy menamakan elemen terpencil strontium (strontium).

Struktur dan konfigurasi elektron strontium

Strontium logam mengkristal pada suhu bilik dalam struktur kubik berpusat muka (fcc).

Dalam struktur ini, atom Sr terletak di bucu dan di permukaan kubus sel unit. Ia lebih padat daripada struktur lain (seperti kubik atau bcc) kerana mempunyai empat atom Mr.

Atom Sr tetap bersatu berkat ikatan logam, produk pertindihan orbital valensi atom mereka ke semua arah dalam kristal. Orbit ini adalah 5s, yang mempunyai dua elektron mengikut konfigurasi elektronik:

5s ²

Oleh itu, band 5s penuh, dan jalur konduksi 5p (teori band) berasal.

Mengenai fasa logam lain, tidak banyak maklumat bibliografi, walaupun sudah pasti kristal mereka mengalami transformasi ketika mereka mengalami tekanan tinggi.

Nombor pengoksidaan

Strontium, seperti logam lain, mempunyai kecenderungan tinggi untuk kehilangan elektron valensinya; Ini adalah dua elektron orbit 5s. Oleh itu, atom Sr diubah menjadi kation Sr ²⁺ divalen (M ²⁺ , seperti logam logam alkali yang lain), isoelektronik kepada krypton gas mulia. Strontium kemudian dikatakan mempunyai bilangan pengoksidaan +2.

Apabila kehilangan dua elektron, ia kehilangan satu sahaja, kation Sr ⁺ terbentuk ; dan oleh itu, nombor pengoksidaannya adalah +1. Sr ⁺ jarang terdapat dalam sebatian yang berasal dari strontium.

Hartanah

Penampilan

Putih keperakan dengan kilauan logam, dengan sedikit warna kuning.

Jisim molar

87.62 g / mol.

Takat lebur

777 ° C.

Takat didih

1,377 ° C.

Ketumpatan

Suhu -Ambient: 2.64 g / cm ³

-Keadaan cecair (takat lebur): 2.375 g / cm ³

Keterlarutan

Larut dalam alkohol dan asid. Ia tidak larut dalam air, kerana ia bertindak balas kuat terhadapnya.

Panas pelakuran

7.43 kJ / mol.

Haba pengewapan

141 kJ / mol.

Kapasiti molar termal

26.4 J / (mol · K).

Elektronegativiti

0.95 pada skala Pauling.

Tenaga pengionan

Tahap pengionan pertama: 549.5 kJ / mol.

Tahap pengionan kedua: 1,064.2 kJ / mol.

Tahap pengionan ketiga: 4,138 kJ / mol.

Radio atom

Empirikal 215 malam.

Jejari kovalen

195 ± 10 malam.

Pengembangan haba

22.5 µm / (m · K) pada 25 ° C.

Kekonduksian terma

35.4 W / (mK).

Ketahanan elektrik

132 nΩ · m pada 20 ° C.

Kekerasan

1.5 pada skala Mohs.

Potensi kebakaran

Strontium, apabila dibahagi dengan halus, terbakar secara spontan di udara. Selain itu, ia menyala ketika dipanaskan di atas titik lebur, dan boleh menjadi bahaya letupan apabila terkena panas api.

Penyimpanan

Untuk mengelakkan pengoksidaan strontium, disyorkan untuk menyimpannya direndam dalam minyak tanah atau nafta. Strontium harus disimpan di tempat yang sejuk dan berventilasi baik, jauh dari bahan organik dan bahan mudah teroksida yang lain.

Tatanama

Oleh kerana nombor pengoksidaan +1 tidak begitu umum, diandaikan bahawa hanya +2 ​​yang ada untuk penyederhanaan tatanama di sekitar sebatian strontium. Itulah sebabnya dalam nomenklatur saham (II) di akhir nama diabaikan; dan dalam tatanama tradisional, mereka selalu berakhir dengan akhiran -ico.

Contohnya, SrO adalah strontium oksida atau timah oksida, mengikut stok dan nomenklatur tradisional masing-masing.

Bentuk

Oleh kerana kereaktifan yang luar biasa, strontium logam tidak kelihatan terasing di alam semula jadi. Walau bagaimanapun, ia dapat dijumpai dalam keadaan unsur terlindung dari oksigen, dengan merendam dalam minyak tanah atau di atmosfera gas lengai (seperti gas mulia).

Ia juga didapati membentuk aloi dengan aluminium dan magnesium, serta agregat kepada aloi timah dan plumbum. Strontium dijumpai dalam bentuk ion (Sr ²⁺ ) yang larut dalam tanah atau air laut, dll.

Oleh itu, untuk bercakap mengenai strontium adalah merujuk kepada kation Sr ²⁺ (dan pada tahap yang lebih rendah, Sr ⁺ ).

Ia juga boleh berinteraksi dalam bentuk ion dengan unsur-unsur lain untuk membentuk garam atau sebatian kimia lain; seperti strontium klorida, karbonat, sulfat, sulfida, dll.

Strontium terdapat terutamanya dalam dua mineral: celestite atau celestine (SrSO ₄ ) dan strontite (SrCO ₃ ). Celestite adalah sumber perlombongan utama untuk strontium.

Strontium mempunyai 4 isotop semula jadi, di antaranya satu yang banyak ditemukan adalah ⁸⁸ Mr. Selain itu, terdapat banyak isotop radioaktif, buatan buatan reaktor nuklear.

Peranan biologi

Tidak ada peranan biologi yang diketahui untuk strontium pada vertebrata. Kerana kesamaannya dengan kalsium, ia dapat menggantikannya dalam tisu tulang; iaitu, Sr ²⁺ menggantikan Ca ²⁺ . Tetapi nisbah yang terdapat dalam tulang antara strontium dan kalsium adalah antara 1 / 1,000 dan 1 / 2,000; iaitu sangat rendah.

Oleh itu, strontium tidak boleh memenuhi fungsi biologi semula jadi pada tulang.

Strontium ranelate telah digunakan dalam rawatan osteoporosis, kerana ia menyebabkan pengerasan tulang; tetapi dalam apa jua keadaan, ini adalah tindakan terapeutik.

Salah satu daripada beberapa contoh fungsi biologi strontium berlaku di Acantharea, protozoa radiolarian yang mempunyai kerangka dengan adanya strontium.

Tempat mencari dan pengeluaran

Kristal celestite, sumber strontium mineralogi. Sumber: Aram Dulyan (Pengguna: Aramgutang)

Strontium terdapat di sekitar 0.034% dari semua batuan igneus. Walau bagaimanapun, hanya dua mineral: celestite atau celestine, terdapat dalam simpanan dengan kandungan strontium yang ketara.

Dari dua mineral penting strontium, hanya celestite yang dijumpai dalam kuantiti yang mencukupi dalam endapan sedimen untuk membolehkan penciptaan kemudahan untuk mengekstrak strontium.

Strationite lebih berguna daripada celestite, kerana sebahagian besar strontium dihasilkan dalam bentuk strontium karbonat; tetapi hampir tidak ada simpanan yang dijumpai yang membolehkan perlombongan berterusan.

Kandungan strontium dalam air laut berkisar antara 82 dan 90 µmol / L, kepekatan yang jauh lebih rendah daripada kalsium, antara 9,6 dan 11 mmol / L.

Hampir semua perlombongan didasarkan pada simpanan celestite, kerana urat strontianit jarang dan tidak begitu menguntungkan untuk pengambilan strontium dari mereka. Walaupun begitu, kebanyakan strontium dihasilkan dalam bentuk strontium karbonat.

Kaedah Pidgeon

Celestite dibakar dengan adanya arang batu untuk mengubah strontium sulfat menjadi strontium sulfida. Pada peringkat kedua, bahan gelap yang mengandungi strontium sulfida dilarutkan dalam air dan disaring.

Kemudian, larutan strontium sulfida diolah dengan karbon dioksida, untuk menghasilkan pemendakan strontium karbonat.

Strontium boleh diasingkan dengan varian kaedah Pidgeon. Tindak balas strontium oksida dan aluminium berlaku dalam vakum, di mana strontium diubah menjadi gas dan diangkut melalui retort pengeluaran ke kondensor, di mana ia mengendap sebagai pepejal.

Elektrolisis

Strontium boleh diperolehi dalam bentuk rod dengan kaedah elektrolisis katod kontak. Dalam prosedur ini, batang besi yang disejukkan yang bertindak sebagai katod bersentuhan dengan permukaan campuran lebur kalium klorida dan strontium klorida.

Semasa strontium menguat pada katod (batang besi), batang itu naik.

Reaksi

Dengan chalcogens dan halogen

Strontium adalah logam pengurang aktif dan bertindak balas dengan halogen, oksigen, dan sulfur masing-masing untuk menghasilkan halida, oksida, dan sulfur. Strontium adalah logam keperakan, tetapi ia mengoksidasi kepada strontium oksida apabila terkena udara:

Sr + 1 / 2O ₂ (g) => SrO (s)

Oksida membentuk lapisan gelap di permukaan logam. Sementara tindak balasnya dengan klorin dan sulfur adalah seperti berikut:

Sr (Cl) + Cl ₂ (g) => SrCl ₂ (s)

Sr (s) + S (l) => SrS

Strontium bertindak balas dengan sulfur cair.

Dengan udara

Ia boleh bergabung dengan oksigen untuk membentuk strontium peroksida; tetapi memerlukan tekanan oksigen yang tinggi untuk pembentukannya. Ia juga boleh bertindak balas dengan nitrogen untuk menghasilkan strontium nitrida:

3Sr (s) + N ₂ (g) => Sr ₃ N ₂ (s)

Walau bagaimanapun, suhu mestilah di atas 380 ° C untuk tindak balas berlaku.

Dengan air

Strontium boleh bertindak balas dengan keras dengan air untuk membentuk strontium hidroksida, Sr (OH) _2, dan gas hidrogen. Tindak balas antara strontium dan air tidak mempunyai kekerasan yang diperhatikan dalam reaksi antara logam alkali dan air, serta reaksi yang berlaku pada barium.

Dengan asid dan hidrogen

Strontium boleh bertindak balas dengan asid sulfurik dan asid nitrik untuk membentuk strontium sulfat dan nitrat. Ia juga menggabungkan panas dengan hidrogen untuk membentuk strontium hidrida.

Strontium, seperti elemen berat lain dalam blok jadual berkala, mempunyai pelbagai nombor koordinasi; seperti 2, 3, 4, 22 dan 24, dilihat dalam sebatian seperti SrCd ₁₁ dan SrZn ₁₃ , sebagai contoh.

Permohonan

- Elemen Strontium

Aloi

Ia digunakan sebagai pengubah eutektik untuk meningkatkan kekuatan dan kemuluran aloi Al-Ag. Ia digunakan sebagai inokulan dalam pengecoran besi mulur untuk mengawal pembentukan grafit. Ia juga ditambahkan pada aloi timah dan plumbum untuk menambahkan ketangguhan dan kemuluran.

Di samping itu, ia digunakan sebagai penyahtoksida untuk tembaga dan gangsa. Sebilangan kecil strontium ditambahkan ke aluminium cair untuk mengoptimumkan daya lebur logam, menjadikannya lebih sesuai untuk membuat benda yang secara tradisional terbuat dari keluli.

Ia adalah agen paduan aluminium atau magnesium yang digunakan dalam pemutus blok enjin dan roda. Strontium meningkatkan pengendalian dan kelancaran logam yang padanya disatukan.

Isotop

Walaupun tindakannya berbahaya, ⁹⁰ Sr digunakan sebagai penjana termoelektrik, menggunakan tenaga haba radiasinya untuk menghasilkan elektrik yang tahan lama, dengan aplikasi pada kenderaan angkasa, stesen penyelidikan jauh dan pelampung navigasi.

The ⁸⁹ Sr telah digunakan dalam rawatan kanser tulang, menggunakan jenis sinaran radioaktif yang dibebaskan β bagi pemusnahan sel-sel tumor.

Atom strontium telah digunakan untuk membuat sistem pengukuran masa, yang hampir tidak sesaat setiap 200 juta tahun. Yang menjadikannya jam tangan paling tepat.

- Sebatian

Karbonat

Ferrit dan magnet

Strontium karbonat (SrCO ₃ ) bertindak balas dengan ferrik oksida (Fe ₂ O ₃ ) pada suhu antara 1.000 hingga 1.300 ºC, untuk membentuk strontium ferit. Keluarga ferit ini mempunyai formula umum SrFe _x O ₄ .

Magnet seramik terbuat dari ferit dan digunakan dalam pelbagai aplikasi. Antaranya: pembuatan pembesar suara, motor untuk pengelap cermin depan kenderaan dan mainan untuk kanak-kanak.

Strontium karbonat juga digunakan dalam pengeluaran kaca untuk skrin televisyen dan unit paparan.

Cermin mata

Selain meningkatkan sifat kaca untuk paparan kristal cair (LCD), ia juga digunakan dalam kaca seramik kaca, memperkuat ketahanannya terhadap goresan dan pembentukan gelembung semasa menembak.

Ia digunakan dalam pembuatan kaca yang dapat digunakan dalam optik, barang kaca dan pencahayaan. Ini juga merupakan bahagian dari kaca gentian dan gelas makmal dan farmasi, kerana ia meningkatkan kekerasan dan ketahanan terhadap calar, serta kecerahannya.

Pengeluaran logam dan garam

Ia digunakan untuk mendapatkan zink kemurnian tinggi, kerana ia menyumbang kepada penghapusan kekotoran timbal. Ia membantu dalam penghasilan strontium kromat, sebatian yang digunakan sebagai penghambat kakisan dalam mencetak cat.

Air buangan dan lampu fosforus

Ia digunakan dalam rawatan air sisa untuk penyingkiran sulfat. Di samping itu, ia digunakan dalam penghasilan asid ortofosforik, yang digunakan dalam pembuatan lampu pendarfluor.

Piroteknik

Strontium karbonat, seperti garam strontium lain, digunakan dalam bunga api untuk memberikan warna merah merah. Noda yang juga digunakan dalam ujian strontium.

Hidroksida

Ia digunakan dalam pengambilan gula dari bit, kerana strontium hidroksida bergabung dengan gula untuk menghasilkan sakarida kompleks. Kompleks ini dapat dipisahkan dengan tindakan karbon dioksida, membiarkan gula bebas. Ia juga digunakan dalam penstabilan plastik.

Oksida

Ini terdapat di kaca yang digunakan dalam pembuatan tiub gambar televisyen, mulai aplikasi ini pada tahun 1970. Televisyen berwarna, serta alat lain yang mengandungi sinar katod, diharuskan menggunakan strontium di plat depan untuk berhenti Sinar-X.

Televisyen ini tidak lagi digunakan, kerana tiub katod telah diganti dengan alat lain, dan oleh itu penggunaan sebatian strontium tidak diperlukan.

Sebaliknya, strontium oksida digunakan untuk meningkatkan kualiti kaca seramik.

Klorida

Strontium klorida digunakan dalam beberapa ubat gigi untuk gigi sensitif dan membuat bunga api. Di samping itu, ia digunakan dengan cara yang terhad untuk penyingkiran gas yang tidak diingini dalam kapal vakum.

Ranelate

Ia digunakan dalam rawatan osteoporosis, kerana meningkatkan kepadatan tulang dan mengurangkan kejadian patah tulang. Diterapkan secara topikal, ia menghalang kerengsaan deria. Walau bagaimanapun, penggunaannya telah menurun disebabkan oleh bukti bahawa ia meningkatkan kejadian penyakit kardiovaskular.

Aluminasi

Ia digunakan sebagai dopan dalam industri elektronik. Ia juga sering digunakan untuk membuat mainan tertentu bersinar dalam kegelapan, kerana ia adalah sebatian yang tidak kimia dan biologi.

Rujukan

1. Shiver & Atkins. (2008). Kimia bukan organik. (Edisi keempat). Bukit Mc Graw.
2. Wikipedia. (2019). Strontium. Dipulihkan dari: en.wikipedia.org
3. Timothy P. Hanusa. (2019). Strontium. Encyclopædia Britannica. Dipulihkan dari: britannica.com
4. Pusat Maklumat Nasional Bioteknologi. (2019). Strontium. Pangkalan Data PubChem. CID = 5359327. Dipulihkan dari: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
5. Traci Pedersen. (20 Mei 2013). Fakta mengenai strontium. Dipulihkan dari: livescience.com
6. Doug Stewart. (2019). Fakta unsur strontium. Dipulihkan dari: chemicool.com
7. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (03 Julai 2019). Fakta Strontium (Nombor Atom 38 atau Sr). Dipulihkan dari: thinkco.com
8. Lenntech BV (2019). Strontium. Dipulihkan dari: lenntech.com