სტრონციუმი (Sr) არის ქიმიური ელემენტი, პერიოდული სისტემის მე-2 ჯგუფის ტუტემიწა ლითონი. გამოიყენება წითელ სასიგნალო ნათურებში და ფოსფორებში, უქმნის ჯანმრთელობის დიდ საფრთხეს რადიოაქტიური დაბინძურებისას.
აღმოჩენის ისტორია
მინერალი ტყვიის მაღაროდან შოტლანდიის სოფელ სტრონტიანთან ახლოს. თავდაპირველად იგი აღიარებული იყო, როგორც ბარიუმის კარბონატის ნაირსახეობა, მაგრამ ადირ კროუფორდმა და უილიამ კრუიკშანკმა 1789 წელს ვარაუდობდნენ, რომ ეს იყო განსხვავებული ნივთიერება. ქიმიკოსმა თომას ჩარლზ ჰოუპმა ახალ მინერალს სტრონტიტი სოფლის სახელით დაარქვა, ხოლო შესაბამისი სტრონციუმის ოქსიდი SrO, სტრონციუმი. ლითონი იზოლირებული იქნა 1808 წელს სერ ჰამფრი დევის მიერ, რომელმაც ელექტროლიზა სველი ჰიდროქსიდის ან ქლორიდის ნარევი ვერცხლისწყლის ოქსიდთან ერთად ვერცხლისწყლის კათოდის გამოყენებით და შემდეგ აორთქლდა ვერცხლისწყალი მიღებული ამალგამიდან. მან დაასახელა ახალი ელემენტი სიტყვა "სტრონციუმის" ფუძის გამოყენებით..
ბუნებაში ყოფნა
სტრონიუმის ფარდობითი სიმრავლე, პერიოდული ცხრილის ოცდამერვე ელემენტი, სივრცეში შეფასებულია 18,9 ატომად ყოველი 106 სილიციუმის ატომისთვის. საქმე ეხებადედამიწის ქერქის მასის 0,04%. ელემენტის საშუალო კონცენტრაცია ზღვის წყალში არის 8 მგ/ლ.
ქიმიური ელემენტი სტრონციუმი ფართოდ არის ნაპოვნი ბუნებაში და შეფასებულია, რომ მე-15 ყველაზე უხვი ნივთიერებაა დედამიწაზე, რომლის კონცენტრაცია აღწევს 360 ნაწილს მილიონზე. მისი უკიდურესი რეაქტიულობის გათვალისწინებით, ის მხოლოდ ნაერთების სახით არსებობს. მისი ძირითადი მინერალებია ცელესტინი (სულფატი SrSO4) და სტრონტიანიტი (კარბონატი SrCO3). აქედან, ცელესტიტი საკმარისი რაოდენობით გვხვდება მომგებიანი მაინინგისთვის, რომლის მსოფლიო მარაგის 2/3-ზე მეტი მოდის ჩინეთიდან, ხოლო ესპანეთი და მექსიკა აწვდიან დანარჩენს. თუმცა, უფრო მომგებიანია სტრონტიანიტის მოპოვება, რადგან სტრონციუმი უფრო ხშირად გამოიყენება კარბონატული სახით, მაგრამ შედარებით ცოტაა ცნობილი საბადოები.
თვისებები
სტრონციუმი არის რბილი ლითონი, ტყვიის მსგავსი, რომელიც ბრწყინავს როგორც ვერცხლი დაჭრისას. ჰაერში ის სწრაფად რეაგირებს ატმოსფეროში არსებულ ჟანგბადთან და ტენიანობასთან და იძენს მოყვითალო ელფერს. ამიტომ, ის უნდა ინახებოდეს ჰაერის მასებისგან იზოლირებულად. ყველაზე ხშირად ის ინახება ნავთში. ეს ბუნებაში თავისუფალ მდგომარეობაში არ ხდება. კალციუმის თანმხლები, სტრონციუმი შედის მხოლოდ 2 ძირითად საბადოში: ცელესტიტი (SrSO4) და სტრონიანიტი (SrCO3)..
ქიმიური ელემენტების სერიაში მაგნიუმი-კალციუმი-სტრონციუმი (მიწის ტუტე ლითონები) Sr არის პერიოდული სისტემის მე-2 ჯგუფში (ყოფილი 2A) Ca-სა და Ba-ს შორის. გარდა ამისა, იგი მდებარეობს მე-5 პერიოდში რუბიდიუმსა და იტრიუმს შორის. სტრონციუმის ატომური რადიუსიდან გამომდინარეკალციუმის რადიუსის მსგავსად, ის ადვილად ცვლის ამ უკანასკნელს მინერალებში. მაგრამ ის უფრო რბილი და რეაქტიულია წყალში. კონტაქტისას წარმოქმნის ჰიდროქსიდს და წყალბადის გაზს. ცნობილია სტრონციუმის 3 ალოტროპი 235°C და 540°C გარდამავალი წერტილებით.
მიწისტუტე მეტალი, როგორც წესი, არ რეაგირებს აზოტთან 380°C-ზე დაბლა და მხოლოდ ოქსიდს ქმნის ოთახის ტემპერატურაზე. თუმცა, ფხვნილის სახით, სტრონციუმი სპონტანურად აალდება და წარმოქმნის ოქსიდს და ნიტრიდს.
ქიმიური და ფიზიკური თვისებები
ქიმიური ელემენტის სტრონციუმის დახასიათება გეგმის მიხედვით:
- სახელი, სიმბოლო, ატომური რიცხვი: სტრონციუმი, Sr, 38.
- ჯგუფი, პერიოდი, ბლოკი: 2, 5, წ.
- ატომური მასა: 87,62 გ/მოლ.
- ელ-კონფიგურაცია: [Kr]5s2.
- ელექტრონების განაწილება გარსებში: 2, 8, 18, 8, 2.
- გენერაცია: 2,64გ/სმ3.
- დნობის და დუღილის წერტილები: 777 °C, 1382°C.
- ჟანგვის მდგომარეობა: 2.
იზოტოპები
ნატურალური სტრონციუმი არის 4 სტაბილური იზოტოპის ნარევი: 88Sr (82.6%), 86Sr (9, 9%), 87Sr (7.0%) და 84Sr (0.56%). მათგან მხოლოდ 87Sr არის რადიოგენური - ის წარმოიქმნება რუბიდიუმის რადიოაქტიური იზოტოპის დაშლის შედეგად 87Rb ნახევარგამოყოფის პერიოდით 4,88. × 10 10 წელი. ითვლება, რომ 87Sr წარმოიქმნა "პირველადი ნუკლეოსინთეზის" დროს (დიდი აფეთქების ადრეული ეტაპი) იზოტოპებთან ერთად 84Sr,86 Sr და 88Sr. დამოკიდებულია იმაზემდებარეობებში, 87Sr და 86Sr-ის თანაფარდობა შეიძლება განსხვავდებოდეს 5-ზე მეტჯერ. იგი გამოიყენება გეოლოგიური ნიმუშების დათარიღებისთვის და ჩონჩხებისა და თიხის ნივთების წარმოშობის დასადგენად.
ატომური რეაქციების შედეგად მიიღეს სტრონციუმის დაახლოებით 16 სინთეზური რადიოაქტიური იზოტოპი, რომელთაგან ყველაზე გამძლეა 90Sr (ნახევარგამოყოფის პერიოდი 28,9 წელი). ეს იზოტოპი, რომელიც წარმოიქმნება ბირთვული აფეთქების შედეგად, ითვლება ყველაზე საშიშ დაშლის პროდუქტად. კალციუმთან ქიმიური მსგავსების გამო, ის შეიწოვება ძვლებში და კბილებში, სადაც აგრძელებს ელექტრონების გამოდევნას, რაც იწვევს რადიაციის დაზიანებას, ძვლის ტვინის დაზიანებას, არღვევს სისხლის ახალი უჯრედების წარმოქმნას და იწვევს კიბოს.
თუმცა, სამედიცინო კონტროლირებად პირობებში, სტრონციუმი გამოიყენება გარკვეული ზედაპირული ავთვისებიანი სიმსივნეებისა და ძვლის კიბოს სამკურნალოდ. იგი ასევე გამოიყენება სტრონციუმის ფტორიდის სახით ქიმიურ დენის წყაროებში და რადიოიზოტოპურ თერმოელექტრო გენერატორებში, რომლებიც გარდაქმნის მისი რადიოაქტიური დაშლის სითბოს ელექტროენერგიად, ემსახურება როგორც ხანგრძლივ, მსუბუქი ენერგიის წყაროს სანავიგაციო ბუოებში, დისტანციურ მეტეოროლოგიურ სადგურებსა და კოსმოსურ ხომალდებში.
89Sr გამოიყენება კიბოს სამკურნალოდ, რადგან ის უტევს ძვლოვან ქსოვილს, გამოიმუშავებს ბეტა გამოსხივებას და იშლება რამდენიმე თვის შემდეგ (ნახევარგამოყოფის პერიოდი 51 დღე).
ქიმიური ელემენტი სტრონციუმი არ არის აუცილებელი უმაღლესი ცხოვრების ფორმებისთვის, მისი მარილები, როგორც წესი, არატოქსიკურია. Რა აკეთებს90Sr საშიშია, გამოიყენება ძვლის სიმკვრივისა და ზრდისთვის.
კავშირები
ქიმიური ელემენტის სტრონციუმის თვისებები ძალიან ჰგავს კალციუმის თვისებებს. ნაერთებში Sr-ს აქვს ექსკლუზიური ჟანგვის მდგომარეობა +2, როგორც Sr2+ იონი. ლითონი აქტიური აღმდგენი საშუალებაა და ადვილად რეაგირებს ჰალოგენებთან, ჟანგბადთან და გოგირდთან ჰალოგენებთან, ოქსიდთან და სულფიდთან წარმოქმნით.
სტრონციუმის ნაერთებს აქვთ საკმაოდ შეზღუდული კომერციული ღირებულება, რადგან შესაბამისი კალციუმის და ბარიუმის ნაერთები ზოგადად იგივეს აკეთებენ, მაგრამ უფრო იაფია. თუმცა, ზოგიერთმა მათგანმა იპოვა გამოყენება ინდუსტრიაში. ჯერ არ არის გააზრებული, რა ნივთიერებებით მივაღწიოთ ჟოლოსფერ ფერს ფეიერვერკებსა და სასიგნალო შუქებში. ამჟამად ამ ფერის მისაღწევად გამოიყენება მხოლოდ სტრონციუმის მარილები, როგორიცაა Sr(NO3)2 და Sr(ClO) ქლორატი.. 3)2 . ამ ქიმიური ელემენტის მთლიანი წარმოების დაახლოებით 5-10% მოხმარდება პიროტექნიკას. სტრონციუმის ჰიდროქსიდი Sr(OH)2 ზოგჯერ გამოიყენება მელასისგან შაქრის მოსაპოვებლად, რადგან ის ქმნის ხსნად საქარიდს, საიდანაც შაქარი ადვილად აღდგება ნახშირორჟანგის მოქმედებით. SrS მონოსულფიდი გამოიყენება როგორც დეპილაციური საშუალება და ინგრედიენტი ელექტროლუმინესცენტური მოწყობილობებისა და მანათობელი საღებავების ფოსფორებში.
სტრონციუმის ფერიტები ქმნიან ნაერთების ოჯახს ზოგადი ფორმულით SrFexOy, მიღებული მაღალი ტემპერატურის შედეგად (1000-1300 °C) რეაქცია SrCO3 დაFe2O3. ისინი გამოიყენება კერამიკული მაგნიტების დასამზადებლად, რომლებიც ფართოდ გამოიყენება დინამიკებში, მანქანის საქარე მინის გამწმენდის ძრავებში და საბავშვო სათამაშოებში.
წარმოება
ყველაზე მინერალიზებული ცელესტიტი SrSO4 გარდაიქმნება კარბონატად ორი გზით: ან უშუალოდ გაჟღენთილია ნატრიუმის კარბონატის ხსნარით ან თბება ნახშირით სულფიდის წარმოქმნით. მეორე ეტაპზე მიიღება მუქი ფერის ნივთიერება, რომელიც შეიცავს ძირითადად სტრონციუმის სულფიდს. ეს „შავი ნაცარი“წყალში იხსნება და იფილტრება. სტრონციუმის კარბონატი გროვდება სულფიდის ხსნარიდან ნახშირორჟანგის შეყვანით. სულფატი იშლება სულფიდად კარბოთერმული შემცირებით SrSO4 + 2C → SrS + 2CO2. უჯრედი შეიძლება წარმოიქმნას კათოდური ელექტროქიმიური კონტაქტით, რომელშიც გაცივებული რკინის ღერო, რომელიც მოქმედებს როგორც კათოდი, ეხება კალიუმის და სტრონციუმის ქლორიდების ნარევის ზედაპირს და იზრდება, როდესაც მასზე სტრონციუმი მყარდება. ელექტროდებზე რეაქციები შეიძლება წარმოდგენილი იყოს შემდეგნაირად: Sr2+ + 2e- → Sr (კათოდი); 2Cl- → Cl2 + 2e- (ანოდი).
Metallic Sr ასევე შესაძლებელია მისი ოქსიდიდან ალუმინის ამოღება. ის არის მოქნილი და დრეკადი, კარგი ელექტროგამტარია, მაგრამ შედარებით ნაკლებად გამოიყენება. მისი ერთ-ერთი გამოყენებაა როგორც ალუმინის ან მაგნიუმის შენადნობის აგენტი ცილინდრის ბლოკების ჩამოსხმისას. სტრონციუმი აუმჯობესებს დამუშავებას და ცოცვის წინააღმდეგობასლითონის. სტრონციუმის მიღების ალტერნატიული გზაა მისი ოქსიდის შემცირება ალუმინის ვაკუუმში დისტილაციის ტემპერატურაზე.
კომერციული გამოყენება
ქიმიური ელემენტი სტრონციუმი ფართოდ გამოიყენება ფერადი ტელევიზორის კათოდური სხივების მილების მინაში რენტგენის შეღწევის თავიდან ასაცილებლად. მისი გამოყენება შესაძლებელია სპრეის საღებავებშიც. როგორც ჩანს, ეს არის სტრონციუმის საზოგადოების ზემოქმედების ერთ-ერთი ყველაზე სავარაუდო წყარო. გარდა ამისა, ელემენტი გამოიყენება ფერიტის მაგნიტების დასამზადებლად და თუთიის დასამუშავებლად.
სტრონციუმის მარილები გამოიყენება პიროტექნიკაში, რადგან ისინი წითლად შეღებავენ ცეცხლს წვის დროს. და სტრონციუმის მარილების შენადნობი მაგნიუმთან ერთად გამოიყენება როგორც ცეცხლგამჩენი და სასიგნალო ნარევები.
Titanate-ს აქვს უკიდურესად მაღალი გარდატეხის ინდექსი და ოპტიკური დისპერსია, რაც მას სასარგებლოს ხდის ოპტიკაში. ის შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც ალმასის შემცვლელი, მაგრამ იშვიათად გამოიყენება ამ მიზნით მისი უკიდურესი რბილობისა და ნაკაწრებისადმი დაუცველობის გამო.
სტრონციუმის ალუმინატი არის კაშკაშა ფოსფორი ხანგრძლივი ფოსფორესცენციის სტაბილურობით. ოქსიდი ზოგჯერ გამოიყენება კერამიკული მინანქრების ხარისხის გასაუმჯობესებლად. იზოტოპი 90Sr არის ერთ-ერთი საუკეთესო გრძელვადიანი მაღალი ენერგიის ბეტა ემიტერი. იგი გამოიყენება როგორც დენის წყარო რადიოიზოტოპური თერმოელექტრული გენერატორებისთვის (RTG), რომლებიც გარდაქმნიან რადიოაქტიური ელემენტების დაშლის დროს გამოთავისუფლებულ სითბოს ელექტროენერგიად. ეს მოწყობილობები გამოიყენებაკოსმოსური ხომალდი, დისტანციური ამინდის სადგურები, სანავიგაციო ბუოები და ა.შ. - სადაც საჭიროა მსუბუქი და გრძელვადიანი ბირთვული ელექტროენერგიის წყარო.
სტრონციუმის სამედიცინო გამოყენება: თვისებების დახასიათება, მედიკამენტებით მკურნალობა
იზოტოპი 89Sr არის რადიოაქტიური წამლის მეტასტრონის აქტიური ნივთიერება, რომელიც გამოიყენება პროსტატის მეტასტაზური კიბოთი გამოწვეული ძვლის ტკივილის სამკურნალოდ. ქიმიური ელემენტი სტრონციუმი მოქმედებს როგორც კალციუმი, ის ძირითადად შედის ძვალში გაზრდილი ოსტეოგენეზის ადგილებში. ეს ლოკალიზაცია ამახვილებს რადიაციულ ეფექტს სიმსივნურ დაზიანებაზე.
რადიოიზოტოპი 90Sr ასევე გამოიყენება კიბოს თერაპიაში. მისი ბეტა გამოსხივება და ხანგრძლივი ნახევარგამოყოფის პერიოდი იდეალურია ზედაპირული სხივური თერაპიისთვის.
ექსპერიმენტული პრეპარატი, რომელიც დამზადებულია სტრონციუმის და რანელის მჟავის კომბინაციით, ხელს უწყობს ძვლის ზრდას, ზრდის ძვლის სიმკვრივეს და ამცირებს მოტეხილობებს. სტრონუმის რანელატი რეგისტრირებულია ევროპაში, როგორც ოსტეოპოროზის სამკურნალო საშუალება.
სტრონციუმის ქლორიდი ზოგჯერ გამოიყენება კბილის პასტებში მგრძნობიარე კბილებისთვის. მისი შემცველობა აღწევს 10%.
სიფრთხილის ზომები
სუფთა სტრონციუმს აქვს მაღალი ქიმიური აქტივობა და დაქუცმაცებულ მდგომარეობაში ლითონი სპონტანურად აალდება. ამიტომ, ეს ქიმიური ელემენტი ითვლება ხანძრის საშიშროებად.
ზემოქმედება ადამიანის სხეულზე
ადამიანის ორგანიზმი ითვისებს სტრონციუმს ისევე, როგორც კალციუმს. Ეს ორიელემენტები ქიმიურად იმდენად მსგავსია, რომ Sr-ის სტაბილური ფორმები ჯანმრთელობისთვის მნიშვნელოვან რისკს არ წარმოადგენს. ამის საპირისპიროდ, რადიოაქტიურმა იზოტოპმა 90Sr შეიძლება გამოიწვიოს ძვლის სხვადასხვა დარღვევები და დაავადებები, მათ შორის ძვლის კიბო. სტრონციუმის ერთეული გამოიყენება შთანთქმის 90Sr. გამოსხივების გასაზომად.
