Estroncio
| Estroncio | ||||
|---|---|---|---|---|
| ← Rubidio | Itrio → | ||||
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| Apariencia de una sustancia simple. | ||||
| cristales de estroncio | ||||
| Propiedades del átomo | ||||
| Nombre, símbolo, número | Estroncio / Estroncio (Sr), 38 | |||
| Grupo , período , bloque |
2 (obsoleto 2), 5, elemento s |
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| Masa atómica ( masa molar ) |
87.62(1) [1] a. m.e. ( g / mol ) | |||
| Configuración electrónica |
[Kr] 5s 2 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 |
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| Radio del átomo | 215 horas | |||
| Propiedades químicas | ||||
| radio covalente | 191 horas | |||
| Radio de iones | (+2e) 112 h | |||
| Electronegatividad | 0,95 (escala de Pauling) | |||
| Potencial de electrodo | −2.89 [2] | |||
| Estados de oxidación | 0, +2 | |||
| Energía de ionización (primer electrón) |
549,0 (5,69) kJ / mol ( eV ) | |||
| Propiedades termodinámicas de una sustancia simple. | ||||
| Densidad (en n.a. ) | 2,54 g/cm³ | |||
| Temperatura de fusión | 1042K _ | |||
| Temperatura de ebullición | 1657K _ | |||
| Oud. calor de fusión | 9,20 kJ/mol | |||
| Oud. calor de evaporacion | 144 kJ/mol | |||
| Capacidad calorífica molar | 26,79 [3] J/(K mol) | |||
| Volumen molar | 33,7 cm³ / mol | |||
| La red cristalina de una sustancia simple. | ||||
| Estructura de celosía | FCC cúbico | |||
| Parámetros de celosía | 6.080Å _ | |||
| Debye temperatura | 147 [4] K | |||
| Otras características | ||||
| Conductividad térmica | (300 K) (35,4) W/(m·K) | |||
| número CAS | 7440-24-6 | |||
| 38 | Estroncio |
| señor87.62 | |
| 5s 2 | |
El estroncio ( símbolo químico - Sr , del lat. Strontium ) es un elemento químico del segundo grupo (según la clasificación obsoleta , el subgrupo principal del segundo grupo, IIA), el quinto período del sistema periódico de elementos químicos de D. I. Mendeleev , con número atómico 38.
La sustancia simple estroncio es un metal alcalinotérreo de color blanco plateado suave, maleable y dúctil .
Tiene una alta actividad química, en el aire reacciona rápidamente con la humedad y el oxígeno, cubriéndose con una película de óxido amarillo .
Historia y origen del nombre
El nuevo elemento fue descubierto en el mineral estrontianita , encontrado en 1764 en una mina de plomo cerca del pueblo escocés de Strontian ( inglés Strontian , gaélico Sròn an t-Sìthein ), que posteriormente dio el nombre al nuevo elemento. La presencia de un nuevo óxido metálico en este mineral fue establecida en 1787 por William Cruikshank y Ader Crawford . Aislado en estado puro por Sir Humphry Davy en 1808.
Estar en la naturaleza
El estroncio no se encuentra en forma libre debido a su alta reactividad. Forma parte de unos 40 minerales. De estos, el más importante es el celestino SrSO 4 (51,2% Sr). También se extrae estroncianita SrCO 3 (64,4% Sr) . Estos dos minerales son de importancia industrial. Muy a menudo, el estroncio está presente como impureza en varios minerales de calcio.
Otros minerales de estroncio incluyen:
- SrAl 3 (AsO 4 )SO 4 (OH) 6 - kemmlicita ;
- Sr 2 Al (CO 3 ) F 5 - estenonita ;
- SrAl 2 (CO 3 ) 2 (OH) 4 H 2 O - dresserita de estroncio ;
- SrAl 3 (PO 4 ) 2 (OH) 5 H 2 O - goyasita ;
- Sr 2 Al (PO 4 ) 2 OH - gudkenita ;
- SrAl 3 (PO 4 )SO 4 (OH) 6 - svanbergita ;
- Sr( AlSiO4 ) 2 - slosonita ;
- Sr (AlSi 3 O 8 ) 2 5H 2 O - brusterita ;
- Sr5 ( AsO4 ) 3F - fermorita ; _
- Sr 2 (B 14 O 23 ) 8H 2 O - ginorita de estroncio ;
- Sr 2 (B 5 O 9 )Cl H 2 O - chilhardita de estroncio ;
- SrFe 3 (PO 4 ) 2 (OH) 5 H 2 O - lusunita ;
- SrMn 2 (VO 4 ) 2 4H 2 O - santafeita ;
- Sr 5 (PO 4 ) 3 OH - blanco ;
- SrV (Si 2 O 7 ) - charadaita ;
- SrB 2 Si 2 O 8 - pecovita [5] .
En términos del nivel de abundancia física en la corteza terrestre, el estroncio ocupa el lugar 23: su fracción de masa es 0,014% (en la litosfera , 0,045%). La fracción molar de metal en la corteza terrestre es 0,0029%.
El estroncio se encuentra en el agua de mar (8 mg/l) [6] .
Depósitos
Se conocen yacimientos en California, Arizona ( EE.UU. ); Nueva Granada ; Turquía, Irán, China, México, Canadá, Malawi [7] .
En Rusia, se han descubierto depósitos de minerales de estroncio, pero actualmente no se están desarrollando: piedras azules (Dagestan), Mazuevskoye (Territorio de Perm), Tabolskoye (Región de Tula), así como depósitos en Buriatia, Región de Irkutsk, Territorio de Krasnoyarsk, Yakutia y las Islas Kuriles [ 8] [9] .
Propiedades físicas
El estroncio es un metal blando de color blanco plateado, maleable y maleable, y se puede cortar fácilmente con un cuchillo.
Polimorfina: se conocen tres de sus modificaciones. Hasta 215 °C, la modificación cúbica centrada en las caras (α-Sr) es estable, entre 215 y 605 °C - hexagonal (β-Sr), por encima de 605 °C - modificación cúbica centrada en el cuerpo (γ-Sr).
Punto de fusión: 768 °C, punto de ebullición: 1390 °C.
Propiedades químicas
El estroncio en sus compuestos siempre exhibe un estado de oxidación de +2. Por propiedades, el estroncio se aproxima al calcio y al bario, ocupando una posición intermedia entre ellos [10] .
En la serie electroquímica de voltajes, el estroncio se encuentra entre los metales más activos (su potencial de electrodo normal es −2,89 V). Reacciona vigorosamente con agua para formar hidróxido :
Interactúa con ácidos, desplaza metales pesados de sus sales. Con ácidos concentrados (H 2 SO 4 , HNO 3 ) reacciona débilmente.
El estroncio metálico se oxida rápidamente en el aire [11] , formando una película amarillenta que, además del óxido de SrO , siempre contiene peróxido de SrO 2 y nitruro de Sr 3 N 2 . Cuando se calienta en el aire, se enciende; el estroncio en polvo en el aire es propenso a la autoignición.
Reacciona vigorosamente con no metales: azufre , fósforo , halógenos . Interactúa con hidrógeno (por encima de 200 °C), nitrógeno (por encima de 400 °C). Prácticamente no reacciona con los álcalis.
A altas temperaturas, reacciona con el CO 2 , formando carburo :
Sales de estroncio fácilmente solubles con aniones Cl- , I- , NO 3- . Las sales con aniones F − , SO 4 2− , CO 3 2− , PO 4 3− son poco solubles.
Debido a su extrema reactividad con el oxígeno y el agua, el estroncio se presenta naturalmente solo en combinación con otros elementos como los minerales estroncianita y celestita. Para evitar la oxidación, se almacena en un recipiente de vidrio sellado bajo un hidrocarburo líquido como aceite mineral o queroseno. El estroncio metálico recién descubierto adquiere rápidamente un color amarillento para formar un óxido. El estroncio de metal fino es pirofórico , lo que significa que se enciende espontáneamente en el aire a temperatura ambiente. Las sales volátiles de estroncio dan a la llama un color rojo brillante, y estas sales se utilizan en pirotecnia y en la fabricación de antorchas [11] . Al igual que el calcio y el bario, así como los metales alcalinos y los lantánidos divalentes europio e iterbio, el estroncio metálico se disuelve directamente en amoníaco líquido, dando una solución azul oscuro de electrones solvatados [10] .
Los compuestos orgánicos de estroncio contienen uno o más enlaces de estroncio-carbono. Se han descrito como productos intermedios en reacciones de tipo Barbier [12] [13] [14] .
Los iones de estroncio forman compuestos estables con éteres corona .
Conseguir
Hay tres formas de obtener estroncio metálico:
- descomposición térmica de algunos compuestos;
- electrólisis ;
- reducción de óxido o cloruro .
El principal método industrial para la obtención de estroncio metálico es la reducción térmica de su óxido con aluminio . Además, el estroncio resultante se purifica por sublimación.
La producción electrolítica de estroncio por electrólisis de una masa fundida de una mezcla de SrCl 2 y NaCl no se ha generalizado debido a la baja eficiencia de corriente y la contaminación del estroncio con impurezas.
Durante la descomposición térmica del hidruro o nitruro de estroncio, se forma estroncio finamente disperso, que es propenso a una fácil ignición.
Aplicación
Las principales áreas de aplicación del estroncio y sus compuestos químicos son la industria radioelectrónica, la pirotecnia, la metalurgia y la industria alimentaria.
Metalurgia
El estroncio se utiliza para la aleación de cobre y algunas de sus aleaciones, para la introducción en aleaciones de plomo de batería, para la desulfuración de hierro fundido, cobre y aceros. La introducción de pequeñas adiciones de estroncio en fundiciones y aleaciones de titanio puede mejorar significativamente sus propiedades mecánicas.
Metaltermia
El estroncio con una pureza de 99,99-99,999 % se utiliza para reducir el uranio.
Materiales magnéticos
- Las ferritas de estroncio magnéticamente duras se utilizan ampliamente como materiales para la producción de imanes permanentes .
- La ferrita de estroncio es un material prometedor en la producción de cintas magnéticas para sistemas de almacenamiento de datos [15] .
Pirotecnia
En pirotecnia , el carbonato de estroncio , el nitrato , el perclorato se utilizan para colorear la llama en rojo carmín . La aleación de magnesio y estroncio tiene las propiedades pirofóricas más fuertes y se usa en pirotecnia para composiciones incendiarias y de señales.
Energía nuclear
El uranato de estroncio juega un papel importante en la producción de hidrógeno (ciclo de estroncio-uranato, Los Alamos, EE. UU.) por el método termoquímico (energía atómica del hidrógeno) y, en particular, se están desarrollando métodos para la fisión directa de núcleos de uranio en el composición del uranato de estroncio para producir calor durante la descomposición del agua en hidrógeno y oxígeno.
Superconductividad a alta temperatura
El óxido de estroncio se utiliza como componente de la cerámica superconductora.
Dispositivos electrónicos de vacío
El óxido de estroncio , como parte de una solución sólida de óxidos de otros metales alcalinotérreos : bario y calcio ( BaO , CaO), se utiliza como capa activa de cátodos calentados indirectamente en dispositivos electrónicos de vacío . En el apogeo de la producción de televisión CRT, el 75% del consumo de estroncio en los Estados Unidos se utilizó para fabricar vidrio de placa frontal [16] . Con la sustitución de los tubos de rayos catódicos por otros métodos de imagen, el consumo de estroncio se ha reducido drásticamente [16] .
Fuentes de corriente química
El fluoruro de estroncio se utiliza como componente de las baterías de flúor de estado sólido con alta capacidad y densidad de energía.
Las aleaciones de estroncio con estaño y plomo se utilizan para fundir conductores de bajada de baterías. Estroncio - aleaciones de cadmio - para ánodos de celdas galvánicas.
Medicina
Un isótopo con una masa atómica de 89, que tiene una vida media de 50,55 días, se utiliza (en forma de cloruro) como agente antitumoral [17] [18] .
Rol biológico
Efectos sobre el cuerpo humano
No se debe confundir el efecto sobre el cuerpo humano del estroncio natural (no radiactivo, poco tóxico y, además, ampliamente utilizado para tratar la osteoporosis) y los isótopos radiactivos del estroncio [19] .
El estroncio natural es una parte integral de los microorganismos, plantas y animales. El estroncio es un análogo del calcio, por lo que se deposita con mayor eficacia en el tejido óseo. Menos del 1% se retiene en los tejidos blandos. El estroncio se acumula a gran velocidad en el cuerpo de los niños hasta los cuatro años, cuando hay una formación activa de tejido óseo. El intercambio de cambios de estroncio en algunas enfermedades del sistema digestivo y el sistema cardiovascular.
Rutas de entrada:
- agua (la concentración máxima permisible de estroncio en el agua en la Federación Rusa es de 7 mg/l (en aguas medicinales de mesa y minerales naturales - 25 mg/l) [20] , y en los EE. UU. - 4 mg/l [19] )
- alimentos (tomates, remolachas, eneldo, perejil, rábano, rábano, cebolla, repollo, cebada, centeno, trigo)
- ingesta intratraqueal
- a través de la piel (cutáneo)
- inhalación (a través de los pulmones)
- personas cuyo trabajo está relacionado con el estroncio (en medicina, el estroncio radiactivo se usa como aplicadores en el tratamiento de enfermedades de la piel y los ojos.
Aplicaciones principales:
- estroncio natural - industria radioelectrónica, pirotecnia, metalurgia, metalotermia, industria alimentaria, producción de materiales magnéticos;
- radiactivos: producción de baterías eléctricas atómicas, energía de hidrógeno atómico, generadores termoeléctricos de radioisótopos, etc.).
La influencia del estroncio no radiactivo es extremadamente rara y solo cuando se expone a otros factores (deficiencia de calcio y vitamina D, desnutrición, violaciones de la proporción de oligoelementos como bario, molibdeno, selenio y otros). Entonces puede causar "raquitismo de estroncio" y "enfermedad de Urov" en los niños: daño y deformidad de las articulaciones, retraso del crecimiento y otros trastornos.
El estroncio radiactivo casi siempre tiene un efecto negativo en el cuerpo humano. Al depositarse en los huesos, irradia tejido óseo y médula ósea, lo que aumenta el riesgo de tumores malignos de los huesos, y si se recibe en gran cantidad, puede causar enfermedad por radiación.
Isótopos
En la naturaleza, el estroncio se presenta como una mezcla de cuatro isótopos estables 84 Sr (0.56(2)%), 86 Sr (9.86(20)%), 87 Sr (7.00(20)%), 88 Sr (82 .58(35) ) %) [21] . Los porcentajes vienen dados por el número de átomos. También se conocen isótopos radiactivos de estroncio con un número de masa de 73 a 105. Los isótopos ligeros (hasta 85 Sr inclusive, así como el isómero 87m Sr ) se someten a captura electrónica, descomponiéndose en los isótopos correspondientes de rubidio . Los isótopos pesados, a partir del 89 Sr, experimentan una desintegración β , pasando a los correspondientes isótopos de itrio . Entre los isótopos radiactivos del estroncio, el 90 Sr es el más longevo y el más importante en la práctica.
Estroncio-90
El isótopo de estroncio 90 Sr es radiactivo con una vida media de 28,78 años . El 90 Sr sufre una desintegración β , convirtiéndose en 90 Y radiactivo (vida media de 64 horas), que, a su vez, se descompone en zirconio-90 estable. La descomposición completa del estroncio-90, que ha entrado en el medio ambiente, ocurrirá solo después de unos pocos cientos de años.
El 90 Sr se forma durante las explosiones nucleares y dentro de un reactor nuclear durante su operación. La formación de estroncio-90 en este caso ocurre directamente como resultado de la fisión de núcleos de uranio y plutonio, y como resultado de la desintegración beta de núcleos de vida corta con un número de masa A = 90 (en la cadena 90 Se → 90 Br → 90 Kr → 90 Rb → 90 Sr ) formado durante la división.
Se utiliza en la producción de fuentes de energía de radioisótopos en forma de titanato de estroncio (densidad de 4,8 g/cm³ y liberación de energía: alrededor de 0,54 W/cm³ ).
Notas
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- ↑ Greenwood y Earnshaw, pág. 111
- ↑ Editorial: Zefirov N. S. (editor en jefe). Enciclopedia Química: en 5 vols.- M .: Gran Enciclopedia Rusa, 1995.- T. 4.- S. 441.- 639 p. — 20.000 copias. - ISBN 5-85270-092-4.
- ↑ Estroncio en la tabla periódica estándar moderna del científico integral . Consultado el 5 de agosto de 2009. Archivado desde el original el 1 de junio de 2009.
- ↑ GEOKHI RAS-Igor Viktorovich Pekov . geokhi.ru. Consultado el 11 de mayo de 2016. Archivado desde el original el 1 de junio de 2016.
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- ↑ Rubidio - Propiedades de los elementos químicos . Consultado el 20 de septiembre de 2010. Archivado desde el original el 28 de septiembre de 2012.
- ↑ AM Portnov. Elemento olvidado de importancia estratégica . Nezavisimaya Gazeta (28 de septiembre de 2011). Consultado el 25 de abril de 2018. Archivado desde el original el 26 de abril de 2018.
- ↑ K. V. Tarasov, O. M. Topchieva Peculiaridades de la migración y acumulación de estroncio en metasomatitas hidrotermales de las islas Kuriles (Kunashir, Ketoi, Ushishir, Shiashkotan) Copia archivada del 25 de enero de 2020 en Wayback Machine
- ↑ 1 2 Greenwood y Earnshaw, págs. 112-13
- ↑ 1 2 C. R. Hammond Los elementos (págs. 4-35) en Lide, DR, ed. (2005). Manual CRC de Química y Física (86ª ed.). Boca Ratón (FL): CRC Press. ISBN 0-8493-0486-5 .
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- ↑ https://www.fujifilm.com/jp/en/news/hq/5822 Cintas magnéticas que utilizan partículas de ferrita de estroncio (SrFe)
- ↑ 1 2 Recurso mineral del mes: estroncio . Servicio Geológico de EE. UU. (8 de diciembre de 2014). Consultado el 16 de agosto de 2015. Archivado desde el original el 28 de abril de 2021.
- ↑ [https://web.archive.org/web/20160304060707/http://www.abc-gid.ru/drugs/reestr/show/69404/ Archivado el 4 de marzo de 2016 en Wayback Machine ABC Magazine - Strontium- 89 cloruro - Cloruro de estroncio [89Sr]]
- ↑ Disertación sobre el tema "Tácticas modernas de radioterapia sistémica con cloruro de estroncio-89 en el tratamiento complejo de pacientes con lesiones óseas metastásicas". resumen en especial ... . Fecha de acceso: 16 de septiembre de 2012. Archivado desde el original el 3 de mayo de 2012.
- ↑ 1 2 Datos toxicológicos del estroncio (enlace inaccesible) . Consultado el 15 de marzo de 2009. Archivado desde el original el 5 de mayo de 2009.
- ↑ TR EAEU 044/2017 Reglamento técnico de la Unión Económica Euroasiática "Sobre la seguridad del agua potable envasada, incluida el agua mineral natural" - docs.cntd.ru. docs.cntd.ru _ Consultado el 27 de diciembre de 2021. Archivado desde el original el 27 de diciembre de 2021.
- ↑ Meija J. et al. Composiciones isotópicas de los elementos 2013 (Informe técnico de la IUPAC ) // Química pura y aplicada . - 2016. - Vol. 88 , núm. 3 . - P. 293-306 . -doi : 10.1515 / pac-2015-0503 .
Literatura
- Greenwood NN, Earnshaw A. Química de los elementos . — 2ª ed. - Butterworth-Heinemann , 1997. - ISBN 0-08-037941-9 .
Enlaces
- Estroncio en Webelements
- Estroncio en la Biblioteca Popular de Elementos Químicos Archivado el 13 de febrero de 2006 en Wayback Machine .
 diccionarios y enciclopedias |
| |||
|---|---|---|---|---|
| ||||
| Serie de actividad electroquímica de los metales. | |
|---|---|
|
Eu , Sm , Li , Cs , Rb , K , Ra , Ba , Sr , Ca , Na , Ac , La , Ce , Pr , Nd , Pm , Gd , Tb , Mg , Y , Dy , Am , Ho , Er , Tm , Lu , Sc , Pu , | |
| compuestos de estroncio | |
|---|---|
| Aluminato de estroncio (SrAl 2 O 4 ) Boruro de estroncio (SrB 6 ) Bromato de estroncio Sr(BrO 3 ) 2 Bromuro de estroncio (SrBr 2 ) Hidruro de estroncio (SrH 2 ) Bicarbonato de estroncio (Sr(HCO 3 ) 2 ) Hidróxido de estroncio (Sr(OH) 2 ) Yoduro de estroncio (SrI 2 ) Carburo de estroncio (SrC 2 ) Carbonato de estroncio (SrCO 3 ) Nitrato de estroncio (Sr(NO 3 ) 2 ) Nitruro de estroncio (Sr 3 N 2 ) Óxido de estroncio (SrO) Ortoarseniato de estroncio (Sr 3 (AsO 4 ) 2 ) Ortosilicato de estroncio (Sr 2 SiO 4 ) Fosfato de estroncio (Sr 3 (PO 4 ) 2 ) Peróxido de estroncio (SrO 2 ) Perclorato de estroncio (Sr(ClO 4 ) 2 ) Polisulfuro de estroncio (SrS 4 ) Rutenato de estroncio (Sr 2 RuO 4 ) Silicuro de estroncio (Sr 2 Si) Sulfato de estroncio (SrSO 4 ) Sulfuro de estroncio (SrS) Sulfito de estroncio (SrSO 3 ) Titanato de estroncio (SrTiO 3 ) Ferrita de estroncio (Sr(FeO 2 ) 2 ) Fosfuro de estroncio (Sr 3 P 2 ) Fluoruro de estroncio (SrF 2 ) Cloruro de estroncio (SrCl 2 ) | |