Khối Lượng Mol Của Stronti. Nguyên Tố Hóa Học Stronti

ĐỊNH NGHĨA

Stronti là phần tử thứ ba mươi tám của Bảng tuần hoàn. Chỉ định - Sr từ tiếng Latinh "strontium". Nằm ở tiết thứ năm, nhóm IIA. Đề cập đến kim loại. Điện tích lõi là 38.

Stronti xuất hiện trong tự nhiên chủ yếu dưới dạng sulfat và cacbonat, tạo thành các khoáng chất celestite SrSO 4 và strontianite SrCO 3. Hàm lượng stronti trong vỏ trái đất là 0,04% (khối lượng.).

Stronti kim loại ở dạng chất đơn giản là kim loại màu trắng bạc mềm (Hình 1) có tính dễ uốn và dẻo (dễ dàng cắt bằng dao). Phản ứng: oxy hóa nhanh trong không khí, tương tác khá mạnh với nước và kết hợp trực tiếp với nhiều nguyên tố.

Cơm. 1. Stronti. Xuất hiện.

Nguyên tử và trọng lượng phân tử của stronti

ĐỊNH NGHĨA

Khối lượng phân tử tương đối của một chất (M r) là một con số cho biết khối lượng của một phân tử nhất định lớn hơn 1/12 khối lượng của một nguyên tử cacbon bao nhiêu lần, và khối lượng nguyên tử tương đối của một nguyên tố (A r)- Khối lượng trung bình nguyên tử của nguyên tố hóa học lớn hơn 1/12 khối lượng nguyên tử cacbon bao nhiêu lần.

Vì stronti tồn tại ở trạng thái tự do dưới dạng phân tử Sr đơn nguyên, nên các giá trị của khối lượng nguyên tử và phân tử của nó trùng nhau. Chúng bằng 87,62.

Các biến đổi dị hướng và dị hướng của stronti

Stronti tồn tại ở dạng tinh thể ba dạng biến đổi, mỗi dạng tinh thể đều ổn định trong một khoảng nhiệt độ nhất định. Vì vậy, ở nhiệt độ lên tới 215 o C, α-stronti ổn định (mạng tinh thể lập phương tâm diện), trên 605 o C - g - stronti (mạng tinh thể lập phương tâm khối), và trong khoảng nhiệt độ 215 - 605 o C - b- stronti (mạng tinh thể lục phương).

Đồng vị của stronti

Người ta biết rằng trong tự nhiên rubidi có thể ở dạng đồng vị bền duy nhất 90 Sr. Số khối là 90, hạt nhân nguyên tử chứa ba mươi tám proton và năm mươi hai nơtron. Chất phóng xạ.

Các ion stronti

Ở mức năng lượng ngoài cùng của nguyên tử stronti, có hai electron hóa trị:

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 5s 2.

Kết quả của tương tác hóa học, stronti từ bỏ các điện tử hóa trị của nó, tức là là nhà tài trợ của chúng, và biến thành một ion tích điện dương:

Sr 0 -2e → Sr 2+.

Phân tử và nguyên tử của stronti

Ở trạng thái tự do, stronti tồn tại dưới dạng phân tử Sr đơn hình. Dưới đây là một số tính chất đặc trưng cho nguyên tử và phân tử của stronti:

Hợp kim stronti

Stronti đã được tìm thấy ứng dụng rộng rãi trong luyện kim như một thành phần hợp kim của các hợp kim làm từ đồng.

Ví dụ về giải quyết vấn đề

VÍ DỤ 1

Bài tập	Xác định xem bazơ nào trong số hai bazơ được chỉ ra sẽ mạnh hơn: stronti (II) hydroxit (Sr (OH) 2) hoặc cadimi hydroxit (Cd (OH) 2)?
Quyết định	Trước khi trả lời câu hỏi của bài toán, cần nêu khái niệm về lực tác dụng của móng. Sức mạnh nền tảng- đây là một đặc điểm của loại hợp chất vô cơ này, thể hiện độ bền của liên kết của các proton, chúng bị “xé ra” khỏi phân tử dung môi trong quá trình phản ứng hóa học. Stronti và cadimi nằm trong cùng một chu kỳ, cũng như trong cùng một nhóm trong Bảng tuần hoàn của D.I. Mendeleev (II), chỉ trong các phân nhóm khác nhau. Stronti là một phần tử của chính, và cadimi là một phân nhóm phụ. Với cùng số lớp vỏ electron, bán kính của nguyên tử cadimi nhỏ hơn bán kính của stronti, điều này khiến một electron khó giật ra khỏi nguyên tử. Ngoài ra, độ âm điện của cadimi cao hơn so với stronti, vì vậy cadimi sẽ "rất vui" chấp nhận các điện tử của một nguyên tử khác, thay vì từ bỏ các điện tử của chính nó; do đó, stronti (II) hydroxit (Sr (OH) 2) là một bazơ mạnh hơn.
Trả lời	Stronti (II) hydroxit (Sr (OH) 2)

Stronti là một nguyên tố thuộc phân nhóm chính của nhóm thứ hai, chu kỳ thứ năm của hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học D. I. Mendeleev, với số hiệu nguyên tử 38. Nó được ký hiệu bằng ký hiệu Sr (lat. Stronti). Chất đơn giản stronti (số CAS: 7440-24-6) là một kim loại kiềm thổ màu trắng bạc mềm, dễ uốn và dễ uốn. Nó có hoạt tính hóa học cao, trong không khí, nó nhanh chóng phản ứng với độ ẩm và oxy, trở nên được bao phủ bởi một lớp màng oxit màu vàng.

Lịch sử và nguồn gốc của tên

Nguyên tố mới được phát hiện trong khoáng vật strontianite, được tìm thấy vào năm 1764 tại một mỏ chì gần làng Stronshian của Scotland, sau này đã đặt tên cho nguyên tố mới. Sự hiện diện của một oxit kim loại mới trong khoáng chất này được William Cruikshank và Ader Crawford thiết lập vào năm 1787. Được phân lập ở dạng tinh khiết nhất bởi Sir Humphry Davy vào năm 1808.

Biên lai

Có 3 cách để thu được stronti kim loại: 1. sự phân hủy nhiệt của một số hợp chất 2. điện phân 3. khử oxit hoặc clorua Phương pháp công nghiệp chính để thu được stronti kim loại là nhiệt khử oxit của nó với nhôm. Hơn nữa, stronti tạo thành được tinh chế bằng cách thăng hoa. Quá trình điện phân sản xuất stronti bằng cách điện phân nóng chảy hỗn hợp SrCl 2 và NaCl không được sử dụng rộng rãi do hiệu suất dòng điện thấp và stronti bị nhiễm tạp chất. Trong quá trình phân hủy nhiệt của stronti hyđrua hoặc nitrua, stronti phân tán mịn được hình thành, dễ bắt lửa.

Tính chất hóa học

Stronti trong các hợp chất của nó luôn thể hiện hóa trị +2. Theo tính chất, stronti gần với canxi và bari, chiếm vị trí trung gian giữa chúng. Trong dãy hiệu điện thế, stronti là một trong những kim loại hoạt động mạnh nhất (thế điện cực bình thường của nó là −2,89 V). Phản ứng mạnh với nước để tạo thành hydroxit: Sr + 2H 2 O \ u003d Sr (OH) 2 + H 2

Tương tác với axit, chuyển kim loại nặng khỏi muối của chúng. Với axit đặc (H 2 SO 4, HNO 3) phản ứng yếu. Kim loại stronti bị oxi hóa nhanh trong không khí, tạo thành màng màu vàng nhạt, trong đó ngoài oxit SrO còn có SrO 2 peroxit và Sr 3 N 2 nitrua. Khi đun nóng trong không khí, nó bốc cháy; bột stronti trong không khí dễ tự bốc cháy. Phản ứng mạnh với các phi kim loại - lưu huỳnh, phốt pho, halogen. Tương tác với hydro (trên 200 ° C), nitơ (trên 400 ° C). Thực tế không phản ứng với kiềm. Ở nhiệt độ cao, nó phản ứng với CO 2, tạo thành một cacbua: 5Sr + 2CO 2 = SrC 2 + 4SrO

Muối stronti dễ tan với anion Cl -, I -, NO 3 -. Các muối với anion F -, SO 4 2-, CO 3 2-, PO 4 3- ít tan.

Stronti là một nguyên tố thuộc phân nhóm chính nhóm thứ hai, chu kỳ thứ năm trong hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học D. I. Mendeleev, với số hiệu nguyên tử 38. Nó được ký hiệu bằng ký hiệu Sr (lat. Stronti). Chất đơn giản stronti là một kim loại kiềm thổ mềm, dễ uốn và dễ uốn, có màu trắng bạc. Nó có hoạt tính hóa học cao, trong không khí, nó nhanh chóng phản ứng với độ ẩm và oxy, trở nên được bao phủ bởi một lớp màng oxit màu vàng.

Số nguyên tử - 38

Khối lượng nguyên tử - 87,62

Mật độ, kg / m³ - 2600

Điểm nóng chảy, ° С - 768

Nhiệt dung, kJ / (kg ° С) - 0,737

Độ âm điện - 1,0

Bán kính cộng hóa trị, Å - 1,91

Ion hóa đầu tiên tiềm năng, ev - 5,69

Lịch sử phát hiện ra stronti

Năm 1764, một khoáng chất được tìm thấy trong một mỏ chì gần làng Strontian của Scotland, mà họ gọi là strontianite. Trong một thời gian dài, nó được coi là một loại fluorit CaF 2 hoặc witherit BaCO 3, nhưng vào năm 1790, các nhà khoáng vật học người Anh Crawford và Cruikshank đã phân tích khoáng chất này và phát hiện ra rằng nó chứa một loại "đất" mới, và theo ngôn ngữ ngày nay là oxit.

Độc lập với chúng, cùng một loại khoáng chất đã được nghiên cứu bởi một nhà hóa học người Anh khác, Hope. Với kết quả tương tự, ông thông báo rằng có một nguyên tố mới trong strontianite - kim loại stronti.

Rõ ràng, khám phá này đã ở "trong không khí", bởi vì gần như đồng thời nhà hóa học nổi tiếng người Đức Klaproth đã thông báo về việc phát hiện ra một "trái đất" mới.

Cùng năm đó, nhà hóa học nổi tiếng người Nga, Viện sĩ Toviy Egorovich Lovits, cũng bắt gặp dấu vết của "trái đất stronti". Từ lâu, ông đã quan tâm đến loại khoáng vật được gọi là nặng hạt. Trong khoáng vật này (thành phần của nó là BaSO 4), Karl Scheele đã phát hiện ra oxit của nguyên tố mới vào năm 1774 là bari. Chúng ta không biết tại sao Lovitz lại không thờ ơ với trận đấu hạng nặng; Người ta chỉ biết rằng nhà khoa học, người đã khám phá ra đặc tính hấp phụ của than đá và làm được nhiều việc hơn nữa trong lĩnh vực hóa học hữu cơ và đại cương, đã thu thập các mẫu khoáng vật này. Nhưng Lovitz không chỉ là một nhà sưu tập, ông đã sớm bắt đầu nghiên cứu một cách có hệ thống về spar nặng và vào năm 1792 đã đi đến kết luận rằng khoáng chất này chứa một tạp chất chưa được biết đến. Ông đã cố gắng khai thác khá nhiều từ bộ sưu tập của mình - hơn 100 g "đất" mới và tiếp tục khám phá các đặc tính của nó. Kết quả của nghiên cứu được công bố vào năm 1795.

Vì vậy, gần như đồng thời, một số nhà nghiên cứu ở các quốc gia khác nhau đã tiến gần đến việc phát hiện ra stronti. Nhưng ở dạng sơ cấp, nó chỉ được xuất hiện duy nhất vào năm 1808.

Nhà khoa học xuất sắc cùng thời với ông, Humphry Davy, đã hiểu rằng nguyên tố của đất stronti dường như phải là một kim loại kiềm thổ, và ông đã thu được nó bằng cách điện phân, tức là theo cách tương tự như canxi, magiê, bari. Cụ thể hơn, stronti kim loại đầu tiên trên thế giới thu được bằng cách điện phân hiđroxit làm ẩm của nó. Stronti giải phóng ở cực âm ngay lập tức kết hợp với thủy ngân, tạo thành hỗn hợp. Phân hủy hỗn hống bằng cách đun nóng, Davy cô lập được kim loại nguyên chất.

Sự hiện diện của stronti trong tự nhiên

Stronti được tìm thấy trong nước biển (0,1 mg / l), trong đất (0,035% trọng lượng). Theo khối lượng, trong các quá trình địa hóa, nó là một vệ tinh của canxi. Trong đá magma, stronti chủ yếu ở dạng phân tán và xâm nhập dưới dạng tạp chất đẳng cấu vào mạng tinh thể của các khoáng chất canxi, kali và bari. Trong sinh quyển, Stronti tích tụ trong đá cacbonat và đặc biệt là trong trầm tích của các hồ muối và đầm phá.

Stronti là một phần không thể thiếu của vi sinh vật, thực vật và động vật. Ở loài cá phóng xạ biển (acantaria), bộ xương bao gồm stronti sulfat - celestine. Rong biển chứa 26-140 mg Stronti trên 100 g chất khô, thực vật trên cạn - 2,6, động vật biển - 2-50, động vật trên cạn - 1,4, vi khuẩn - 0,27-30. Sự tích lũy Stronti của các sinh vật khác nhau không chỉ phụ thuộc vào loài, đặc điểm của chúng mà còn phụ thuộc vào tỷ lệ Stronti với các nguyên tố khác, chủ yếu là Ca và P, trong môi trường, cũng như sự thích nghi của sinh vật với một môi trường địa hóa cụ thể.

Trong tự nhiên, stronti xuất hiện dưới dạng hỗn hợp của 4 đồng vị bền 84Sr (0,56%), 86Sr (9,86%), 87Sr (7,02%), 88Sr (82,56%). Các đồng vị phóng xạ có số khối từ 80 đến 97 đã được thu nhận một cách nhân tạo, bao gồm cả. 90 Sr (T ½ = 27,7 năm), được hình thành trong quá trình phân hạch của uranium.

Thu được stronti

Có 3 cách để thu được stronti kim loại:

• sự phân hủy nhiệt của một số hợp chất
• Điện phân nóng chảy chứa 85% SrCl 2 và 15% KCl, tuy nhiên, trong quá trình này, hiệu suất dòng điện thấp và kim loại bị nhiễm muối, nitrua và oxit. Trong công nghiệp, điện phân với cực âm lỏng tạo ra hợp kim stronti, ví dụ với thiếc.
• khử oxit hoặc clorua

Nguyên liệu chính để sản xuất các hợp chất stronti là các chất cô đặc từ quá trình làm giàu celestine và strontianite. Kim loại stronti thu được bằng cách khử oxit stronti với nhôm ở 1100-1150 ° C:

4SrO + 2Al = 3Sr + SrO Al 2 O 3.

Quá trình này được thực hiện trong các thiết bị điện chân không [ở 1 N / m 2 (10 -2 mm Hg)] hoạt động định kỳ. Hơi stronti ngưng tụ trên bề mặt được làm mát của bình ngưng được lắp vào thiết bị; Khi kết thúc quá trình khử, thiết bị chứa đầy argon và chất ngưng tụ được nấu chảy, chảy vào khuôn.

Quá trình điện phân sản xuất stronti bằng cách điện phân nóng chảy hỗn hợp SrCl 2 và NaCl không được sử dụng rộng rãi do hiệu suất dòng điện thấp và stronti bị nhiễm tạp chất.

Tính chất vật lý của stronti

Ở nhiệt độ phòng, mạng tinh thể của Stronti là lập phương tâm diện (α-Sr) với chu kỳ a = 6,0848Å; ở nhiệt độ trên 248 ° C, nó chuyển thành biến thể lục giác (β-Sr) với chu kỳ mạng a = 4,32 Å và c = 7,06 Å; ở 614 ° C nó biến đổi thành một biến thể lập phương tâm khối (γ-Sr) với chu kỳ a = 4,85Å. Bán kính nguyên tử 2,15Å, bán kính ion Sr 2+ 1,20Å. Khối lượng riêng của dạng α là 2,63 g / cm 3 (20 ° C); t pl 770 ° C, t kip 1383 ° C; nhiệt dung riêng 737,4 kJ / (kg K); điện trở suất 22,76 · 10 -6 ohm · cm -1. Stronti là chất thuận từ, độ cảm từ của nguyên tử ở nhiệt độ phòng là 91,2 · 10 -6. Stronti là một kim loại dẻo mềm, có thể dễ dàng cắt bằng dao.

Polymorphene - ba trong số các sửa đổi của nó đã được biết đến. Lên đến 215 o C, biến đổi tâm khối (α-Sr) là ổn định, trong khoảng từ 215 đến 605 o C - lục giác (β-Sr), trên 605 o C - sửa đổi tâm khối (γ-Sr).

Điểm nóng chảy - 768 o C, Điểm sôi - 1390 o C.

Tính chất hóa học của stronti

Stronti trong các hợp chất của nó luôn thể hiện hóa trị +2. Theo tính chất, stronti gần với canxi và bari, chiếm vị trí trung gian giữa chúng.

Trong dãy hiệu điện thế, stronti là một trong những kim loại hoạt động mạnh nhất (thế điện cực bình thường của nó là −2,89 V. Nó phản ứng mạnh với nước, tạo thành hiđroxit:

Sr + 2H 2 O \ u003d Sr (OH) 2 + H 2

Tương tác với axit, chuyển kim loại nặng khỏi muối của chúng. Với axit đặc (H 2 SO 4, HNO 3) phản ứng yếu.

Kim loại stronti bị oxi hóa nhanh trong không khí, tạo thành màng màu vàng nhạt, trong đó ngoài oxit SrO còn có SrO 2 peroxit và Sr 3 N 2 nitrua. Khi đun nóng trong không khí, nó bốc cháy; bột stronti trong không khí dễ tự bốc cháy.

Phản ứng mạnh với các phi kim loại - lưu huỳnh, phốt pho, halogen. Tương tác với hydro (trên 200 o C), nitơ (trên 400 o C). Thực tế không phản ứng với kiềm.

Ở nhiệt độ cao, nó phản ứng với CO 2, tạo thành một cacbua:

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

Muối stronti dễ tan với anion Cl -, I -, NO 3 -. Các muối với anion F -, SO 4 2-, CO 3 2-, PO 4 3- ít tan.

Ứng dụng của stronti

Các lĩnh vực ứng dụng chính của stronti và các hợp chất hóa học của nó là công nghiệp vô tuyến điện tử, pháo hoa, luyện kim và công nghiệp thực phẩm.

Stronti được sử dụng để tạo hợp kim đồng và một số hợp kim của nó, để đưa vào hợp kim chì của pin, để khử lưu huỳnh gang, đồng và thép.

Stronti với độ tinh khiết 99,99-99,999% được sử dụng để khử uranium.

Ferit stronti cứng từ tính được sử dụng rộng rãi làm vật liệu sản xuất nam châm vĩnh cửu.

Rất lâu trước khi phát hiện ra stronti, các hợp chất chưa giải mã của nó đã được sử dụng trong pháo hoa để tạo ra đèn đỏ. Cho đến giữa những năm 40 của thế kỷ 20, stronti trước hết là kim loại của pháo hoa, niềm vui và lời chào. Hợp kim magie-stronti có đặc tính pyrophoric mạnh nhất và được sử dụng trong pháo hoa cho các chế phẩm gây cháy và tín hiệu.

Chất phóng xạ 90 Sr (chu kỳ bán rã 28,9 năm) được sử dụng trong sản xuất nguồn đồng vị phóng xạ ở dạng stronti titanate (mật độ 4,8 g / cm³, giải phóng năng lượng khoảng 0,54 W / cm³).

Stronti uranat đóng một vai trò quan trọng trong việc sản xuất hydro (chu trình stronti-uranat, Los Alamos, Hoa Kỳ) bằng phương pháp nhiệt hóa (năng lượng hydro nguyên tử), và đặc biệt, các phương pháp đang được phát triển để phân hạch trực tiếp hạt nhân urani trong thành phần của stronti uranat để tạo ra nhiệt trong quá trình phân hủy nước thành hydro và oxy.

Oxit stronti được sử dụng như một thành phần của gốm siêu dẫn.

Stronti florua được sử dụng như một thành phần của pin flo thể rắn với dung lượng năng lượng và mật độ năng lượng khổng lồ.

Hợp kim của stronti với thiếc và chì được sử dụng để đúc dây dẫn xuống pin. Hợp kim stronti-cadmium dùng cho cực dương của tế bào mạ.

Kim loại được sử dụng trong tráng men và tráng men cho các món ăn. Men stronti không chỉ vô hại mà còn có giá cả phải chăng (stronti cacbonat SrCO 3 rẻ hơn chì đỏ 3,5 lần). Tất cả những phẩm chất tích cực của men chì cũng là đặc trưng của chúng. Hơn nữa, các sản phẩm được tráng bằng loại men này có thêm độ cứng, khả năng chịu nhiệt và kháng hóa chất.

Stronti là một kim loại hoạt động. Điều này ngăn cản ứng dụng rộng rãi của nó trong công nghệ. Tuy nhiên, mặt khác, hoạt tính hóa học cao của stronti làm cho nó có thể được sử dụng trong một số lĩnh vực nhất định của nền kinh tế quốc dân. Đặc biệt, nó được sử dụng trong nấu chảy đồng và đồng - stronti liên kết với lưu huỳnh, phốt pho, cacbon và làm tăng tính lưu động của xỉ. Do đó, stronti góp phần làm sạch kim loại khỏi nhiều tạp chất. Ngoài ra, việc bổ sung stronti làm tăng độ cứng của đồng mà hầu như không làm giảm độ dẫn điện của nó. Stronti được đưa vào ống chân không điện để hấp thụ oxy và nitơ còn lại, giúp chân không sâu hơn.

Ảnh hưởng của stronti đối với cơ thể con người

Muối và các hợp chất của stronti có độc tính thấp; Khi làm việc với chúng, người ta phải hướng dẫn các quy định về an toàn với muối của kim loại kiềm và kiềm thổ.

Không nên nhầm lẫn giữa tác dụng đối với cơ thể con người của tự nhiên (không phóng xạ, ít độc và hơn nữa, được sử dụng rộng rãi để điều trị loãng xương) và đồng vị phóng xạ của stronti. Đồng vị stronti 90 Sr là chất phóng xạ với chu kỳ bán rã 28,9 năm. 90 Sr trải qua quá trình phân rã β, biến thành chất phóng xạ 90 Y (chu kỳ bán rã 64 giờ). Sự phân rã hoàn toàn của stronti-90 đã đi vào môi trường sẽ chỉ xảy ra sau vài trăm năm. 90 Sr được hình thành trong các vụ nổ hạt nhân và khí thải từ các nhà máy điện hạt nhân.

Chất phóng xạ stronti hầu như luôn có tác động tiêu cực đến cơ thể con người:

1. Nó được lắng đọng trong bộ xương (xương), ảnh hưởng đến mô xương và tủy xương, dẫn đến sự phát triển của bệnh phóng xạ, các khối u của mô tạo máu và xương.

2. Gây ra bệnh bạch cầu và các khối u ác tính (ung thư) của xương, cũng như tổn thương gan và não.

Stronti tích tụ với tỷ lệ cao trong cơ thể trẻ em cho đến bốn tuổi, khi có sự hình thành tích cực của mô xương. Sự trao đổi stronti thay đổi trong một số bệnh về hệ tiêu hóa và hệ tim mạch. Đường vào:

1. nước (nồng độ tối đa cho phép của stronti trong nước ở Liên bang Nga là 8 mg / l và ở Mỹ - 4 mg / l)
2. thực phẩm (cà chua, củ cải đường, thì là, mùi tây, củ cải, củ cải, hành tây, bắp cải, lúa mạch, lúa mạch đen, lúa mì)
3. lượng trong khí quản
4. qua da (da)
5. hít vào (qua không khí)
6. từ thực vật hoặc qua động vật, stronti-90 có thể trực tiếp đi vào cơ thể con người.

Ảnh hưởng của stronti không phóng xạ là cực kỳ hiếm và chỉ khi tiếp xúc với các yếu tố khác (thiếu canxi và vitamin D, suy dinh dưỡng, vi phạm tỷ lệ các nguyên tố vi lượng như bari, molypden, selen, v.v.). Sau đó, nó có thể gây ra "bệnh còi xương stronti" và "bệnh uro" ở trẻ em - tổn thương và biến dạng khớp, chậm phát triển và các rối loạn khác.

Stronti-90.

Khi ở trong môi trường, 90 Sr được đặc trưng bởi khả năng được bao gồm (chủ yếu cùng với Ca) trong các quá trình trao đổi chất của thực vật, động vật và con người. Do đó, khi đánh giá mức độ ô nhiễm của sinh quyển với 90 Sr, người ta thường tính tỷ lệ 90 Sr / Ca theo đơn vị stronti (1 s.u. = 1 micron μcurie 90 Sr trên 1 g Ca). Khi 90 Sr và Ca di chuyển dọc theo chuỗi sinh học và thức ăn, sự phân biệt Stronti xảy ra, đối với biểu thức định lượng mà "hệ số phân biệt" được tìm thấy, tỷ lệ 90 Sr / Ca trong mắt xích tiếp theo của chuỗi sinh học hoặc chuỗi thức ăn là như nhau giá trị trong liên kết trước đó. Theo quy luật, ở mắt xích cuối cùng của chuỗi thức ăn, nồng độ 90 Sr thấp hơn nhiều so với ở mắt xích ban đầu.

Thực vật có thể nhận 90 Sr trực tiếp từ sự ô nhiễm trực tiếp qua lá hoặc từ đất qua rễ. Tương đối nhiều hơn 90 Sr được tích lũy bởi cây họ đậu, cây lấy củ và củ, ít hơn bởi ngũ cốc, bao gồm cả ngũ cốc và lanh. 90 Sr được tích lũy trong hạt và quả ít hơn đáng kể so với các cơ quan khác (ví dụ, 90 Sr trong lá và thân lúa mì nhiều hơn 10 lần so với trong ngũ cốc). Ở động vật (chủ yếu là thức ăn từ thực vật) và con người (chủ yếu là sữa bò và cá), 90 Sr tích tụ chủ yếu trong xương. Lượng 90 Sr lắng đọng trong cơ thể động vật và con người phụ thuộc vào tuổi của cá thể, số lượng hạt nhân phóng xạ tới, tốc độ phát triển của mô xương mới và những người khác. 90 Sr gây nguy hiểm lớn cho trẻ em, trong cơ thể trẻ nó xâm nhập vào cơ thể với sữa và tích tụ trong các mô xương đang phát triển nhanh chóng.

Đối với con người, thời gian bán hủy của stronti-90 là 90-154 ngày.

Việc ký kết Hiệp ước cấm thử vũ khí hạt nhân trong khí quyển, không gian bên ngoài và dưới nước vào năm 1963 tại Moscow đã dẫn đến việc giải phóng gần như hoàn toàn khí quyển từ 90 Sr và giảm các dạng di động của nó trong đất.

Sau vụ tai nạn tại nhà máy điện hạt nhân Chernobyl, toàn bộ lãnh thổ bị ô nhiễm nghiêm trọng stronti-90 nằm trong vùng 30 km. Một lượng lớn stronti-90 đi vào các vùng nước, nhưng nồng độ của nó trong nước sông không bao giờ vượt quá mức tối đa cho phép đối với nước uống (ngoại trừ sông Pripyat vào đầu tháng 5 năm 1986 ở vùng hạ lưu của nó).

Trong vụ tai nạn tại nhà máy điện hạt nhân Chernobyl, tương đối ít chất thải ra môi trường - tổng lượng giải phóng ước tính là 0,22 MKi. Trong lịch sử, người ta đã chú ý nhiều đến hạt nhân phóng xạ này trong vệ sinh bức xạ. Cái này có một vài nguyên nhân. Thứ nhất, stronti-90 chiếm một phần đáng kể hoạt động trong hỗn hợp các sản phẩm của một vụ nổ hạt nhân: 35% tổng hoạt động ngay sau vụ nổ và 25% sau 15-20 năm, và thứ hai là tai nạn hạt nhân tại Mayak Hiệp hội Sản xuất ở Nam Urals vào năm 1957 và 1967, khi một lượng đáng kể stronti-90 được thải ra môi trường.

Stronti(lat. Stronti), Sr, một nguyên tố hóa học thuộc nhóm II của hệ thống tuần hoàn Mendeleev, số hiệu nguyên tử 38, khối lượng nguyên tử 87,62, kim loại màu trắng bạc. Stronti tự nhiên bao gồm một hỗn hợp của bốn đồng vị bền: 84 Sr, 86 Sr, 87 Sr và 88 Sr; phổ biến nhất là 88 Sr (82,56%).

Các đồng vị phóng xạ có số khối từ 80 đến 97 đã được thu nhận một cách nhân tạo, bao gồm cả. 90 Sr (T ½ = 27,7 năm), được hình thành trong quá trình phân hạch của uranium. Vào năm 1790, bác sĩ người Scotland A. Crawford, khi kiểm tra một khoáng chất được tìm thấy gần khu định cư Stronshian (ở Scotland), đã phát hiện ra rằng nó chứa một "trái đất" trước đây chưa được biết đến, được gọi là strontian. Sau đó nó trở thành stronti oxit SrO. Năm 1808, G. Davy, cho phép điện phân ở catot thủy ngân một hỗn hợp gồm hiđroxit Sr (OH) 2 ẩm với oxit thủy ngân, thu được hỗn hống Stronti.

Sự phân bố của Stronti trong tự nhiên. Hàm lượng trung bình của Stronti trong vỏ trái đất (clarke) là 3,4 · 10 -2% khối lượng; trong các quá trình địa hóa, nó là vệ tinh của canxi. Khoảng 30 khoáng chất Stronti được biết đến; quan trọng nhất là celestine SrSO 4 và strontianite SrCO 3. Trong đá magma, stronti chủ yếu ở dạng phân tán và đi vào dưới dạng tạp chất đẳng cấu vào mạng tinh thể của các khoáng chất canxi, kali và bari. Trong sinh quyển, Stronti tích tụ trong đá cacbonat và đặc biệt là trong trầm tích của các hồ và đầm muối (trầm tích celestine).

Tính chất vật lý của stronti.Ở nhiệt độ phòng, mạng tinh thể của Stronti là lập phương tâm diện (α-Sr) với chu kỳ a = 6,0848Å; ở nhiệt độ trên 248 ° C, nó chuyển thành biến thể lục giác (β-Sr) với chu kỳ mạng a = 4,32 Å và c = 7,06 Å; ở 614 ° C nó biến đổi thành một biến thể lập phương tâm khối (γ-Sr) với chu kỳ a = 4,85Å. Bán kính nguyên tử 2,15Å, bán kính ion Sr 2+ 1,20Å. Khối lượng riêng của dạng α là 2,63 g / cm 3 (20 ° C); t pl 770 ° C, t kip 1383 ° C; nhiệt dung riêng 737,4 kJ / (kg K); điện trở suất 22,76 · 10 -6 ohm · cm -1. Stronti là chất thuận từ, độ cảm từ của nguyên tử ở nhiệt độ phòng là 91,2 · 10 -6. Stronti là một kim loại dẻo mềm, có thể dễ dàng cắt bằng dao.

Tính chất hóa học. Cấu hình electron lớp ngoài cùng của nguyên tử Sr 5s 2; trong các hợp chất nó thường có trạng thái oxi hóa +2. Stronti là một kim loại kiềm thổ, về mặt hóa học tương tự như Ca và Ba. Kim loại stronti bị oxi hóa nhanh trong không khí, tạo thành màng bề mặt màu vàng có chứa oxit SrO, peroxit SrO 2 và Sr 3 N 2 nitrua. Với oxi, ở điều kiện thường, nó tạo thành oxit SrO (bột màu trắng xám), dễ biến đổi thành muối cacbonat SrCO 3 trong không khí; tương tác mạnh với nước, tạo thành hiđroxit Sr (OH) 2 - một bazơ mạnh hơn Ca (OH) 2. Khi đun nóng trong không khí, nó dễ bốc cháy và Stronti dạng bột bắt lửa tự phát trong không khí, vì vậy Stronti được bảo quản trong các bình kín dưới một lớp dầu hỏa. Nhanh chóng phân hủy nước với sự giải phóng hydro và sự hình thành hydroxit. Ở nhiệt độ cao, nó phản ứng với hydro (> 200 ° C), nitơ (> 400 ° C), phốt pho, lưu huỳnh và halogen. Khi đun nóng, nó tạo thành các hợp chất liên kim với kim loại, chẳng hạn như SrPb 3, SrAg 4, SrHg 8, SrHg 12. Trong số các muối stronti, các halogenua (trừ florua), nitrat, axetat và clorat đều dễ tan trong nước; cacbonat, sunfat, oxalat và photphat khó tan. Sự kết tủa của Stronti dưới dạng oxalat và sulfat được sử dụng để xác định phân tích của nó. Nhiều muối Stronti tạo thành các hyđrat kết tinh chứa từ 1 đến 6 phân tử nước kết tinh. SrS sulfua bị thủy phân dần dần bởi nước; Sr 3 N 2 nitrua (tinh thể màu đen) dễ bị phân hủy do nước giải phóng NH 3 và Sr (OH) 2. Stronti tan tốt trong amoniac lỏng, tạo dung dịch màu xanh lam đậm.

Nhận Strontium. Nguyên liệu chính để sản xuất các hợp chất stronti là các chất cô đặc từ quá trình làm giàu celestine và strontianite. Kim loại stronti thu được bằng cách khử oxit stronti với nhôm ở 1100-1150 ° C:

4SrO + 2Al = 3Sr + SrO Al 2 O 3.

Quá trình này được thực hiện trong các thiết bị điện chân không [ở 1 N / m 2 (10 -2 mm Hg)] hoạt động định kỳ. Hơi stronti ngưng tụ trên bề mặt được làm mát của bình ngưng được lắp vào thiết bị; Khi kết thúc quá trình khử, thiết bị chứa đầy argon và chất ngưng tụ được nấu chảy, chảy vào khuôn. Stronti cũng thu được bằng cách điện phân nóng chảy chứa 85% SrCl 2 và 15% KCl, tuy nhiên, trong quá trình này, hiệu suất hiện tại thấp và kim loại bị nhiễm muối, nitrua và oxit. Trong công nghiệp, điện phân với cực âm lỏng tạo ra hợp kim stronti, ví dụ với thiếc.

Ứng dụng của Strontium. Stronti dùng để khử oxy đồng và đồng. 90 Sr là nguồn bức xạ β trong pin điện nguyên tử. Stronti được sử dụng để sản xuất phốt pho và pin mặt trời, cũng như các hợp kim có tính pyrophoric cao. Ôxít stronti là thành phần của một số kính quang học và ôxít cực âm của ống chân không. Các hợp chất stronti tạo cho ngọn lửa có màu đỏ anh đào mãnh liệt, đó là lý do tại sao một số trong số chúng được sử dụng trong pháo hoa. Strontianite được đưa vào xỉ để làm sạch thép cấp cao khỏi lưu huỳnh và phốt pho; Stronti cacbonat được sử dụng trong các cốc không bay hơi và cũng được thêm vào men và men chịu thời tiết để phủ sứ, thép và hợp kim nhiệt độ cao. Chromate SrCrO 4 là một chất màu rất ổn định để sản xuất sơn nghệ thuật, SrTiO 3 titanate được sử dụng làm chất sắt điện, nó là một phần của gốm sứ piezoceramics. Muối stronti của axit béo ("xà phòng stronti") được sử dụng để sản xuất mỡ bôi trơn đặc biệt.

Muối và các hợp chất của Stronti có độc tính thấp; Khi làm việc với chúng, người ta phải hướng dẫn các quy định về an toàn với muối của kim loại kiềm và kiềm thổ.

Stronti trong cơ thể. Stronti là một phần không thể thiếu của vi sinh vật, thực vật và động vật. Ở loài cá phóng xạ biển (acantaria), bộ xương bao gồm stronti sulfat - celestine. Rong biển chứa 26-140 mg Stronti trên 100 g chất khô, thực vật trên cạn - 2,6, động vật biển - 2-50, động vật trên cạn - 1,4, vi khuẩn - 0,27-30. Sự tích lũy Stronti của các sinh vật khác nhau không chỉ phụ thuộc vào loài, đặc điểm của chúng mà còn phụ thuộc vào tỷ lệ Stronti với các nguyên tố khác, chủ yếu là Ca và P, trong môi trường, cũng như sự thích nghi của sinh vật với một môi trường địa hóa cụ thể.

Động vật nhận được Stronti bằng nước và thức ăn. Stronti được hấp thụ bởi người gầy, và bài tiết chủ yếu qua ruột già. Một số chất (polysaccharid của tảo, nhựa trao đổi cation) ngăn cản sự hấp thụ Stronti. Kho chứa Stronti chính trong cơ thể là mô xương, tro chứa khoảng 0,02% Stronti (trong các mô khác - khoảng 0,0005%). Sự dư thừa muối stronti trong chế độ ăn của chuột gây ra bệnh còi xương "stronti". Ở động vật sống trên đất có lượng celestine đáng kể, trong cơ thể có hàm lượng Stronti tăng cao dẫn đến giòn xương, còi xương và các bệnh khác. Ở các tỉnh địa hóa sinh giàu Stronti (một số khu vực của Trung và Đông Á, Bắc Âu, và những tỉnh khác), cái gọi là bệnh Urov có thể xảy ra.

Stronti-90. Trong số các đồng vị nhân tạo của Stronti, hạt nhân phóng xạ 90 Sr tồn tại lâu dài của nó là một trong những thành phần quan trọng gây ô nhiễm phóng xạ của sinh quyển. Khi ở trong môi trường, 90 Sr được đặc trưng bởi khả năng được bao gồm (chủ yếu cùng với Ca) trong các quá trình trao đổi chất của thực vật, động vật và con người. Do đó, khi đánh giá mức độ ô nhiễm của sinh quyển với 90 Sr, người ta thường tính tỷ lệ 90 Sr / Ca theo đơn vị stronti (1 s.u. = 1 micron μcurie 90 Sr trên 1 g Ca). Khi 90 Sr và Ca di chuyển dọc theo chuỗi sinh học và thức ăn, sự phân biệt Stronti xảy ra, đối với biểu thức định lượng mà "hệ số phân biệt" được tìm thấy, tỷ lệ 90 Sr / Ca trong mắt xích tiếp theo của chuỗi sinh học hoặc chuỗi thức ăn là như nhau giá trị trong liên kết trước đó. Theo quy luật, ở mắt xích cuối cùng của chuỗi thức ăn, nồng độ 90 Sr thấp hơn nhiều so với ở mắt xích ban đầu.

Thực vật có thể nhận 90 Sr trực tiếp từ sự ô nhiễm trực tiếp từ lá hoặc từ đất qua rễ (trong trường hợp này, loại đất, độ ẩm, độ pH, hàm lượng Ca và chất hữu cơ, v.v. có ảnh hưởng lớn) . Tương đối nhiều hơn 90 Sr được tích lũy bởi cây họ đậu, cây lấy củ và củ, ít hơn bởi ngũ cốc, bao gồm cả ngũ cốc và lanh. 90 Sr được tích lũy trong hạt và quả ít hơn đáng kể so với các cơ quan khác (ví dụ, 90 Sr trong lá và thân lúa mì nhiều hơn 10 lần so với trong ngũ cốc). Ở động vật (chủ yếu là thức ăn từ thực vật) và con người (chủ yếu là sữa bò và cá), 90 Sr tích tụ chủ yếu trong xương. Lượng 90 Sr lắng đọng trong cơ thể động vật và con người phụ thuộc vào tuổi của cá thể, số lượng hạt nhân phóng xạ tới, tốc độ phát triển của mô xương mới và những người khác. 90 Sr gây nguy hiểm lớn cho trẻ em, trong cơ thể trẻ nó xâm nhập vào cơ thể với sữa và tích tụ trong các mô xương đang phát triển nhanh chóng.

Tác dụng sinh học của 90 Sr có liên quan đến bản chất của sự phân bố của nó trong cơ thể (tích tụ trong bộ xương) và phụ thuộc vào liều lượng bức xạ β tạo ra bởi nó và đồng vị phóng xạ con của nó 90 Y. Với việc hấp thụ kéo dài 90 Sr vào, cơ thể, ngay cả với một lượng tương đối nhỏ, do mô xương bị chiếu xạ liên tục, bệnh bạch cầu và ung thư xương có thể phát triển. Những thay đổi đáng kể trong mô xương được quan sát thấy khi hàm lượng 90 Sr trong chế độ ăn là khoảng 1 microcurie trên 1 g Ca. Việc ký kết Hiệp ước cấm thử vũ khí hạt nhân trong khí quyển, không gian bên ngoài và dưới nước vào năm 1963 tại Moscow đã dẫn đến việc giải phóng gần như hoàn toàn khí quyển từ 90 Sr và giảm các dạng di động của nó trong đất.