Tietoja Strontiumista

{h1}

Elementin strontiumin ominaisuudet, lähteet ja käyttötavat.

Strontium on pehmeä, hopeinen metalli, jossa on useita käyttötarkoituksia: se estää TV-kuvaputkien lähettämät röntgenkuvat; se aiheuttaa maalata hehkuttamaan pimeässä; ja se vastaa ilotulitteiden loistavista punaisista. Strontiumilla on myös tärkeä merkitys lajien alkuperän selvittämisessä: antropologit mittaavat strontiumionien tasoja luissa ja hampaissa auttaakseen määrittämään muinaisten ihmisten ja eläinten maantieteelliset alkuperät. Vaikka luonnollinen strontium on vaaraton, yksi sen isotoopeista, Sr-90, kantaa luistelevampaa mainetta: se on vaarallisen sivutuote ydinvoimalaitoksessa.

Erittäin reaktiivinen

Strontium on melko yleinen luonteeltaan - se on 15. maapallon kuoren runsain osa Minerals Education Coalitionin (MEC) mukaan. Strontium esiintyy noin 0,03 prosentissa kaikesta hyytävistä kiveistä US Geological Survey (USGS) mukaan. Luonnollinen strontiumi on neljän vakavan isotoopin seos - Sr-84, Sr-86, Sr-87 ja Sr-88 - ja se esiintyy ensisijaisesti mineraaleissa celestite ja strontianiitti.

Kuten muutkin alkalimetallit, strontium reagoi voimakkaasti kemiallisesti ja reagoi sekä ilman että veden kanssa. Kun se altistuu ilmalle, se palaa kirkkaan punaisella liekillä. Yhdessä veden kanssa strontium antaa vetykaasua ja strontiumhydroksidia - voimakas ärsyttävyys.

Vaikka luonnollinen strontium on vakaa eikä terveydelle haitallista, synteettinen Sr-90-isotooppi on radioaktiivinen ja vaarallinen ydinpolttoaineen komponentti.

Strontiumin maailmanresurssien oletetaan ylittävän 1 miljardia tonnia USGS: n mukaan. Tärkeimmät strontiumin tuottajat Celestine-tuotteina ovat Kiina ja Espanja, minkä jälkeen Meksiko, Argentiina ja Marokko. Vaikka strontiumpitoisuudet esiintyvät laajalti Yhdysvalloissa, niitä ei ole louhittu vuodesta 1959 lähtien.

Ainoastaan ​​tosiasiat

  • Atominen numero (ydinprotonien lukumäärä): 38
  • Atominen symboli (elementtien jaksoittaisessa taulukossa): Sr
  • Atomipaino (atomin keskimääräinen massa): 87,62
  • Tiheys: 2,64 grammaa kuutiosenttimetriä kohden
  • Vaihe huoneenlämmössä: kiinteä
  • Sulamispiste: 1 431 astetta Fahrenheit (777 astetta Celsius)
  • Kiehumispiste: 2,520 astetta F (1 382 astetta C)
  • Isotooppien lukumäärä (saman elementin atomit eri numeroilla neutroneilla): 28, joiden puoliintumisajat ovat tiedossa; 4 vakaa
  • Yleisimmät isotoopit: Sr-88 (82,58 prosenttia luonnollinen runsaus); Sr-86 (9,86%); Sr-87 (7%); Sr-84 (0,56 prosenttia)

Strontiumin elektronin konfiguraatio ja elementaaliset ominaisuudet.

Strontiumin elektronin konfiguraatio ja elementaaliset ominaisuudet.

Luottamus: Greg Robson / Creative Commons, Andrei Marincas Shutterstock

käyttötarkoitukset

Täysin jauhettu strontiummetalli syttyy spontaanisti huoneenlämmössä. Jos olet koskaan ampunut pois punaisen ilotulitteen tai tienpilkun tai käytät hehku-in-the-dark maalia, olet todennäköisesti todistamassa strontiumkarbonaattia toiminnassa. Nämä strontiumsuolat luovat loistavan punaisen värin, ja niitä käytetään myös ilotulitusseosten vakauttamiseen Thought Co.:n mukaan.

Toinen primaarinen käyttö strontiumia varten on lasin väri-tv-katodisädeputkille (CRT), jossa sitä käytetään röntgensäteilyn estämiseen. Tämä käyttö kuitenkin vähenee nopeasti, koska CRT-laitteita vaihdetaan tasapaneelin tekniikoiden edistyessä, mikä vaatii pienempiä määriä strontiumkarbonaattia. Tämä on vaikuttanut merkittävästi strontiumin kaivostoimintaan ja jalostukseen USGS: n mukaan.

Strontiumia käytetään myös ferriittimagneetteissa (rautaoksidi yhdistettynä johonkin muuhun metallielementtiin) tai sinkin jalostusprosesseihin. Elementti voi myös tuottaa sähköä avaruuskoneille, kauko-asemille ja navigointipohjoille. Strontiumkloridiheksahydraatti on ainesosa hammastahnaa herkille hampaille Royal Society of Chemistry (RSC) mukaan.

Löytö

Vuonna 1787 epätavallinen kivi löydettiin lyijykaivoksessa Skotlannin Strontian kylässä ja tuodaan Edinburghiin tarkastettavaksi. Siellä se analysoi irlantilainen kemisti ja lääkäri Adair Crawford. Vaikka jotkut uskoivat olevan bariumyhdistetyyppi, Crawford havaitsi pian, että se oli uusi mineraali, joka sisälsi tuntemattoman aineen, jota hän nimesi strontia kylän jälkeen RSC: n mukaan.

Vuonna 1791 Edinburghin kemisti Thomas Charles Hope tuotti useita strontiumia sisältäviä yhdisteitä, huomauttaen myös, että se aiheutti kynttilän liekin poltettavan punaiseksi - toisin kuin RSC: n mukaan vihreän värin antavat bariumyhdisteet. Samaan aikaan saksalainen kemisti Martin Heinrich Klaproth suoritti myös testejä uudesta mineraalista ja pystyi tuottamaan sekä strontiumoksidia että strontiumhydroksidia.

Vuonna 1808 Cornishin kemisti ja keksijä Humphry Davy eristivät strontiummetallin elektrolyysillä käyttämällä menetelmää, jolla hän oli jo eristetty natrium ja kalium RSC: n mukaan.

Strontium dating

Useimmat strontium muodostuu, kun elementti rubidium hajoaa. Jokaisella planeetalla on omat ainutlaatuiset Strontium-ioniosuudet paikallisen geologian mukaan Curiosity.comin mukaan. Nämä strontiumioniet tulevat ruokaan ja vesihuoltoon ja päätyvät elimistöömme. Koska strontiumionit ovat kemiallisesti samanlaisia ​​kalsiumia kohtaan ja sitou- tuvat tiukasti kalsiumin tunnistaviin reseptoreihin, strontium voidaan vahingossa sisällyttää hampaisiin, luihin ja simpukoihin kalsiumin sijasta.

Tutkijat mittaavat strontiumisotooppeja Sr-86 ja Sr-87 muinaisissa hampaissa, luissa tai simpukoissa, ja sitten he vertaavat näiden kahden isotooppien suhdetta - joko toisiinsa tai toiseen elementtiin, kuten kalsium tai sinkki - määrittämään näytteen lähtöpaikka, ruokavalio tai ikä.

Eräässä yksittäisessä tapaustutkimuksessa antropologit löysivät 1000-vuotiaan hauta-haudan muinaisessa amerikansalaisessa Cahokian asutuksessa lähellä nykyaikaista St. Louisia. Missourissa. Haudassa oli 39 ihmisen jäännöksiä, joiden luut paljastivat väkivaltaisen lopputuloksen. Pitkän aikaa tutkijat ajattelivat, että nämä ihmiset olivat ulkomaalaisia, jotka oli tapettu sotavartijoiksi tai tunkeilijoiksi. Mutta viimeaikaisten strontiumtestien jälkeen uhrien hampaissa tutkijat havaitsivat, että suurin osa ihmisistä oli syntynyt ja kasvanut Cahokiaan.

Strontium-isotooppitason tutkiminen luussa on myös mahdollistanut tutkijoiden ymmärtävän paremmin esivanhempien ruokavaliota, tietäen, että kasvit ovat yleensä korkeammat luonnollisessa strontiumissa kuin lihassa. Esimerkiksi vuonna 2007 itävaltalaiset tutkijat vertailivat strontium- ja sinkkipitoisuuksia tukemaan hypoteesia siitä, että roomalaiset gladiaattorit olivat kasvissyöjiä, jotka söivät pääasiassa ohraa, papuja ja kuivattuja hedelmiä RSC: n mukaan.

Strontiumtestaus tapahtuu myös meressä. Joka 1000 kalsiumatomia varten simpukat sisältävät vain muutamaa strontiumatomia Sea Change Sciencein mukaan. Tutkimukset ovat osoittaneet, että meriveden Sr-86 ja Sr-87 suhteelliset tasot ovat muuttuneet ajan myötä. Viimeisten 40 miljoonan vuoden aikana valtameren pitoisuudet strontium-87 ovat tasaisesti lisääntyneet. Siksi milloin tahansa tämän 40 miljoonan vuoden jakson aikana, meressä oli ainutlaatuinen Sr-86-Sr-87 suhde Sea Change -ohjelman mukaan.

Itse asiassa, koska nämä kaksi strontium-isotooppia eivät hajoa, esimerkiksi muinaisen meren olennon kuoriin löydetty suhde pysyy ennallaan myös sen jälkeen, kun eläin kuolee ja sen kuori muuttuu fossiiliksi. Joten jopa miljoonien vuosien kuluttua tutkijat voivat määrittää meren fossiilien iän poimimalla strontiumin ja sovittamalla näiden kahden isotooppien suhde niihin, joiden tiedetään tapahtuneen merivedessä viimeisen tietyn ajanjakson aikana.

Radioaktiivisuus ja Fukushima

Strontium-isotooppi Sr-90 on ydinfysiotuote ja se vapautuu ympäristöön ydinreaktion aikana. Sr-90: n puoliintumisaika on noin 28 vuotta. Kun korkeat Sr-90-tasot imeytyvät luukudokseen kalsiumin sijasta, se voi tuhota luuytimen ja aiheuttaa syöpää.

Yhdysvalloissa Sr-90 vapautettiin ilmaan ydintestien aikana 1940- ja 50-luvuilla ja lopulta imeytyivät niityihin, lehmän mahojiin ja maitotuotteisiin, jotka näkyivät lasten hampaissa 1950-luvulla Chemistry Worldin mukaan. Kaksi merkittävää ydinonnettomuutta, jotka saivat Sr-90: n ja muun radioaktiivisen aineen ympäristöön, olivat Ukrainan Tšernobylin vuoden 1986 ydinreaktorin onnettomuus ja Japanin Fukushima Daiichin vuoden 2010 ydinonnettomuus.

Fukushiman onnettomuus tapahtui, kun Tohoku-maanjäristyksen (magnitudi 9.0) 11. maaliskuuta 2011 laukaisema tsunamisarja - vahingoitti Fukushiman ydinvoimalaa. Neljä kuudesta ydinreaktorista julkaisi ilmakehän ja meren säteilyn Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) mukaan. Fukushiman onnettomuus kohosi Sr-90: n tasoa Tyynenmeren vesillä Japanin itärannikolla jopa 100 kertaa Science Dayn mukaan.

Vuonna 2011 WHOI-radiokemisti Ken Buesseler järjesti ensimmäisen kattavan kansainvälisen retkikunnan tutkimaan radionuklidien leviämistä Fukushimasta Tyynen valtamerelle. Buesselerin työ osoittaa, että strontium tasot onnettomuusalueen ympärillä eivät vähene niin nopeasti kuin odotettiin. Kuitenkin, missä tarkalleen nämä tasot ovat, ja miksi he eivät ole vielä hallinnassa, on monimutkainen asia.

"Kukaan ei tiennyt, mitä" odottaa "niin, kun radioaktiiviset Sr-tasot ovat laskussa, he eivät palaa ennenaikaisen onnettomuuden tasolle, mikä viittaa jatkuviin lähteisiin", Buesseler kertoi WordsSideKick.com. "Näitä lähteitä ovat yksittäiset säiliövuodot, jotka näkyvät lähinnä ensimmäisten parien vuosien jälkeen vuoden 2011 jälkeen ja saastuneiden vesien pohjavesien virta mereen, mikä on vaikeaa, ellei mahdotonta, pysähtyä kokonaan."

Buesselerin tutkimus on erittäin tärkeä, koska strontiumin ja muiden radioaktiivisten aineiden ylimäärät uhkaavat ihmisille ja meren eläimille - mutta tässä vaiheessa cesiumin vapautuminen on suurempi huolenaihe.

"Strontium käyttäytyy paljon kuin kalsium, joten se tunnetaan" luun etsittävänä "elementtinä", Buesseler sanoi. "Sellaisena sillä on melko pitkä biologinen puoliintumisaika, eli ihmis- ja meren eliöissä pidetty aika on useita vuosia.

"Suurin riski ihmisille on saastuneiden meren eliöiden nauttiminen ja radioaktiivisen strontiumin kertyminen luissamme. Onneksi radioaktiivisen strontiumin alkutuotot olivat paljon pienempiä kuin cesiumisotoopit, ja toistaiseksi 90 asteen tasot mereneläviä Japanin rannikolla ovat vastaavasti pieniä ja vähemmän huolta kuin cesiumia. "

Joka tiesi?

  • Strontiumin ensimmäinen laajamittainen soveltaminen oli juurikkaan sokeriteollisuudessa juuri ennen ensimmäistä maailmansotaa. Yli 100 000 tonnia strontiumhydroksidia käytettiin joka vuosi sokerikiteytysprosessissa ETF.comin (Exchange-Traded Funds) mukaan.
  • Lähes kaikki strontiumyhdisteet käsitellään mineraaliestestistä. Koska celestite pitää usein bariumia ja kalsiumia (joiden ominaisuudet ovat samankaltaisia ​​kuin strontiumilla) - erotteluprosessin tekeminen vaikeaksi - raaka-sellisteelle vaaditaan usein vähintään 90 prosenttia strontiumsulfaattia tuotantoon, Earth Magazinein mukaan.
  • Sr-89 on vaikuttava aine Metastronissa, radioaktiivista lääkettä, jota käytetään potilailla, joilla on metastasoitunut luusyöpä. Strontium toimii kuin kalsium ja se sisällytetään lisääntyneeseen osteogeneesiin luun alueille. Tämä mahdollistaa säteilyn keskittymisen syöpäalueelle.
  • Strontiumkloridi on vaikuttava aine, jota käytetään hampaiden hampaisiin hampaisiin hampaisiin.Jotkut tuotemerkit sisältävät jopa 10 prosenttia strontiumkloridiheksahydraatti painosta.
  • Strontiumtitanaatilla on erittäin korkea taitekerroin ja optinen dispersio suurempi kuin timantti. Se on käytetty jalokiviä, vaikka se on hyvin pehmeä.

Lisäresurssit

  • Royal Society of Chemistry: Strontium
  • Jeffersonin laboratorio: Element Strontium
  • Los Alamosin kansallinen laboratorio: Strontium
  • Minerals Education Coalition: Strontium


Video Täydentää: Moderni fysiikka - ydinfysiikka teht. 7 - radioaktiivinen laskeuma.




FI.WordsSideKick.com
Kaikki Oikeudet Pidätetään!
Jäljentämistä Materiaalien Sallittu Vain Prostanovkoy Aktiivinen Linkki Sivustoon FI.WordsSideKick.com

© 2005–2019 FI.WordsSideKick.com