Стро́нцій (Sr) — хімічний елемент з атомним номером 38, а також відповідна проста речовина, лужноземельний метал. Атомна маса 87,62. Присутність в мінералі стронціаніті оксиду нового металу було встановлено у 1790 р. хіміками — шотландцем А.Кроуфордом та англійцем В.Крюйкшенком. У чистому вигляді виділений сером Гемфрі Деві у 1808 р. електролізом. У природі існує 4 стабільних ізотопи стронцію з масовими числами 84, 86, 87, 88.
Стронцій виділено в чистому вигляді сером Гемфрі Деві у 1808 за допомогою електролізу гідроксиду стронцію.
У 1924 році Філіп Даннер винайшов більш практичний, порівняно з методикою Деві, спосіб отримання чистого стронцію — відновлення його з окисів магнієм або алюмінієм.[3]
Фізичні властивості
Проста речовина — стронцій. Сріблясто-білий метал, ковкий і пластичний. Належить до лужноземельних металів.
Конфігурація кристалічної ґратки залежить від температури: нижче 215°C — кубічна гранецентрована (α-Sr) з періодом 0,6085 нм, при 215—605°C — гексагональна гранецентрована (β-Sr) з періодами а=0,432 нм, с=0,706 нм, вище 605°C — кубічна об'ємноцентрована (γ-Sr) з періодом 0.485 нм[4].
Густина при 273 К — 2630 кг/м³, tплав — 768 °C, tкип — 1390 °C.
Стронцій подібний до кальцію і барію, займаючи проміжне положення між ними. Типовий ступінь окиснення +2, проте відома сполука з +1 — монофлюорит стронцію FSr[5]. Окисно-відновний потенціал ε=-2.89 В. Електрохімічний еквівалент — 0,45404 мг/Кл[6].
Хімічно активний, швидко окиснюється на повітрі, покриваючись плівкою окису SrO, що сповільнює подальше окиснення, проте не зупиняє його, тому металічний стронцій зберігається під шаром керосину або масла. При нагріванні у повітрі горить з утворенням окису і нітриду (Sr3N2) стронцію, порошкоподібний стронцій може самозайматись. Слабко реагує з водою з виділенням водню, утворюючи гідроксид стронцію Sr(OH)2[7].
При температурі вище 300-400°C взаємодіє з воднем, азотом, фосфором, сіркою, карбоном і галогенами. Слабко реагує з концентрованими азотною і сульфатною кислотою і енергійно — з розбавленими[8].
При температурі вище 500°C і тиску 15 МПа реагує з киснем з утворенням пероксиду стронцію SrO2.
Поширення
Середній вміст стронцію в земній корі 3,4•10−2% (мас). Відомо близько 40 мінералів стронцію, найважливішими з яких є целестин SrSO4 і стронціаніт SrCO3, які переважно зустрічаються в осадових та гідротермальних утвореннях. Крім цього практично завжди присутній в мінералах кальцію, калію і барію, входячи у вигляді ізоморфної домішки в їх кристалічні ґратки.
Ізотопи
Природній стронцій складається з чотирьох різних ізотопів. Всі вони стабільні.
Масове число
Частка у природному стронції
Період напіврозпаду
84
0,56 %
∞
86
9,86 %
∞
87
7,00 %
∞
88
82,58 %
∞
Загалом відомо 38 ізотопів стронцію з масовими числами від 73 до 107, 3 з яких — метастабільні.
З нестабільних ізотопів, найбільші періоди напіврозпаду мають Sr90 (28,9 років) і Sr85 (65 днів)[9].
Основним промисловим способом отримання металевого стронцію є термічне відновлення його оксиду алюмінієм. Далі отриманий стронцій очищається за допомогою процесу сублімації.
Застосовують для виготовлення люмінофорів, окремі ізотопи — у променевій терапії тощо. Радіоактивний ізотоп 90Sr утворюється в атомних реакторах. Ізотоп 87Sr накопичується в природі за рахунок розпаду радіоактивного Rb. Накопичення 87Sr у рубідійвмісних гірських породах використовується для визначення їх віку за стронцієвим методом.
Біологічна роль
Стронцій не відіграє значної біологічної ролі, і не є небезпечним у концентраціях, що зустрічаються в природі. У організмі людини стронцій поводить себе подібно до кальцію і має підвищену концентрацію в кістках. У нормальних умовах, людина щодня споживає близько 3,3 міліграмів стронцію (2 мг з водою і решту — з їжею). Надмірне надходження стронцію (більше 500 мг на кілограм ваги за день) може призводити до порушення розвитку кісток у дітей і тварин (такі порушення відомі під назвами стронцієвий рахіт[10], урівська хвороба і хвороба Кашина-Бека[11]). Концентрація стронцію в людському тілі становить близько 4,6 мільйонних, причому 99% стронцію сконцентровано в кістках і зубах[12]. Рекомендована максимальна концентрація стронцію у питній воді становить 4 мг\л[13].
Значно більш небезпечним є ізотоп стронцію 90Sr з періодом напіврозпаду 28,8 років, що утворюється при багатьох ядерних реакціях, а при ядерних вибухах, або через викид радіоактивних відходів — потрапляє до навколишнього середовища. Він утворює добре розчинний у воді гідрокарбонат Sr(HCO3)2, активно мігрує до ґрунту, накопичується в рослинах і організмах тварин. При потраплянні в організм людини можливе ураження кісткової тканини і клітин печінки, лейкемія, та інші радіаційні ушкодження[14].
Глосарій термінів з хімії // Й. Опейда, О. Швайка. Ін-т фізико-органічної хімії та вуглехімії ім. Л. М. Литвиненка НАН України, Донецький національний університет. — Донецьк: Вебер, 2008. — 758 с. — ISBN 978-966-335-206-0
Деркач Ф. А. Хімія: посібник для вступ. до вузів / Ф. А. Деркач. — Л. : Видавництво Львівського університету, 1968. — 312 с.
