스트론튬 반응. 스트론튬 - 사진의 특성, 인체에서의 생물학적 역할, 화학 원소를 기반으로 한 약물 치료

정의

스트론튬- 주기율표의 38번째 원소. 명칭 - 라틴어 "스트론튬"의 Sr. 다섯 번째 기간에 위치한 그룹 IIA. 금속을 나타냅니다. 핵전하는 38이다.

스트론튬은 자연에서 주로 황산염과 탄산염의 형태로 발생하며, 미네랄 셀레스틴 SrSO 4 및 스트론티아나이트 SrCO 3 를 형성합니다. 지각의 스트론튬 함량은 0.04%(wt)입니다.

단순한 물질 형태의 스트론튬 금속은 연하고 연성이 있는 부드러운 은백색(그림 1) 금속입니다(칼로 쉽게 절단됨). 화학적 활성: 공기 중에서 빠르게 산화되고 물과 매우 격렬하게 반응하며 많은 원소와 직접 결합합니다.

쌀. 1. 스트론튬. 모습.

스트론튬의 원자 및 분자 질량

정의

물질의 상대분자량(Mr)는 주어진 분자의 질량이 탄소 원자 질량의 1/12보다 몇 배나 큰지를 나타내는 숫자입니다. 원소의 상대 원자 질량(A r)— 화학 원소의 평균 원자 질량이 탄소 원자 질량의 1/12보다 큰 횟수입니다.

자유 상태에서 스트론튬은 단원자 Sr 분자의 형태로 존재하기 때문에 원자 질량과 분자 질량의 값이 일치합니다. 그들은 87.62와 같습니다.

스트론튬의 동소체 및 동소체 변형

스트론튬은 세 가지 결정 형태로 존재하며, 각각은 특정 온도 범위에서 안정적입니다. 따라서 최대 215oC, α-스트론튬(면심 입방 격자)은 605oC - g - 스트론튬(체심 입방 격자) 이상, 온도 범위 215 - 605oC - b-에서 안정적입니다. 스트론튬(육각형 격자).

스트론튬 동위원소

자연에서 루비듐은 유일하게 안정한 동위원소인 90 Sr의 형태로 발견될 수 있는 것으로 알려져 있습니다. 질량수는 90이고, 원자핵은 38개의 양성자와 52개의 중성자를 포함합니다. 방사성.

스트론튬 이온

스트론튬 원자의 외부 에너지 준위에는 원자가인 두 개의 전자가 있습니다.

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

화학적 상호작용의 결과로 스트론튬은 원자가 전자를 포기합니다. 기증자이며 양전하를 띤 이온으로 변합니다.

Sr 0 -2e → Sr 2+ .

스트론튬 분자 및 원자

자유 상태에서 스트론튬은 단원자 Sr 분자의 형태로 존재합니다. 다음은 스트론튬 원자와 분자를 특징짓는 몇 가지 특성입니다.

스트론튬 합금

스트론튬은 구리 기반 합금의 합금 성분으로 야금학에서 널리 사용됩니다.

문제 해결의 예

실시예 1

스트론튬- 원자 번호 38을 갖는 D.I. Mendeleev의 화학 원소주기 시스템의 다섯 번째 기간 인 두 번째 그룹의 주요 하위 그룹의 요소입니다. 기호 Sr (lat. Strontium)로 표시됩니다. 단순 물질 스트론튬(CAS 번호: 7440-24-6)은 부드럽고 가단성이 있으며 연성인 은백색의 알칼리 토금속입니다. 화학적 활성이 높으며 공기 중에서 수분 및 산소와 빠르게 반응하여 노란색 산화막으로 덮입니다.

이름의 역사와 유래

새로운 원소는 1764년 스코틀랜드의 스트론시안(Stronshian) 마을 근처 납 광산에서 발견된 광물 스트론티아나이트에서 발견되었으며, 나중에 이 원소에 이름이 붙여졌습니다. 이 광물에 새로운 금속 산화물이 존재한다는 사실은 거의 30년 후 William Cruickshank와 Ader Crawford에 의해 발견되었습니다. 1808년 험프리 데이비 경(Sir Humphry Davy)이 순수한 형태로 분리했습니다.

자연 속의 존재

스트론튬은 바닷물(0.1mg/l), 토양(0.035wt%)에서 발견됩니다.

자연에서 스트론튬은 4개의 안정 동위원소인 84 Sr(0.56%), 86 Sr(9.86%), 87 Sr(7.02%), 88 Sr(82.56%)의 혼합물로 발생합니다.

스트론튬 획득

스트론튬 금속을 얻는 세 가지 방법:

— 일부 화합물의 열분해
- 전기 분해
- 산화물이나 염화물의 환원

스트론튬 금속을 생산하는 주요 산업적 방법은 알루미늄을 사용하여 산화물을 열환원시키는 것입니다. 다음으로, 생성된 스트론튬은 승화를 통해 정제됩니다.

SrCl2와 NaCl 혼합물의 용융물을 전기분해하여 스트론튬을 전기분해하여 생산하는 것은 전류 효율이 낮고 스트론튬이 불순물로 오염되어 있기 때문에 널리 보급되지 않았습니다.

스트론튬 수소화물 또는 질화물이 열분해되면 잘 분산된 스트론튬이 생성되며 이는 쉽게 발화되기 쉽습니다.

물리적 특성

스트론튬은 부드럽고 은백색의 금속으로 가단성과 연성이 있어 칼로 쉽게 절단할 수 있습니다.

다형성 - 세 가지 변형이 알려져 있습니다. 최대 215oC에서는 입방형 면심 변형(α-Sr)이 안정적이며 215~605oC에서는 육각형(β-Sr), 605oC 이상에서는 입방체 중심 변형(γ-Sr)입니다.

녹는점 - 768oC, 끓는점 - 1390oC

화학적 성질

화합물의 스트론튬은 항상 +2의 원자가를 나타냅니다. 스트론튬의 성질은 칼슘과 바륨에 가깝고 그 중간 위치를 차지합니다.

전기화학적 전압 계열에서 스트론튬은 가장 활동적인 금속 중 하나입니다(정상 전극 전위는 -2.89V입니다. 물과 격렬하게 반응하여 수산화물을 형성합니다.

Sr + 2H 2 O = Sr(OH) 2 + H 2

산과 상호 작용하고 염에서 중금속을 대체합니다. 농축산(H 2 SO 4, HNO 3)과 약하게 반응합니다.

스트론튬 금속은 공기 중에서 빠르게 산화되어 황색 필름을 형성하며, 여기에는 SrO 산화물 외에도 SrO 2 과산화물 및 Sr 3 N 2 질화물이 항상 존재합니다. 공기 중에서 가열하면 발화됩니다. 공기 중에서 분말화된 스트론튬은 자연 발화되기 쉽습니다.

비금속(황, 인, 할로겐)과 격렬하게 반응합니다. 수소(200oC 이상), 질소(400oC 이상)와 상호작용합니다. 실제로 알칼리와 반응하지 않습니다.

고온에서는 CO 2와 반응하여 탄화물을 형성합니다.

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

Cl - , I - , NO 3 - 음이온과 쉽게 용해되는 스트론튬염. 음이온 F -, SO 4 2-, CO 3 2-, PO 4 3-가 포함된 염은 약간 용해됩니다.

애플리케이션

스트론튬 및 그 화합물의 주요 응용 분야는 무선 전자 산업, 불꽃, 야금 및 식품 산업입니다.

야금

스트론튬은 구리 및 일부 합금의 합금화, 배터리 납 합금 도입, 주철, 구리 및 강철의 탈황에 사용됩니다.

금속열학

우라늄 환원에는 순도 99.99~99.999%의 스트론튬이 사용된다.

자성재료

자기적으로 단단한 스트론튬 페라이트는 영구 자석 생산에 널리 사용되는 재료입니다.

불꽃 쏘아 올리기

불꽃놀이에서는 탄산스트론튬, 질산염, 과염소산염을 사용하여 불꽃을 벽돌색으로 채색합니다. 마그네슘-스트론튬 합금은 강한 발화성을 가지며 방화 및 신호 구성을 위한 불꽃놀이에 사용됩니다.

동위원소

방사성 90 Sr(반감기 28.9년)은 티탄산스트론튬(밀도 4.8g/cm3, 에너지 방출 약 0.54W/cm3) 형태의 방사성 동위원소 전류원 생산에 사용됩니다.

원자력

스트론튬 우라네이트는 열화학적 방법(원자-수소 에너지)에 의한 수소 생산(스트론튬-우라네이트 사이클, Los Alamos, USA)에 중요한 역할을 하며, 특히 조성 내 우라늄 핵의 직접 핵분열을 위한 방법이 개발되고 있다 스트론튬 우라네이트는 물이 수소와 산소로 분해되어 열을 생성합니다.

고온 초전도

산화스트론튬은 초전도 세라믹의 성분으로 사용됩니다.

화학 전류원

불화스트론튬은 엄청난 에너지 용량과 에너지 밀도를 지닌 불소 전고체 배터리의 구성 요소로 사용됩니다.

주석과 납이 포함된 스트론튬 합금은 배터리 전류 리드를 주조하는 데 사용됩니다. 갈바니 전지 양극용 스트론튬-카드뮴 합금.

생물학적 역할

인체에 미치는 영향

천연(비방사성, 저독성, 골다공증 치료에 널리 사용됨) 및 방사성 스트론튬 동위원소가 인체에 미치는 영향을 혼동해서는 안 됩니다. 스트론튬 동위원소 90 Sr은 반감기가 28.9년인 방사성 물질입니다. 90 Sr은 β-붕괴를 거쳐 방사성 90 Y로 변합니다(반감기 64시간). 환경으로 방출된 스트론튬-90의 완전한 붕괴는 수백 년 후에야 발생합니다. 90 Sr은 핵 폭발 및 원자력 발전소의 배출 중에 형성됩니다. 화학 반응 측면에서 스트론튬의 방사성 동위원소와 비방사성 동위원소는 사실상 동일합니다. 천연 스트론튬은 미생물, 식물 및 동물의 구성 요소입니다. 체내로 들어가는 경로와 리듬에 관계없이 수용성 스트론튬 화합물은 골격에 축적됩니다. 연조직에는 1% 미만이 유지됩니다. 진입 경로는 골격의 스트론튬 침전량에 영향을 미칩니다. 신체 내 스트론튬의 작용은 종, 성별, 연령, 임신 및 기타 요인에 의해 영향을 받습니다. 예를 들어, 남성은 여성보다 골격에 더 높은 수준의 퇴적물을 가지고 있습니다. 스트론튬은 칼슘의 유사체입니다. 스트론튬은 뼈 조직이 활발하게 형성되는 4세 이하 어린이의 몸에 높은 비율로 축적됩니다. 스트론튬 대사는 소화기 계통 및 심혈관 계통의 특정 질병에서 변화합니다. 입국 경로:

1. 물(러시아 연방에서 물에 허용되는 최대 스트론튬 농도는 8mg/l이고 미국에서는 4mg/l입니다)
2. 음식 (토마토, 사탕무, 딜, 파슬리, 무, 무, 양파, 양배추, 보리, 호밀, 밀)
3. 기관내 전달
4. 피부를 통해 (피부)
5. 흡입(공기를 통해)
6. 식물이나 동물을 통해 스트론튬-90은 인체에 직접 들어갈 수 있습니다.
7. 스트론튬 관련 업무를 수행하는 사람(의학에서 방사성 스트론튬은 피부 및 눈 질환 치료에 사용됩니다. 천연 스트론튬의 주요 적용 분야는 무선 전자 산업, 불꽃, 야금, 금속열학, 식품 산업, 자성 물질, 방사성 물질 등 - 핵-수소 에너지, 방사성 동위원소 열전 발전기 등)

비방사성 스트론튬의 영향은 극히 드물며 오직다른 요인(칼슘 및 비타민 D 결핍, 영양실조, 바륨, 몰리브덴, 셀레늄 등과 같은 미량원소 비율의 불균형)에 노출된 경우. 그러면 어린이에게 "스트론튬 구루병"과 "스트론튬 질환"이 발생할 수 있습니다. 즉, 관절 손상 및 변형, 성장 지연 및 기타 장애가 발생할 수 있습니다. 반대로 방사성 스트론튬은 거의 항상 인체에 부정적인 영향을 미칩니다.

1. 골격 (뼈)에 침착되어 뼈 조직과 골수에 영향을 미쳐 방사선 질환, 조혈 조직 및 뼈의 종양이 발생합니다.
2. 백혈병, 뼈의 악성종양(암), 간, 뇌 손상을 유발합니다.

동위원소

스트론튬-90

스트론튬 동위원소 90 Sr은 반감기가 28.79년인 방사성 물질입니다. 90 Sr은 β-붕괴를 거쳐 방사성 이트륨 90 Y로 변합니다(반감기 64시간). 90 Sr은 핵 폭발 및 원자력 발전소의 배출 중에 형성됩니다.

스트론튬은 칼슘과 유사하며 뼈에 단단히 침착될 수 있습니다. 90 Sr 및 90 Y에 대한 장기간 방사선 노출은 뼈 조직과 골수에 영향을 미치며 이로 인해 방사선 질환, 조혈 조직 및 뼈의 종양이 발생합니다.

원자번호 38번, 질량 87.62. 자연에서 84, 86, 87, 88의 4가지 동위원소 형태로 안정된 상태로 발생합니다. 자연에서 가장 흔한 것은 88입니다. 천연 루비듐 87의 붕괴로 인해 스트론튬의 정확한 양은 시간이 지남에 따라 변합니다. 인간은 숫자 80-97의 방사성 원자를 얻었습니다.

또한 가장 일반적으로 사용되는 동위원소는 우라늄에서 얻습니다. 스트론튬 90. 원소 발견의 역사는 18세기 90년대로 거슬러 올라갑니다. 1787년에 스코틀랜드 스트론티아 마을 근처의 광물 스트론티아나이트에서 스트론튬이 처음 분리되었습니다.

첫 번째 연구는 화학자 Ader Crawford와 Martin Heinrich Klapot에 의해 수행되었습니다. 러시아에서는 토비아스 로위츠(Tobias Lowitz)가 스트론튬 지구에 대한 연구를 수행했습니다. 뚜렷한 특징은 밝은 붉은 불꽃으로 타는 것이었습니다.

스트론튬의 설명 및 특성

스트론튬 공식– 선생님 은빛 색조를 지닌 흰색의 다형성 금속입니다. 순수한 형태의 대기 산소와의 빠른 반응으로 인해 노란색 색조의 산화막을 얻습니다. 스트론튬 금속매우 부드럽고 단조하기 쉽습니다.

세 가지 수정 사항이 제시됩니다: 면심 입방형 결정 격자 - 최대 231°C, 육각형 - 231~623°C, 체심 입방체 - 623°C 이상의 온도. 스트론튬 원자외부 전자 껍질 5s2의 구조를 가지고 있습니다. 반응에서 산화되어 +2, 때로는 +1의 형태를 취합니다. 구조 원자 스트론튬: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 5s2

기본 물리적 지표:

원자량 - 34 cm 3 /g×원자;

원자 반경 – 2.15A;

밀도 - 20°C에서 2.63g/cm3;

Tpl. = 770°C;

유형 = 1380°C;

Ud. 20°C에서 0.176cal/g×deg 열;

증기압 462°C에서 10-3mmHg, 733°C에서 1mmHg, 1092°C에서 100mmHg;

표면 장력 165dynes/cm;

브리넬 경도 13kg/mm2;

화학적인 스트론튬의 특징. 반응성 측면에서 스트론튬은 그룹의 형제인 바륨 및 칼슘과 가깝습니다. 정상적인 조건에서는 대기 산소와 빠르게 상호 작용합니다. 결성됨 산화스트론튬황색을 띠는 SrO 및 SrO 2.

모든 알칼리 토금속과 마찬가지로 물과 반응하여 수산화스트론튬. 할로겐과의 상호작용은 매우 활발하여 할로겐화물이 형성됩니다. 분말 형태의 금속은 실온 및 대기압에서도 매우 빠르게 발화됩니다.

이 경우 특히 중요한 것은 요오드화물과 염화스트론튬. 가열되면 이산화탄소와 활발하게 결합하여 탄산염과 중탄산염을 형성합니다. 기상에서 수소가 첨가되면 수소화물 SrH 2가 형성됩니다. 다음 화합물도 가장 일반적입니다: 탄화물 - 탄소 기반 화합물(SrC 2), 아미드 - 기체 상태의 암모니아 포함(Sr(NH 2) 2), 황화물 - 황 포함(SrS), 셀렌화물 - 셀레늄 포함(SrSe ) 및 기타.

용융 상태의 스트론튬알루미늄, 철, 바륨 등과 같은 금속과 쉽게 혼합됩니다. 용융물의 균질화가 발생하여 금속간 화합물이 생성됩니다. 스트론튬은 묽은 산과 쉽게 반응합니다. 유기산과 무기산과의 반응에서 수많은 다른 염이 얻어집니다.

그러나 약산에 대해서는 높은 반응성을 나타내지만, 농산에 대해서는 활성을 나타내지 않습니다. 따라서 황산염, 질산염, 아질산염 및 기타 스트론튬염묽은 산과 반응하여 얻습니다. 대부분의 소금은 흰색이며 물에 대한 용해도는 다양합니다(일반적으로 무기산을 기반으로 하는 소금은 더 잘 용해됩니다).

스트론튬의 특성방사성 원소로. 방사성 동위원소는 루비듐 90이 베타 붕괴하는 동안 원자로에서 생성되며, 그 후 스트론튬은 베타 붕괴 단계를 거쳐 핵종 이트륨 90을 생성합니다. 스트론튬의 반감기 28.79년과 같습니다.

스트론튬 매장지 및 채굴

스트론튬은 자연계에 널리 분포되어 있습니다. 이 원소는 지각에서 광석 형태로 발생합니다. 세계 해양에는 전체 원소 매장량의 24% 이상이 포함되어 있습니다. 천연 매장지는 제한된 상태로만 존재하며 총 개수가 40 이상인 광물을 나타냅니다. CIS 국가, 서유럽, 북미, 주로 캐나다의 토양에서 가장 큰 광석 매장지가 발견되었습니다. 스트론티아나이트 - 탄산스트론튬 및 - 황산스트론튬.

금속을 생산하는 산업적 방법은 다양한 화합물을 사용하여 광물 광석을 처리하는 것을 기반으로 합니다. 그런 다음 화합물의 열분해 또는 전해 작용이 수행됩니다. 그러나 이러한 반응의 결과로 금속의 분말 형태가 형성되어 가연성이 매우 높거나 원소의 수율이 매우 낮고 불순물과 함께 얻어집니다. 따라서 위의 방법은 현재 사용되지 않습니다.

가장 인기 있는 방법은 금속 알루미늄과 규소 모래를 첨가하여 산화스트론튬을 줄이는 방법입니다. 반응은 1,000°C 이상의 매우 높은 온도에서 강철로 만들어진 진공관에서 일어납니다. 요소는 진공 하에서도 증류를 통해 정제됩니다. 원자력 에너지의 경우 방사성 동위원소를 얻는 것이 매우 중요합니다.

이들은 우라늄 235의 반감기 동안 원자로에서 생산됩니다. 동위원소 Sr 89( 스트론튬의 반감기 50.5일)은 안정 동위원소로부터 엄청난 양의 에너지가 방출되면서 붕괴 후에 형성됩니다. 스트론튬은 동물과 식물의 세계에서 없어서는 안될 부분입니다. 많은 유기체가 칼슘 및 인과 함께 원소를 축적합니다.

스트론튬의 응용

금속 형태에서는 합금제로 사용됩니다. 가단성과 가소성을 추가합니다. 바륨과 칼슘을 혼합하면 폭발성이 있습니다. 테르밋 혼합물의 일부입니다.

스트론튬 화합물의 사용:

SrO는 산화물 음극 및 불꽃 혼합물의 일부입니다.

SrCO 3 - 특수 코팅이 얻어집니다 - 화학적으로 안정하고 내열성 유약입니다.

Sr(NO 3) 2 는 신호탄용 불꽃 물질의 구성 요소입니다.

SrSO 4 – 페인트 및 고무용 필러.

SrCrO4는 항공기 산업의 바니시와 프라이머의 구성 요소입니다.

SrTiO3는 유전체 안테나, 도체 및 센서 생산에 사용되는 재료입니다.

SrF 2 - 특수 제품 생산에 사용됩니다.

SrCl2는 불꽃 조성물, 화장품 및 약물의 구성 요소입니다.

SrS는 가죽 첨가제 생산에 사용됩니다.

90 스트론튬 137세슘은 방사성 연료의 성분으로 사용됩니다.

유기 화합물을 기반으로 한 가장 유용한 물질은 다음과 같습니다. 스트론튬 라넬레이트- 뼈 조직 성장 자극제. 이 약은 골다공증 치료에 사용됩니다.

스트론튬 가격

스트론튬 금속은 대부분 화합물 형태로 판매됩니다. 가격 스트론튬 화합물매우 다양합니다: 질산염 – 3.8 USD, 염화물 – 500-800 루블, 1500에서 2500 루블까지 준비 형태의 라넬레이트.

스트론튬이 발견되기 오래 전에, 그 해독되지 않은 화합물은 불꽃놀이에 사용되어 붉은 빛을 생성했습니다. 그리고 지난 세기 40년대 중반까지 스트론튬은 주로 불꽃놀이, 재미, 불꽃놀이의 금속이었습니다. 원자 시대는 우리로 하여금 그것을 다르게 보게 만들었습니다. 첫째, 지구상의 모든 생명체에 대한 심각한 위협입니다. 둘째, 의학과 기술의 심각한 문제를 해결하는 데 매우 유용할 수 있는 소재입니다. 하지만 이에 대한 자세한 내용은 나중에 많은 위대한 과학자들의 이름이 발견된 역사와 함께 "재미있는" 금속의 역사부터 시작하겠습니다.

4회 열린 '그라운드'

1764년 스코틀랜드의 스트론티아 마을 근처의 납 광산에서 스트론티아나이트라고 불리는 광물이 발견되었습니다. 오랫동안 이것은 형석 CaF 2 또는 고철 BaCO 3 의 한 유형으로 간주되었지만 1790년 영국 광물학자인 Crawford와 Cruickshank는 이 광물을 분석하여 이 광물에 새로운 "토양"이 포함되어 있고 오늘날의 언어로는 산화물이 포함되어 있음을 발견했습니다.

그들과는 별도로 다른 영국 화학자 Hop이 동일한 광물을 연구했습니다. 동일한 결과를 얻은 그는 스트론티아나이트에 금속이라는 새로운 원소가 포함되어 있다고 발표했습니다. 스트론튬.

분명히 그 발견은 이미 "공중"에 있었습니다. 왜냐하면 거의 동시에 저명한 독일 화학자 Klaproth가 새로운 "지구"의 발견을 발표했기 때문입니다.

같은 해에 러시아의 유명한 화학자 학자인 토비 에고로비치 로비츠(Toviy Egorovich Lovitz)도 "스트론시안 지구"의 흔적을 발견했습니다. 그는 오랫동안 무거운 스파(heavy spar)로 알려진 광물에 관심을 가져왔습니다. 이 광물(조성은 BaSO4)에서 Karl Scheele는 1774년에 새로운 원소인 바륨의 산화물을 발견했습니다. 로비츠가 왜 무거운 스파링을 좋아하는지 우리는 모릅니다. 우리는 석탄의 흡착 특성을 발견하고 일반 및 유기 화학 분야에서 훨씬 더 많은 일을 한 과학자가 이 광물의 샘플을 수집했다는 것만 알고 있습니다. 그러나 로비츠는 단순한 수집가가 아니었습니다. 그는 곧 체계적으로 무거운 스파를 연구하기 시작했고 1792년에 이 광물에 알려지지 않은 불순물이 포함되어 있다는 결론에 도달했습니다. 그는 자신의 컬렉션에서 100g이 넘는 새로운 "지구"를 추출하고 그 속성을 계속 탐색했습니다. 연구 결과는 1795년에 출판되었습니다. Lowitz는 당시 다음과 같이 썼습니다. “저는 스트론시아 지구에 관한 Klaproth 교수의 훌륭한 기사를 읽었을 때 기분 좋게 놀랐습니다. 그때까지는 매우 불분명한 아이디어가 있었습니다. 그가 모든 점에서 지적한 염산염 및 질산염 중염의 모든 특성은 동일한 염의 특성과 완벽하게 일치합니다. 확인해야만 했어요. 스트론튬 흙의 놀라운 특성은 알코올 불꽃을 카민 레드 색상으로 착색하는 것입니다. 실제로 소금입니다. 이 재산을 완전히 소유했습니다.”

그래서 거의 동시에 여러 나라의 몇몇 연구자들이 스트론튬 발견에 가까워졌습니다. 그러나 1808년이 되어서야 원소 형태로 분리되었습니다.

당시의 뛰어난 과학자인 험프리 데이비는 이미 스트론튬 토금속이 분명히 알칼리 토금속임에 틀림없다는 것을 이해하고 이를 전기분해, 즉 칼슘, 마그네슘, 바륨과 같은 방식으로 얻었습니다. 그럼 좀 더 구체적으로 말하자면 세계 최초의 금속 스트론튬은 습한 수산화물을 전기분해하여 얻어졌습니다.. 음극에서 방출된 스트론튬은 즉시 결합되어 아말감을 형성합니다. Davy는 가열하여 아말감을 분해하여 순수한 금속을 분리했습니다.

이 금속은 흰색이고 무겁지 않고(밀도 2.6g/cm3) 상당히 부드러워서 770°C에서 녹습니다. 화학적 성질면에서 알칼리 토금속 계열의 전형적인 대표자입니다. 칼슘, 마그네슘 및 바륨과의 유사성은 너무 커서 논문 및 교과서에서는 일반적으로 스트론튬의 개별 특성을 고려하지 않으며 칼슘 또는 마그네슘의 예를 사용하여 분석합니다.

그리고 실용적인 응용 분야에서 이러한 금속은 더 접근하기 쉽고 저렴하기 때문에 여러 번 스트론튬을 대체했습니다. 예를 들어 설탕 생산에서 이런 일이 일어났습니다. 옛날 옛적에 한 화학자는 물에 불용성인 이당류스트론튬(C 12 H 22 O 4 * 2SrO)을 사용하여 당밀에서 설탕을 분리할 수 있다는 것을 발견했습니다. 스트론튬에 대한 관심이 즉시 높아졌으며 특히 독일과 영국에서 더 많은 사람들이 이를 받아들이기 시작했습니다. 그러나 곧 또 다른 화학자는 유사한 당산칼슘도 불용성이라는 사실을 발견했습니다. 그리고 스트론튬에 대한 관심은 즉시 사라졌습니다. 저렴하고 흔히 발견되는 칼슘을 사용하는 것이 더 수익성이 높습니다.

물론 이것이 스트론튬이 완전히 "얼굴을 잃었다"는 의미는 아닙니다. 다른 알칼리 토금속과 구별되고 구별되는 특성이 있습니다. 이에 대해 더 자세히 알려 드리겠습니다.

스트론튬 금속 빨간색 표시등

이것이 바로 학자 A.E. Fersman이 스트론튬이라고 부르는 것입니다. 실제로 휘발성 스트론튬 염 중 하나를 불꽃에 던지면 불꽃은 즉시 밝은 카민색으로 변합니다. 화염 스펙트럼에 스트론튬 선이 나타납니다.

이 간단한 경험의 본질을 이해하려고 노력합시다. 스트론튬 원자의 5개 전자 껍질에는 38개의 전자가 있습니다. 코어에 가장 가까운 세 개의 껍질은 완전히 채워져 있으며 마지막 두 개는 "빈 공간"이 있습니다. 버너 화염에서 전자는 열적으로 여기되어 더 높은 에너지를 획득하여 낮은 에너지 레벨에서 높은 에너지 레벨로 이동합니다. 그러나 그러한 여기 상태는 불안정하며 전자는 더 유리한 낮은 수준으로 돌아가 광양자의 형태로 에너지를 방출합니다. 스트론튬 원자(또는 이온)는 주로 빨간색과 주황색 광파의 길이에 해당하는 주파수를 갖는 양자를 방출합니다. 따라서 불꽃의 카민-붉은 색입니다.

휘발성 스트론튬 염의 이러한 특성으로 인해 다양한 불꽃 구성 요소의 필수 구성 요소가 되었습니다. 불꽃놀이의 붉은 형상, 신호등의 붉은 빛, 조명탄은 스트론튬의 “수공예품”입니다.

가장 흔히 질산염 Sr(NO 3) 2, 옥살산염 SrC 2 O 4 및 탄산스트론튬 SrCO 3이 불꽃놀이에 사용됩니다. 질산스트론튬이 선호됩니다. 이는 화염에 색을 칠할 뿐만 아니라 산화제 역할도 합니다. 화염 속에서 분해되면 자유 산소를 방출합니다.

Sr(NO 3) 2 → SrO + N2 + 2.502

산화스트론튬 SrO는 불꽃을 분홍색으로만 색칠합니다. 따라서 염소는 한 가지 형태 또는 다른 형태(보통 유기염소 화합물의 형태)로 불꽃 조성물에 도입되어 과잉으로 인해 반응 평형이 오른쪽으로 이동합니다.

2SrO + CI 2 → 2SrCl + O 2 .

일염화스트론튬 SrCl의 방사선은 SrO의 방사선보다 더 강렬하고 밝습니다. 이러한 구성 요소 외에도 불꽃 조성물에는 유기 및 무기 가연성 물질이 포함되어 있으며, 그 목적은 크고 무색인 불꽃을 생성하는 것입니다.

빨간불에는 꽤 많은 요리법이 있습니다. 그 중 두 가지를 예로 들어보겠습니다. 첫 번째: Sr(NO 3) 2 - 30%, Mg - 40%, 수지 - 5%,

헥사클로로벤젠 - 5%, 과염소산칼륨 KClO 4 - 20%. 두 번째: 염소산칼륨 KClO 3 - 60%, SrC2O 4 - 25%, 수지 - 15%. 이러한 구성은 준비하기 어렵지 않지만 가장 입증된 불꽃 구성이라 할지라도 "취급"이 필요하다는 점을 기억해야 합니다. 집에서 만드는 불꽃놀이는 위험해요..

스트론튬, 유약 및 에나멜

첫 번째 유약은 도자기 생산이 시작될 무렵에 나타났습니다. 기원전 4천년으로 거슬러 올라간 것으로 알려져 있습니다. 그들은 점토 제품을 덮는 데 사용되었습니다. 그들은 잘게 간 모래, 칼륨, 분필을 물에 녹인 현탁액으로 도자기를 덮은 다음 건조하고 가마에서 구우면 거친 점토 가루가 유리 같은 물질의 얇은 막으로 덮여 매끄러워지는 것을 발견했습니다. 그리고 반짝이는. 유리 코팅은 모공을 닫고 용기가 공기와 습기에 침투하지 못하도록 만듭니다. 이 유리 같은 물질이 유약입니다. 나중에 점토 제품은 먼저 페인트로 코팅된 다음 유약으로 코팅되기 시작했습니다. 유약은 페인트가 오랫동안 흐려지거나 퇴색되는 것을 방지하는 것으로 나타났습니다. 나중에도 유약은 토기와 도자기 생산에 사용되었습니다. 요즘에는 도자기와 금속, 도자기와 토기, 각종 건축제품에 유약을 입히고 있습니다.

여기서 스트론튬의 역할은 무엇입니까?

이 질문에 답하려면 다시 역사를 살펴봐야 합니다. 유약의 기본은 다양한 산화물로 구성됩니다. 알칼리성(칼륨)과 납 유약은 오랫동안 알려져 왔습니다. 전자는 규소, 알칼리 금속(K 및 Na) 및 칼슘의 산화물을 기반으로 합니다. 둘째, 산화납도 존재합니다. 나중에는 붕소를 함유한 유약이 널리 사용되었습니다. 납과 붕소를 첨가하면 유약에 거울 같은 빛이 나고 유약 페인트를 더 잘 보존할 수 있습니다. 그러나 납 화합물은 유독하며 붕소는 부족합니다.

1920년에 American Hill은 처음으로 산화스트론튬(Sr-Ca-Zn 시스템)을 포함하는 무광택 유약을 사용했습니다. 그러나 이 사실은 눈에 띄지 않았으며 납이 특히 귀했던 제2차 세계 대전 중에만 그들은 힐의 발견을 기억했습니다. 그리고 엄청난 양의 연구가 쏟아졌습니다. 수십 개의(!) 스트론튬 유약 제조법이 여러 나라에서 나타났습니다. 스트론튬을 칼슘으로 대체하려는 시도도 있었지만 칼슘 유약은 경쟁력이 없는 것으로 판명되었습니다.

스트론튬 유약은 무해할 뿐만 아니라 가격도 저렴합니다(탄산스트론튬 SrCO3는 적색 납보다 3.5배 저렴합니다). 납 유약의 모든 긍정적인 특성도 납 유약의 특징입니다. 또한 이러한 유약으로 코팅된 제품은 추가적인 경도, 내열성 및 내화학성을 획득합니다.

에나멜(불투명 유약)도 규소 및 산화스트론튬을 기반으로 제조됩니다. 티타늄과 산화 아연을 첨가하여 불투명하게 만듭니다. 도자기 품목, 특히 꽃병은 종종 딱딱한 유약으로 장식됩니다. 그러한 꽃병은 색깔 있는 균열의 네트워크로 덮여 있는 것 같습니다. "크랙클" 기술의 기본은 유약과 도자기의 서로 다른 열팽창 계수입니다. 유약을 입힌 도자기를 1280~1300°C의 온도에서 소성한 다음 온도를 150~220°C로 낮추고 아직 완전히 냉각되지 않은 제품을 착색염(예: 코발트염의 경우) 용액에 담급니다. 검은색 메쉬를 구해야 합니다.) 이 염은 결과로 생긴 균열을 채웁니다. 그 후, 제품은 건조되고 다시 800-850°C로 가열됩니다. - 소금이 균열에서 녹아 밀봉됩니다. 크래클 유약은 전 세계 여러 나라에서 인기 있고 널리 퍼져 있습니다. 이러한 방식으로 만들어진 장식 및 응용 예술 작품은 아마추어들에게 높이 평가됩니다. 스트론튬이 없는 유약을 사용하면 큰 경제적 효과를 얻을 수 있다는 점을 덧붙여야 합니다.

스트론튬 방사성

알칼리 토금속과 뚜렷이 구별되는 스트론튬의 또 다른 특징은 방사성 동위원소인 스트론튬-90의 존재입니다. 이는 오랫동안 생물물리학자, 생리학자, 방사선생물학자, 생화학자 및 단순한 화학자들을 걱정해 왔습니다.

핵 연쇄 반응의 결과로 약 200개의 방사성 동위원소가 플루토늄과 우라늄 원자로 형성됩니다. 대부분은 수명이 짧습니다. 그러나 동일한 과정으로 반감기가 27.7년인 스트론튬-90 핵도 생성됩니다. 스트론튬-90은 순수 베타 방출체입니다. 이는 상대적으로 짧은 거리에 있지만 매우 적극적으로 모든 생명체에 작용하는 에너지 전자 흐름을 방출한다는 것을 의미합니다. 칼슘 유사체인 스트론튬은 신진대사에 적극적으로 관여하며 칼슘과 함께 뼈 조직에 침착됩니다.

스트론튬-90과 붕괴 중에 형성된 딸 동위원소 이트륨-90(반감기 64시간, 베타 입자 방출)은 뼈 조직에 영향을 미치며, 가장 중요한 것은 방사선에 특히 민감한 골수에 영향을 미칩니다. 조사의 영향으로 생명체에 화학적 변화가 일어납니다. 세포의 정상적인 구조와 기능이 중단됩니다. 이는 조직에 심각한 대사 장애를 초래합니다. 결과적으로 혈액암 (백혈병) 및 뼈와 같은 치명적인 질병이 발생합니다. 또한 방사선은 DNA 분자에 작용하므로 유전에 영향을 미칩니다. 그것은 해로운 영향을 미칩니다.

인체 내 스트론튬-90 함량은 폭발한 원자무기의 총 위력에 직접적으로 의존합니다. 폭발 시 생성되어 바람에 의해 장거리로 운반되는 방사성 먼지를 흡입하여 체내로 유입됩니다. 감염의 또 다른 원인은 식수, 식물 및 유제품입니다. 그러나 두 경우 모두 자연은 스트론튬-90이 신체로 들어가는 경로에 자연적인 장애물을 놓습니다. 최대 5미크론 크기의 입자만 호흡 기관의 가장 미세한 구조에 들어갈 수 있으며 폭발 중에 그러한 입자가 거의 형성되지 않습니다. 둘째, 폭발 중에 스트론튬은 SrO 산화물 형태로 방출되며 체액에 대한 용해도는 매우 제한적입니다. 식품 시스템을 통한 스트론튬의 통과는 "스트론튬-칼슘 차별"이라는 요인에 의해 방지됩니다. 칼슘과 스트론튬이 동시에 존재하면 신체가 칼슘을 선호한다는 사실로 표현됩니다. 식물의 Ca:Sr 비율은 토양의 두 배입니다. 또한 우유와 치즈의 스트론튬 함량은 가축 사료로 사용되는 풀에 함유된 것보다 5~10배 적습니다.

그러나 이러한 유리한 요소에만 전적으로 의존할 수는 없으며 스트론튬-90에 대해서만 어느 정도 보호할 수 있습니다. 세 가지 환경에서 원자 및 수소 무기 실험이 금지될 때까지 스트론튬으로 인한 희생자 수가 해마다 증가한 것은 우연이 아닙니다. 그러나 강력한 이온화와 긴 반감기라는 스트론튬-90의 동일한 끔찍한 특성이 인간에게 유익한 것으로 바뀌었습니다.

방사성 스트론튬은 다양한 공정의 동역학 연구에서 동위원소 추적자로 응용되는 것을 발견했습니다. 이 방법을 통해 동물 실험에서 스트론튬이 살아있는 유기체에서 어떻게 작용하는지, 즉 주로 국소화되는 위치, 신진 대사에 참여하는 방식 등을 확립했습니다. 동일한 동위원소가 방사선 치료에서 방사선원으로 사용됩니다. 스트론튬-90이 함유된 어플리케이터는 눈과 피부 질환 치료에 사용됩니다. 스트론튬-90 제제는 결함 탐지기, 정전기 방지 장치, 일부 연구 장비 및 핵 배터리에도 사용됩니다. 근본적으로 해로운 발견은 없습니다. 요점은 발견이 누구의 손에 있는지입니다. 방사성 스트론튬의 역사가 이를 증명한다.

천연 스트론튬은 88 Sr(82.56%), 86 Sr(9.86%), 87 Sr(7.02%) 및 84 Sr(0.56%)의 네 가지 안정 동위원소로 구성됩니다. 스트론튬 동위원소의 풍부함은 천연 87 Rb의 붕괴로 인한 87 Sr의 형성으로 인해 다양합니다. 이러한 이유로 루비듐을 함유한 암석이나 광물의 정확한 스트론튬 동위원소 조성은 암석이나 광물의 연대와 Rb/Sr 비율에 따라 달라집니다.

우라늄 핵분열 중에 형성되는 90 Sr(T 1/2 = 29.12년)을 포함하여 질량수가 80에서 97까지인 방사성 동위원소가 인위적으로 획득되었습니다. 산화 상태 +2, 매우 드물게 +1.

요소 발견의 역사.

스트론튬은 1787년 스트론시안(스코틀랜드) 근처의 납 광산에서 발견된 광물 스트론티아나이트에서 그 이름을 얻었습니다. 1790년에 영국의 화학자 Ader Crawford(1748-1795)는 스트론티아나이트에 아직 알려지지 않은 새로운 "지구"가 포함되어 있음을 보여주었습니다. 스트론티아나이트의 이러한 특징은 독일의 화학자 마틴 하인리히 클라프로트(Martin Heinrich Klaproth, 1743-1817)에 의해 확립되었습니다. 영국의 화학자 T. Hope는 1791년에 스트론티아나이트에 새로운 원소가 포함되어 있음을 증명했습니다. 그는 바륨의 경우 황록색, 스트론튬의 경우 밝은 빨간색, 칼슘의 경우 주황색-빨간색과 같은 특징적인 불꽃 색상을 사용하여 바륨, 스트론튬 및 칼슘의 화합물을 명확하게 구별했습니다.

서양 과학자들과는 상관없이 상트페테르부르크 학자 토비아스(토비 에고로비치) 로비츠(1757-1804)는 1792년 광물 중정석을 연구하던 중 산화바륨 외에 "스트론시안 지구"도 포함하고 있다는 결론에 도달했습니다. 불순물. 그는 무거운 스파에서 100g 이상의 새로운 "지구"를 추출하고 그 특성을 연구했습니다. 이 연구의 결과는 1795년에 출판되었습니다. Lovitz는 다음과 같이 썼습니다. "나는 스트론시아 지구에 관한 Klaproth 교수의 훌륭한 기사를 읽었을 때 기분 좋게 놀랐습니다. 그때까지는 매우 불분명한 생각이 있었습니다... 그 사람이 지적한 염산염의 모든 특성과 모든 점에서 중간 질산염 염은 동일한 염의 특성과 완벽하게 일치합니다... 확인만 하면 되었습니다... 스트론튬 흙의 놀라운 특성은 카민에서 알코올 불꽃을 착색하는 것입니다 -붉은 색, 그리고 사실 내 소금도... 이 특성을 완전히 갖고 있었습니다."

스트론튬은 1808년 영국의 화학자이자 물리학자인 험프리 데이비(Humphry Davy)에 의해 처음으로 자유 형태로 분리되었습니다. 금속 스트론튬은 습한 수산화물을 전기분해하여 얻었습니다. 음극에서 방출된 스트론튬은 수은과 결합하여 아말감을 형성합니다. Davy는 가열하여 아말감을 분해하여 순수한 금속을 분리했습니다.

자연과 산업 생산에서 스트론튬의 보급. 지각의 스트론튬 함량은 0.0384%입니다. 이는 15번째로 가장 흔하며 바륨 바로 다음으로 불소보다 약간 뒤따릅니다. 스트론튬은 자유 형태로 발견되지 않습니다. 약 40종의 미네랄을 형성합니다. 그 중 가장 중요한 것은 celestine SrSO 4입니다. 스트론티아나이트 SrCO3도 채굴됩니다. 스트론튬은 다양한 마그네슘, 칼슘 및 바륨 광물에 동형 불순물로 존재합니다.

스트론튬은 자연수에서도 발견됩니다. 바닷물에서 농도는 0.1 mg/l입니다. 이는 세계 해양의 물에 수십억 톤의 스트론튬이 포함되어 있음을 의미합니다. 스트론튬을 함유한 광천수는 이 원소를 분리하기 위한 유망한 원료로 간주됩니다. 바다에서는 스트론튬의 일부가 페로망간 단괴(연간 4900톤)에 집중되어 있습니다. 스트론튬은 또한 SrSO4로 골격을 구성하는 가장 단순한 해양 유기체인 방산충에 의해 축적됩니다.

세계의 산업용 스트론튬 자원에 대한 철저한 평가는 이루어지지 않았지만, 그 양은 10억 톤을 초과하는 것으로 추정됩니다.

셀레스틴의 가장 큰 매장지는 멕시코, 스페인, 터키에 있습니다. 러시아의 Khakassia, Perm 및 Tula 지역에도 유사한 매장지가 있습니다. 그러나 우리나라의 스트론튬 수요는 주로 수입과 탄산스트론튬이 2.4%를 차지하는 인회석 정광의 가공을 통해 충족됩니다. 전문가들은 최근 발견된 Kishertskoye 매장지(Perm 지역)에서 스트론튬 생산이 이 제품의 세계 시장 상황에 영향을 미칠 수 있다고 믿습니다. 페름기 스트론튬의 가격은 현재 톤당 약 $1,200인 미국산 스트론튬보다 약 1.5배 낮을 수 있습니다.

단순물질의 특성과 금속스트론튬의 산업생산.

스트론튬 금속은 은백색을 띤다. 정제되지 않은 상태에서는 연한 노란색을 띤다. 비교적 부드러운 금속으로 칼로 쉽게 절단할 수 있습니다. 실온에서 스트론튬은 면심 입방 격자(a-Sr)를 갖습니다. 231°C 이상의 온도에서는 육각형 변형(b -Sr)으로 변합니다. 623°C에서는 입방체 중심 변형(g-Sr)으로 변환됩니다. 스트론튬은 경금속이며 a형 밀도는 2.63g/cm3(20°C)입니다. 스트론튬의 녹는점은 768°C, 끓는점은 1390°C입니다.

알칼리 토금속인 스트론튬은 비금속과 활발하게 반응합니다. 실온에서 스트론튬 금속은 산화물과 과산화물 필름으로 코팅됩니다. 공기 중에서 가열되면 발화됩니다. 스트론튬은 질화물, 수소화물, 탄화물을 쉽게 형성합니다. 고온에서 스트론튬은 이산화탄소와 반응합니다.

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

스트론튬 금속은 물 및 산과 반응하여 수소를 방출합니다.

Sr + 2H 3 O + = Sr 2+ + H 2 + 2H 2 O

난용성 염이 생성되는 경우에는 반응이 일어나지 않습니다.

스트론튬은 액체 암모니아에 용해되어 진한 파란색 용액을 형성하며, 이 용액에서 증발하면 반짝이는 구리색 암모니아 Sr(NH 3) 6 을 얻을 수 있으며, 이는 점차적으로 아미드 Sr(NH 2) 2로 분해됩니다.

천연 원료로부터 금속 스트론튬을 얻으려면 먼저 셀레스틴 농축물을 석탄과 함께 가열하여 황화스트론튬으로 환원합니다. 황화스트론튬은 염산으로 처리되고, 생성된 염화스트론튬은 탈수됩니다. 스트론티아나이트 정광을 1200°C에서 소성하여 분해한 후 생성된 산화스트론튬을 물이나 산에 용해시킵니다. 종종 스트론티아나이트는 질산이나 염산에 즉시 용해됩니다.

스트론튬 금속은 용융된 염화스트론튬(85%)과 칼륨 또는 염화암모늄(15%)의 혼합물을 니켈 또는 철 음극에서 800℃에서 전기분해하여 얻습니다. 이 방법으로 얻은 스트론튬에는 일반적으로 0.3~0.4%의 칼륨이 포함되어 있습니다.

알루미늄을 이용한 산화스트론튬의 고온 환원도 사용됩니다.

4SrO + 2Al = 3Sr + SrOAl2O3

산화스트론튬의 금속열환원에는 실리콘이나 페로실리콘도 사용됩니다. 이 공정은 강철 튜브 내 진공 상태에서 1000°C로 수행됩니다. 염화스트론튬은 수소 분위기에서 금속 마그네슘으로 환원됩니다.

스트론튬의 최대 생산국은 멕시코, 스페인, 터키, 영국입니다.

지각의 함량이 상당히 높음에도 불구하고 금속 스트론튬은 아직 널리 사용되지 않았습니다. 다른 알칼리 토금속과 마찬가지로 유해 가스와 불순물로부터 철 금속을 정화할 수 있습니다. 이 특성은 야금학에 사용하기 위한 스트론튬의 전망을 제공합니다. 또한 스트론튬은 마그네슘, 알루미늄, 납, 니켈 및 구리 합금의 합금 첨가제입니다.

스트론튬 금속은 많은 가스를 흡수하므로 진공 기술에서 게터로 사용됩니다.

스트론튬 화합물.

스트론튬의 주요 산화 상태(+2)는 주로 전자 구성에 의해 결정됩니다. 이는 수많은 이원 화합물과 염을 형성합니다. 염화스트론튬, 브롬화물, 요오드화물, 아세트산 및 기타 스트론튬 염은 물에 잘 녹습니다. 대부분의 스트론튬 염은 약간 용해됩니다. 그중에는 황산염, 불소, 탄산염, 옥살산염이 있습니다. 난용성 스트론튬염은 수용액에서 교환반응을 통해 쉽게 얻을 수 있습니다.

많은 스트론튬 화합물은 특이한 구조를 가지고 있습니다. 예를 들어, 분리된 스트론튬 할로겐화물 분자는 눈에 띄게 구부러져 있습니다. 결합각은 SrF 2 의 경우 ~120°이고 SrCl 2 의 경우 ~115°입니다. 이 현상은 sp-가 아닌 sd- 혼성화를 사용하여 설명할 수 있습니다.

산화스트론튬 SrO는 뜨거운 온도에서 탄산염을 하소하거나 수산화물을 탈수하여 얻습니다. 이 화합물의 격자 에너지와 융점(2665°C)은 매우 높습니다.

산화스트론튬이 고압의 산소 환경에서 하소되면 과산화물 SrO2가 형성됩니다. 노란색 슈퍼옥사이드 Sr(O 2) 2 도 얻어졌습니다. 물과 상호 작용할 때 산화 스트론튬은 수산화물 Sr(OH) 2를 형성합니다.

산화스트론튬– 산화물 음극의 구성 요소(진공 장치의 전자 방출체). 이는 컬러 텔레비전(X선 흡수)의 브라운관 유리, 고온 초전도체 및 불꽃 혼합물의 일부입니다. 금속 스트론튬 생산의 출발 물질로 사용됩니다.

1920년에 American Hill은 처음으로 스트론튬, 칼슘 및 아연의 산화물을 포함하는 무광택 유약을 사용했지만 이 사실은 눈에 띄지 않았으며 새로운 유약은 전통적인 납 유약의 경쟁자가 되지 못했습니다. 납이 특히 귀했던 2차 세계대전 중에만 그들은 힐의 발견을 기억했습니다. 이로 인해 엄청난 연구가 발생했습니다. 여러 나라에서 수십 가지의 스트론튬 유약 제조법이 나타났습니다. 스트론튬 유약은 납 유약보다 덜 해로울 뿐만 아니라 가격도 더 저렴합니다(탄산스트론튬은 적색 납보다 3.5배 저렴합니다). 동시에 납유약의 모든 긍정적인 특성도 갖추고 있습니다. 또한 이러한 유약으로 코팅된 제품은 추가적인 경도, 내열성 및 내화학성을 획득합니다.

에나멜(불투명 유약)도 규소 및 산화스트론튬을 기반으로 제조됩니다. 티타늄과 산화 아연을 첨가하여 불투명하게 만듭니다. 도자기 제품, 특히 꽃병은 종종 딱딱한 유약으로 장식됩니다. 그러한 꽃병은 색깔 있는 균열의 그물망으로 덮여 있는 것 같습니다. 크래클 기술의 기본은 유약과 도자기의 열팽창 계수가 다르기 때문입니다. 유약을 입힌 도자기를 1280~1300°C의 온도에서 소성한 다음 온도를 150~220°C로 낮추고 아직 완전히 냉각되지 않은 제품을 착색염(예: 코발트염의 경우) 용액에 담급니다. 검은색 메쉬를 구해야 합니다.) 이 염은 결과로 생긴 균열을 채웁니다. 그 후 제품을 건조시키고 다시 800-850 ° C로 가열합니다. 소금이 균열에서 녹아 밀봉됩니다.

수산화스트론튬 Sr(OH)2는 적당히 강한 염기로 간주됩니다. 물에 잘 녹지 않으므로 농축된 알칼리 용액의 작용으로 침전될 수 있습니다.

SrCl 2 + 2KOH(농도) = Sr(OH) 2 Ї + 2KCl

결정성 수산화스트론튬을 과산화수소로 처리하면 SrO 2 8H 2 O가 형성됩니다.

당밀에서 설탕을 추출하는 데 수산화스트론튬을 사용할 수 있지만 일반적으로 더 저렴한 수산화칼슘이 사용됩니다.

탄산스트론튬 SrCO 3 는 물에 약간 용해됩니다(25°C에서 100g당 2·10 –3g). 용액에 과도한 이산화탄소가 있으면 중탄산염 Sr(HCO 3) 2로 변합니다.

가열되면 탄산스트론튬은 산화스트론튬과 이산화탄소로 분해됩니다. 산과 반응하여 이산화탄소를 방출하고 해당 염을 형성합니다.

SrCO 2 + 3HNO 3 = Sr(NO 3) 2 + CO 2 + H 2 O

현대 세계에서 탄산스트론튬의 주요 분야는 컬러 TV 및 컴퓨터용 브라운관, 세라믹 페라이트 자석, 세라믹 유약, 치약, 부식 방지 및 인광 페인트, 하이테크 세라믹 및 불꽃 제조입니다. 가장 집중적으로 소비되는 영역은 처음 두 영역입니다. 동시에 대형 TV 화면의 인기가 높아짐에 따라 TV 유리 생산에 탄산스트론튬에 대한 수요도 증가하고 있습니다. 평면 TV 기술의 발전으로 TV 디스플레이용 탄산스트론튬 수요가 감소할 수 있지만, 업계 전문가들은 평면 패널 TV가 향후 10년 내에 기존 TV에 대한 중요한 경쟁자가 되지 못할 것으로 믿고 있습니다.

유럽은 자동차 산업에서 자동차 도어와 브레이크 시스템의 자기 래치에 사용되는 스트론튬 페라이트 자석을 생산하기 위해 가장 많은 양의 탄산스트론튬을 소비합니다. 미국과 일본에서는 탄산스트론튬이 주로 텔레비전 유리 생산에 사용됩니다.

수년 동안 세계 최대의 탄산스트론튬 생산국은 멕시코와 독일이었으며, 현재 이 제품의 생산 능력은 각각 연간 103,000톤과 95,000톤에 달합니다. 독일에서는 수입된 셀레스틴을 원료로 사용하고, 멕시코 공장에서는 현지 원료를 사용합니다. 최근 중국의 연간 탄산스트론튬 생산능력은 약 14만톤으로 확대됐다. 중국산 스트론튬 탄산염은 아시아와 유럽에서 활발히 판매되고 있습니다.

질산스트론튬 Sr(NO 3) 2 는 물에 잘 녹습니다(20°C에서 100g당 70.5g). 스트론튬 금속, 산화물, 수산화물 또는 탄산염을 질산과 반응시켜 제조됩니다.

질산스트론튬은 신호, 조명 및 소이탄을 위한 불꽃 구성 요소의 구성 요소입니다. 불꽃을 카민 레드로 물들입니다. 다른 스트론튬 화합물은 불꽃에 동일한 색을 부여하지만 불꽃 제조에서는 질산염이 선호됩니다. 질산염은 불꽃에 색을 칠할 뿐만 아니라 산화제 역할도 합니다. 화염 속에서 분해되면서 자유 산소를 방출합니다. 이 경우 먼저 아질산스트론튬이 생성된 후 스트론튬과 질소산화물으로 전환됩니다.

러시아에서는 스트론튬 화합물이 불꽃 조성물에 널리 사용되었습니다. 표트르 대제(1672~1725) 시대에는 다양한 축하 행사에서 준비된 "재미있는 불"을 만드는 데 사용되었습니다. 학자 A.E. Fersman은 스트론튬을 "빨간색 빛의 금속"이라고 불렀습니다.

황산스트론튬 SrSO4는 물에 약간 용해됩니다(0°C에서 100g당 0.0113g). 1580°C 이상으로 가열하면 분해됩니다. 황산나트륨과 스트론튬염 용액을 침전시켜 얻습니다.

황산스트론튬은 페인트와 고무 제조 시 충전재로 사용되며 굴착 유체의 증량제로 사용됩니다.

스트론튬 크롬산염 SrCrO4는 크롬산 용액과 수산화바륨 용액을 혼합하면 노란색 결정으로 침전됩니다.

크롬산에 산이 작용하여 형성된 중크롬산스트론튬은 물에 잘 녹습니다. 스트론튬 크롬산염을 중크롬산염으로 변환하려면 아세트산과 같은 약산이면 충분합니다.

2SrCrO 4 + 2CH 3 COOH = 2Sr 2+ + Cr 2 O 7 2– + 2CH 3 COO – + H 2 O

이러한 방식으로 강산의 작용에 의해서만 중크롬산염으로 변환될 수 있는 덜 용해성인 크롬산 바륨으로부터 분리될 수 있습니다.

스트론튬 크로메이트는 내광성이 높고 고온(최대 1000°C)에 매우 강하며 강철, 마그네슘 및 알루미늄과 관련하여 우수한 부동태화 특성을 가지고 있습니다. 스트론튬 크로메이트는 바니시 및 예술용 페인트 생산 시 황색 안료로 사용됩니다. "스트론시안 옐로우"라고 불립니다. 수용성수지계 프라이머, 특히 경금속 및 합금용 합성수지계 프라이머(항공기용 프라이머)에 포함되어 있습니다.

티탄산스트론튬 SrTiO 3는 물에 용해되지 않지만 뜨거운 농축 황산의 영향으로 용액에 들어갑니다. 이는 1200~1300°C에서 스트론튬과 산화티타늄을 소결하거나 1000°C 이상에서 난용성 스트론튬과 티타늄 화합물을 침전시켜 얻습니다. 티탄산스트론튬은 강유전성 세라믹의 일부로 사용됩니다. 마이크로파 기술에서는 유전체 안테나, 위상 천이기 및 ​​기타 장치의 재료로 사용됩니다. 티탄산스트론튬 필름은 비선형 커패시터 및 적외선 복사 센서 제조에 사용됩니다. 이들의 도움으로 층상 유전체-반도체-유전체-금속 구조가 생성되어 광검출기, 저장 장치 및 기타 장치에 사용됩니다.

스트론튬 헥사페라이트 SrO·6Fe 2 O 3 는 산화철(III)과 산화스트론튬의 혼합물을 소결하여 얻습니다. 이 화합물은 자성 재료로 사용됩니다.

불화스트론튬 SrF 2는 물에 약간 용해됩니다(상온에서 용액 1리터당 0.1g을 약간 초과). 묽은 산과 반응하지 않지만 뜨거운 염산의 영향으로 용액에 들어갑니다. 스트론튬 플루오라이드를 함유한 광물인 jarlite NaF 3SrF 2 3AlF 3가 그린란드의 빙정석 광산에서 발견되었습니다.

불화스트론튬은 특수 유리와 형광체의 구성 요소인 광학 및 핵 재료로 사용됩니다.

염화스트론튬 SrCl2는 물에 매우 잘 녹습니다(20°C에서 34.6중량%). 60.34°C 이하의 수용액에서 SrCl 2 ·6H 2 O 6수화물이 결정화되어 공기 중에 퍼집니다. 더 높은 온도에서는 먼저 4개의 물 분자를 잃은 다음 또 다른 물 분자를 잃고 250°C에서는 완전히 탈수됩니다. 염화칼슘 육수화물과 달리 염화스트론튬 육수화물은 분리에 사용되는 에탄올(6°C에서 3.64중량%)에 약간 용해됩니다.

염화스트론튬은 불꽃 조성물에 사용됩니다. 또한 냉동 장비, 의약품, 화장품에도 사용됩니다.

스트론튬 브로마이드 SrBr 2는 흡습성이 있습니다. 포화 수용액에서 질량 분율은 20°C에서 50.6%입니다. 88.62°C 미만에서는 SrBr 2 6H 2 O 6수화물이 수용액에서 결정화되고, 이 온도 이상에서는 SrBr 3 H 2 O 1수화물이 345에서 완전히 탈수됩니다. ℃

브롬화스트론튬은 스트론튬을 브롬과 반응시키거나 산화스트론튬(또는 탄산염)을 브롬화수소산과 반응시켜 얻습니다. 광학재료로 사용됩니다.

요오드화스트론튬 SrI 2 는 물에 잘 녹고(20°C에서 64.0중량%), 에탄올에는 덜 녹습니다(39°C에서 4.3중량%). 83.9°C 이하에서는 SrI 2 6H 2 O 6수화물이 수용액으로부터 결정화되고, 이 온도 이상에서는 SrI 2 2H 2 O 2수화물이 결정화됩니다.

요오드화스트론튬은 섬광 계수기에서 발광 물질로 사용됩니다.

황화스트론튬 SrS는 스트론튬을 황과 함께 가열하거나 황산스트론튬을 석탄, 수소 및 기타 환원제로 환원하여 생산됩니다. 무색의 결정은 물에 의해 분해됩니다. 황화스트론튬은 가죽 산업에서 인광체, 인광 화합물, 제모제의 성분으로 사용됩니다.

스트론튬 카르복실레이트는 수산화스트론튬을 상응하는 카르복실산과 반응시켜 제조할 수 있습니다. 지방산의 스트론튬염("스트론튬 비누")은 특수 그리스를 만드는 데 사용됩니다.

유기스트론튬 화합물. SrR 2 조성(R = Me, Et, Ph, PhCH 2 등)의 매우 활성이 높은 화합물은 HgR 2를 사용하여 얻을 수 있습니다(종종 저온에서만).

비스(사이클로펜타디에닐)스트론튬은 금속과 사이클로펜타디엔 자체의 직접 반응의 산물입니다.

스트론튬의 생물학적 역할.

스트론튬은 미생물, 식물 및 동물의 구성 요소입니다. 해양 방사충에서 골격은 황산스트론튬-셀레스틴으로 구성됩니다. 해초에는 건조물 100g당 스트론튬 26~140mg, 육상 식물은 약 2.6, 해양 동물은 2~50, 육상 동물은 약 1.4, 박테리아는 0.27~30mg이 들어 있습니다. 다양한 유기체에 의한 스트론튬 축적은 유기체의 유형과 특성뿐만 아니라 환경 내 스트론튬 및 기타 원소(주로 칼슘과 인)의 함량 비율에 따라 달라집니다.

동물은 물과 음식을 통해 스트론튬을 섭취합니다. 조류 다당류와 같은 일부 물질은 스트론튬의 흡수를 방해합니다. 스트론튬은 뼈 조직에 축적되며 그 재에는 약 0.02%의 스트론튬(다른 조직에서는 약 0.0005%)이 포함되어 있습니다.

스트론튬 염 및 화합물은 독성이 낮은 물질이지만 과도한 스트론튬은 뼈 조직, 간 및 뇌에 영향을 미칩니다. 화학적 성질이 칼슘에 가깝기 때문에 스트론튬은 생물학적 작용이 크게 다릅니다. 토양, 물 및 식품에 이 성분이 과도하게 함유되면 인간과 동물에게 "우로프 질병"(동부 트랜스바이칼리아의 우로프 강의 이름을 따서 명명됨)이 발생합니다. 이는 관절 손상 및 변형, 성장 지연 및 기타 장애입니다.

스트론튬의 방사성 동위원소는 특히 위험합니다.

원자력 발전소에서 발생한 핵실험과 사고로 인해 반감기가 29.12년인 방사성 스트론튬-90이 다량으로 환경으로 배출되었습니다. 세 가지 환경에서 원자 및 수소 무기 실험이 금지될 때까지 방사성 스트론튬의 희생자 수는 해마다 증가했습니다.

대기권 핵폭발이 완료된 지 1년 이내에 대기가 자정되면서 스트론튬-90을 포함한 대부분의 방사성 물질이 대기에서 지구 표면으로 떨어졌다. 1954~1980년에 행성의 시험장에서 수행된 핵폭발의 방사성 생성물이 성층권에서 제거되어 자연 환경이 오염되는 것은 이제 이 과정이 대기 오염에 90 Sr만큼 기여하는 정도입니다. 핵실험이나 방사선 사고로 인해 오염된 토양에서 먼지가 바람에 의해 들어올려지는 것보다 훨씬 적습니다.

스트론튬-90은 세슘-137과 함께 러시아의 주요 오염 방사성 핵종이다. 방사선 상황은 1986년 체르노빌 원자력 발전소 사고와 1957년 첼랴빈스크 지역의 마야크 생산 시설 사고(“키시팀 사고”)로 인해 나타난 오염 구역의 존재로 인해 큰 영향을 받습니다. 일부 핵연료주기 기업 근처.

현재 체르노빌 및 키쉬팀 사고로 인해 오염된 지역 외부 공기 중 평균 농도 90 Sr은 체르노빌 원자력 발전소 사고 이전에 관찰된 수준에 도달했습니다. 이러한 사고로 오염된 지역과 관련된 수문학 시스템은 토양 표면에서 스트론튬-90이 씻겨나가는 것에 의해 심각한 영향을 받습니다.

일단 토양에 들어가면 스트론튬은 수용성 칼슘 화합물과 함께 식물에 들어갑니다. 콩과 식물, 뿌리 및 덩이줄기 작물은 90 Sr을 가장 많이 축적하는 반면 곡물과 아마를 포함한 곡물은 덜 축적합니다. 다른 기관보다 씨앗과 과일에 훨씬 적은 90 Sr이 축적됩니다(예를 들어 밀의 잎과 줄기에서 90 Sr은 곡물보다 10배 더 많습니다).

식물에서 스트론튬-90은 직접 전달되거나 동물을 통해 인체로 들어갈 수 있습니다. 스트론튬-90은 여성보다 남성에게 더 많이 축적됩니다. 아이의 생후 첫 달에 스트론튬-90의 축적은 성인보다 훨씬 더 높습니다. 이는 우유와 함께 몸에 들어가 빠르게 성장하는 뼈 조직에 축적됩니다.

방사성 스트론튬은 골격에 축적되어 신체가 장기간 방사성 노출에 노출됩니다. 90 Sr의 생물학적 효과는 신체 내 분포 특성과 연관되어 있으며 90 Sr과 그 딸 방사성 동위원소인 90 Y에 의해 생성된 b-조사량에 따라 달라집니다. 90 Sr을 신체에 장기간 섭취하면 상대적으로 작은 경우에도 뼈 조직에 지속적으로 방사선을 조사하면 백혈병과 뼈암이 발생할 수 있습니다. 환경에 방출된 스트론튬-90의 완전한 분해는 수백 년 후에야 발생합니다.

스트론튬-90의 응용.

스트론튬의 방사성 동위원소는 원자력 배터리 생산에 사용됩니다. 이러한 배터리의 작동 원리는 스트론튬-90이 높은 에너지를 가진 전자를 방출하고 이를 전기로 변환하는 능력에 기초합니다. 소형 배터리(성냥갑 크기)에 연결된 방사성 스트론튬으로 만들어진 요소는 15~25년 동안 재충전하지 않고도 문제 없이 서비스할 수 있습니다. 이러한 배터리는 우주 로켓과 인공 지구 위성에 없어서는 안 될 요소입니다. 그리고 스위스 시계 제조사들은 소형 스트론튬 배터리를 사용하여 전기 시계에 전원을 공급하는 데 성공했습니다.

국내 과학자들이 스트론튬-90을 기반으로 자동 기상 관측소에 전력을 공급하기 위한 전기 에너지 동위원소 생성기를 만들었습니다. 이러한 발전기의 보장된 서비스 수명은 10년이며, 이 기간 동안 필요한 장치에 전류를 공급할 수 있습니다. 모든 유지 관리는 2년에 한 번씩 예방 검사로만 구성됩니다. 발전기의 첫 번째 샘플은 Transbaikalia와 Kruchina 타이가 강 상류에 설치되었습니다.

탈린에는 원자력 등대가 있습니다. 주요 특징은 방사성 동위원소 열전 발전기로, 스트론튬-90의 붕괴로 인해 열 에너지가 생성되어 빛으로 변환됩니다.

방사성 스트론튬을 사용하는 장치는 두께를 측정하는 데 사용됩니다. 이는 종이, 직물, 얇은 금속 스트립, 플라스틱 필름, 페인트 및 광택 코팅의 생산 공정을 모니터링하고 관리하는 데 필요합니다. 스트론튬 동위원소는 물질의 밀도, 점도 및 기타 특성을 측정하는 기기, 결함 탐지기, 선량계 및 경보기에 사용됩니다. 기계 제작 기업에서는 가공을 위한 공작물의 공급을 제어하고 도구의 서비스 가능성과 부품의 올바른 위치를 확인하는 소위 b-릴레이를 흔히 볼 수 있습니다.

절연체인 재료(종이, 직물, 인조섬유, 플라스틱 등)를 생산할 때 마찰로 인해 정전기가 발생합니다. 이를 방지하기 위해 이온화 스트론튬 소스가 사용됩니다.

엘레나 사빈키나