Stroncium

Stroncium
88	Sr
	38
	↓ Periodická tabulka ↓
Obecné
Název,značka,číslo	Stroncium, Sr, 38
Cizojazyčné názvy	lat.Strontium
Skupina,perioda,blok	2. skupina,5. perioda,blok s
Chemická skupina	Kovy alkalických zemin
Koncentracevzemské kůře	300 až 375 ppm
Koncentracevmořské vodě	8,1 mg/l
Vzhled	Stříbrolesklý bílý kov
Identifikace
Registrační číslo CAS	7440-24-6
Atomové vlastnosti
Relativní atomová hmotnost	87,62
Atomový poloměr	215 pm
Kovalentní poloměr	195 pm
Van der Waalsův poloměr	249 pm
Iontový poloměr	113 pm
Elektronová konfigurace	[Kr] 5s2
Oxidační čísla	I, II
Elektronegativita(Paulingova stupnice)	0,95
Ionizační energie
První	549,5 KJ/mol
Druhá	1064,2 KJ/mol
Třetí	4138 KJ/mol
Látkové vlastnosti
Krystalografická soustava	Krychlová, plošně centrovaná
Molární objem	33,94×10−6m3/mol
Mechanické vlastnosti
Hustota	2,64 g/cm3
Skupenství	Pevné
Tvrdost	1,5
Tlak syté páry	100 Pa při 990K
Termické vlastnosti
Tepelná vodivost	35,4 W⋅m−1⋅K−1
Termodynamické vlastnosti
Teplota tání	776,85°C(1 050K)
Teplota varu	1381,85°C(1 655K)
Skupenské teplo tání	7,43 KJ/mol
Skupenské teplo varu	136,9 KJ/mol
Měrná tepelná kapacita	26,4 Jmol−1K−1
Elektromagnetické vlastnosti
Elektrická vodivost	7,62×106S/m
Měrný elektrický odpor	132 nΩ·m
Standardní elektrodový potenciál	-2,89 V
Magnetickéchování	Paramagnetický
Bezpečnost
	; GHS02 ; GHS05 ; GHS07; Nebezpečí
R-věty	R15
S-věty	S8,S24/25,S43
Izotopy
Není-li uvedeno jinak, jsou použity; jednotkySIaSTP(25 °C, 100 kPa).

Stroncium(chemická značkaSr,latinskyStrontium) je 4. prvkem z řady kovů alkalických zemin, lehký, velmi reaktivní kov.

Základní fyzikálně-chemické vlastnosti

Poměrně měkký, lehký, reaktivní kov, který se svými vlastnostmi více podobá vlastnostemalkalických kovů.V kapalném amoniaku se rozpouští za vzniku černého roztoku. Stroncium patří k lepšímvodičům elektrického prouduatepla.Není tolik reaktivní jakoalkalické kovy,ale přesto je jeho reaktivita natolik vysoká, že může být dlouhodobě uchováváno pouze pod vrstvou alifatickýchuhlovodíků(petrolej,nafta) s nimiž nereaguje. Soli stroncia barví plamen červeně.

Stroncium je velmi reaktivní a v přírodě vytváří pouze strontnaté sloučeniny Sr²⁺.V laboratoři lze připravit sloučeniny (tzv.superbáze), ve kterých může mít stroncium stroncidovýanionSr²⁻,takovéto sloučeniny jsou velmi nestabilní a patří mezi nejsilnějšíredukční činidla.Stroncium reaguje za pokojové teploty svodouikyslíkem.Na vzduchu se okamžitě pokrývá vrstvou nažloutléhooxidu,práškové stroncium je na vzduchu schopno samovolného vznícení. Při zahřátí se snadno slučuje sdusíkemnanitrid strontnatýSr₃N₂a svodíkemnahydrid strontnatýSrH₂a i s velkým množstvím prvků tvoří za vyšších teplot sloučeniny.

Stroncium je zásadotvornýprveka rozpouští se v běžnýchkyselináchza tvorby strontnatých solí. Nerozpouští se v roztocíchhydroxidů.

Historický vývoj

Nedlouho po objevení rudybarya witheritu,byl veSkotskuu vesnice Strontianu, poblíž olověných dolů, objeven roku1790Adairem Crawfordem minerál podobnýwitheritu–stroncianit.Klaprothroku1793dokázal, že obsahuje novou, dosud neobjevenou zeminu – strontnatou zeminu a o pět let později to potvrdilThomas Charles Hope,který rozlišovalbaryum,stroncium avápníkpodle barvy plamene.

Stroncium poprvé připravil sirHumphry Davyroku1808 elektrolýzoustrontnatéhoamalgámu,který si připravil elektrolýzou slabě zvlhčenéhohydroxidu strontnatéhoza použitírtuťové katody.

Výskyt v přírodě

Díky své velké reaktivitě se stroncium v přírodě vyskytuje prakticky pouze ve sloučeninách. Ve všech svých sloučeninách se vyskytuje pouze v mocenství Sr⁺².

Stroncium se vzemské kůřevyskytuje v množství 0,03–0,04 %, čímž se řadí na 15. místo ve výskytu na zemi. Jeho procentuální obsah odpovídá 384 ppm (parts per milion= počet částic na 1 milion částic) a ve výskytu se řadí zabaryum.V mořské vodě je jeho koncentrace pouze 8 mg Sr/l a ve vesmíru připadá na jeden atom stroncia přibližně jeden a půl miliardy atomůvodíku.

Nejznámějšímiminerályna bázi stroncia jsoucelestinSrSO₄chemickysíran strontnatýastroncianitSrCO₃chemickyuhličitan strontnatý.

K dalším ale méně významným rudám stroncia patříakuminitSr[AlF₄(OH)(H₂O)],fluorkapit(Ca,Sr,Ce,Na)₅(PO₄)₃F aweloganitNa₂(Sr,Ca)₃Zr(CO₃)₆·3H₂O

Stroncium se v přírodě vyskytuje v podobě čtyř izotopů, které mají zastoupení⁸⁴Sr (0,56 %),⁸⁶Sr (9,86 %),⁸⁷Sr (7,0 %) a⁸⁸Sr (82,58 %). Izotop⁸⁷Sr v přírodě vznikábeta rozpademizotopurubidia⁸⁷Rb, proto se mu říká radiogenní. Pomocí poměrů množství izotopů⁸⁷Sr,⁸⁶Sr a⁸⁷Rb se dá odhadnout i stáříVesmíru.^[2]

V laboratoři se při jaderných rozpadech podařilo připravit dalších 31 nestabilních izotopů stroncia, z nichž jsou významné⁸⁹Sra zejména⁹⁰Sr.

Weloganit – Na₂(Sr,Ca)₃Zr(CO₃)₆·3H₂O
Celestin – SrSO₄
Stroncianit – SrCO₃

Výroba

Stroncium se průmyslově vyrábí redukcíoxidu strontnatého hliníkem.

3 SrO + 2 Al → 3 Sr + Al₂O₃

Kovové stroncium lze také vyrobit, ale ve velmi čistém stavu,elektrolýzoutaveninychloridu strontnatéhove směsi schloridem draselným.Dalším produktem této reakce je elementárníchlor,který je ihned dále zpracováván v chemické výrobě. K elektrolýze se používágrafitové anody,na které se vylučujechloraželeznékatody, na které se vylučuje stroncium.

K malé přípravě stroncia lze také využít termický rozkladazidu strontnatéhonadusíka stroncium.

Využití

Sloučenin stroncia se využívá při výrobě pyrotechnických produktů pro jejich výraznou barevnou reakci v plameni. Další uplatnění mají sloučeniny stroncia ve speciálních aplikacíchsklářskéhoprůmyslu, příkladem mohou býtkatodové trubicepro výrobu obrazovek barevných televizních přijímačů.

Vysokého indexuodrazivosti titaničitanu strontnatéhoSrTiO₃se využívá v různých optických aplikacích, např. měření barevnosti látek nebo analýze spekter odražených paprsků z barevných povrchů. Ze stejného důvodu používá často šperkařský průmysltitaničitan strontnatýjako levnější náhradudiamantu.

Některých strontnatých solí, napříkladdusičnanu strontnatého,se využívá v pyrotechnice k barvení plamene na červeno.

Uhličitan strontnatý SrCO₃je sloučenina s nejvyšším využitím Sr, využívá se při výrobě barevných televizních obrazovek. Je také vhodný na odcukerňovánímelasyv pivovarech. A vyrábí se z něho jiné strontnaté sloučeniny, např. dusičnan strontnatý Sr(NO₃)₂.

Z umělých radioizotopů se využívástroncium-89v lékařství a zejménastroncium-90jako výkonný zářič vradioizotopových termoelektrických generátorech (RTG)

Sloučeniny

Anorganické sloučeniny

Hydrid strontnatýSrH₂je bílá krystalická látka. Je to silné redukční činidlo. Při reakci s vodou vzniká zhydridu strontnatého hydroxid strontnatýavodík.Nejsnáze sehydrid strontnatýpřipraví reakcí zahřátého stroncia vevodíkovéatmosféře, při které často stroncium vevodíkuzačne hořet.

Oxid strontnatýSrO je bílá,amorfní,práškovitá látka. Reaguje svodouza vznikuhydroxidu strontnatého.Oxid strontnatýse připravuje hořením stroncia vkyslíkovéatmosféře a vyrábí nejčastěji termickým rozklademuhličitanu strontnatého.

Hydroxid strontnatýSr(OH)₂je lehký, bílý, beztvarý prášek, který je o něco lépe rozpustný ve vodě nežhydroxid vápenatý(0,7gramuve 100 ml vody). Je to středně silná zásada. Vyrábí se reakcíoxidu strontnatéhos vodou nebo reakcí stroncia s vodou.

Peroxid strontnatýSrO₂je bílá práškovitá látka, která se obtížně rozpouští ve vodě. Vzniká reakcíperoxidu sodnéhoshydroxidem strontnatým.

Sulfid strontnatýSrS

Soli

Větší část strontnatých solí se ve vodě rozpuští, ale část se rozpouští hůře nebo vůbec, všechny soli mají bílou barvu (nebo jsou bezbarvé), pokud není anion soli barevný (manganistany,chromany). Strontnaté soli jsou lépe rozpustné než solihořečnatéavápenaté.Strontnaté soli vytváří snadnopodvojné solia dnes jsou známy ikomplexy,které ale nejsou pro stroncium a i dalšíkovy alkalických zemintypické.

Fluorid strontnatýSrF₂je bílá, nerozpustná, krystalická látka. Vzniká srážením roztoků strontnatých solífluoridovýmianionty nebo reakcí hydroxidu strontnatého či uhličitanu strontnatého skyselinou fluorvodíkovou.

Chlorid strontnatýSrCl₂je bílá krystalická látka, velmi dobře rozpustná ve vodě. Připravuje se rozpouštěním uhličitanu strontnatého nebo hydroxidu strontnatého vkyselině chlororvodíkové.

Bromid strontnatýSrBr₂ajodid strontnatýSrI₂jsou bílé krystalické látky, velmi dobře rozpustné ve vodě aethanolu.Obě se používají v lékařství. Jodid i bromid se připravují rozpouštěním hydroxidu strontnatého nebo uhličitanu strontnatého vkyselině bromovodíkovépopřípaděkyselině jodovodíkové.

Dusičnan strontnatýSr(NO₃)₂je bílá krystalická látka, která je velmi dobře rozpustná ve vodě. Dříve se používal jako hnojivo. Vyrábí se reakcí hydroxidu strontnatého nebo uhličitanu strontnatého skyselinou dusičnou.

Uhličitan strontnatýSrCO₃je bílá práškovitá, ve vodě velmi málo rozpustná látka. Jeho roztok reaguje zásaditě. V přírodě se vyskytuje jako neroststroncianit.Připravuje se srážením strontnatých iontůuhličitanovýmianionty, reakcí hydroxidu strontnatého s roztokem obsahujícímoxid uhličitýnebo pohlcením vzdušného oxidu uhličitého hydroxidem strontnatým.

Síran strontnatýSrSO₄je bílá práškovitá látka, která je špatně rozpustná ve vodě. Rozpustnost se s větší teplotou zvyšuje. V přírodě se vyskytuje jako nerostcelestin.Vyrábí se reakcí hydroxidu nebo uhličitanu strontnatého skyselinou sírovou.

Organické sloučeniny

Mezi organické sloučeniny stroncia patří zejména strontnatésoli organických kyselina strontnatéalkoholáty.K dalším strontnatým sloučeninám patří organickékomplexy.Zcela zvláštní skupinu organických strontnatých sloučenin tvoříorganokovové sloučeniny.

Zdravotní aspekty stroncia

Běžné izotopy stroncia se v živých organizmech chovají podobně jako atomyvápníkua jsou tedy naprosto neškodné.

Zdravotní rizika spojená se stronciem jsou spojena s radioaktivním izotopem⁹⁰Sr, který vzniká přiradioaktivnímrozpaduuranu,tedy při výbuchuatomové bombyi vjaderných reaktorech(rizikohavárie).Izotop⁹⁰Sr je poměrně silnýbeta zářičspoločasem rozpadu29,1 let. Pokud se dostane do živého organizmu, může se zabudovat do kostní tkáně a je potenciálním zdrojem vznikurakovinnéhobujení. Při objektivním hodnocení jeho skutečné rizikovosti je nutno posoudit poměr výskytu uvedeného izotopu k ostatním podobným atomům (vápník,baryum,neškodné izotopy stroncia) a pravděpodobností vyzáření beta částice (elektron) a následným spuštěním rakovinného bujení právě sledovaným izotopem⁹⁰Sr.

Odkazy

Reference

↑^a ^bStrontium.pubchem.ncbi.nlm.nih.gov[online]. PubChem [cit. 2021-05-24].Dostupné online.(anglicky)
↑Ned Wright's Cosmology Tutorial[online]. Los Angeles, USA: University of California, Division of Astronomy and Astrophysics, 1997, rev. 2005-07-07 [cit. 2007-12-11].Dostupné online.(anglicky)

Literatura

Jursík F.: Anorganická chemie kovů. 1. vyd. 2002.ISBN 80-7080-504-8(elektronická verze)
Dr. Heinrich Remy, Anorganická chemie 1. díl, 1. vydání 1961
N. N. Greenwood – A. Earnshaw, Chemie prvků 1. díl, 1. vydání 1993ISBN 80-85427-38-9

Externí odkazy

Obrázky, zvuky či videa k tématustronciumnaWikimedia Commons
Slovníkové heslostronciumve Wikislovníku

[pubchem_cid_5359327-1] Strontium.pubchem.ncbi.nlm.nih.gov[online]. PubChem [cit. 2021-05-24].Dostupné online.(anglicky)

[2] Ned Wright's Cosmology Tutorial[online]. Los Angeles, USA: University of California, Division of Astronomy and Astrophysics, 1997, rev. 2005-07-07 [cit. 2007-12-11].Dostupné online.(anglicky)

[1]

[2]