Елементарен.
Стронцій.
Зміст: 2. Знаходження в природі
3. Отримання
4. Фізичні властивості
5. Механічні властивості
6. Хімічні властивості
7. Технологічні властивості
8. Області застосування
Стронцій (Sr) - метал сріблясто-білого кольору. Мінерал, що містить стронцій, був виявлений в
1787 р . поблизу села Стронціан в Шотландії у свинцевій шахті і названий стронціанітом. Деякі
мінералоги відносили його до одного з різновидів флюориту (CaF2). Але більшість вважали, що стронціаніт-різновид вітеріту (барієвої мінералу BaCO3).
У 1790 р. шотландські мінералоги Крауфорд і Крюікшенк і ретельно досліджували цей мінерал і прийшли до висновку, що сіль, отримана дією соляної кислоти на стронціаніт, відрізнялася від хлориду барію. Вона краще розчинялася у воді і мала іншу форму кристалів. А. Крауфорд уклав, що стронціаніт містить невідому раніше «землю» (оксид).
В кінці 1791р. дослідженням стронціаніта зайнявся їхній співвітчизник хімік Т. Хоп.
Він чітко
встановив різницю між вітеріту і стронціанітом. Також Т. Хоп зазначив, що стронцієвих
земля з'єднується з водою активніше, ніж негашене вапно; на відміну від оксиду барію вона набагато краще розчиняється у воді, а всі з'єднання стронцію забарвлюють полум'я в червоний колір. Т. Хоп довів, що нова земля не може бути сумішшю кальцієвої і барієвої земель, що в цьому мінералі міститься новий елемент - стронцій. До такого ж висновку дійшов німецький хімік Клапорт. А. Лавуазьє висловлював думку про металевої природі, але це вдалося довести Г. Деві в 1808 р.
Історія відкриття стронцію буде неповною, якщо не згадати ще про один вченого, якому, безсумнівно, належить велика заслуга у вивченні стронціаніта. Їм був російський хімік Т. Е. Ловіц, який незалежно прийшов до висновку, що стронціаніт містить невідомий досі елемент. Т. Є. Ловіц належить першість відкриття стронцію у важкому шпате. Метод отримання металевого стронцію, запропонований Г. Деві, не міг дати досить чистого продукту. Лише в 1924 р. П. Даннер (США) отримав чистий стронцій шляхом відновлення його оксиду металевим
алюмінієм або магнієм.
2. Знаходження в природі Вміст стронцію в земній корі 4.10І% (за масою). У природі у вільному вигляді не зустрічається. Присутній головним чином у
мінералах - стронціаніт (SrCO3) і целестину (SrSO4). Міститься також в різних кальцієвих мінералах.
3. Отримання Металевий стронцій в даний час отримують переважно алюмінотермічним методом. Оксид стронцію змішують з порошком алюмінію, брикетуються і поміщають в електровакуумні піч (вакуум 1,333 Па), де при 1100-1150 ° С відбувається відновлення металу.
Поставляється стронцій у вигляді прутків або комкової металу. Щоб уникнути окислення стронцій слід зберігати під шаром гасу або під лаковим покриттям. У разі нетривалого зберігання стронцій загортають у пергаментний папір і упаковують в герметично закриваються металеві
банки. Для тривалого зберігання банки заповнюють сумішшю
трансформаторного масла і парафіну (1:1). нА кришці незмивною фарбою наносять напис «Вогненебезпечно, від води загоряється». Зберігають стронцій у сухих закритих приміщеннях. Не допускається зберігати стронцій в одному приміщенні з кислотами, водою, і вогненебезпечними речовинами.
Солі та сполуки стронцію токсичні (викликають параліч, впливають на зір). При роботі з ними слід дотримуватися правил техніки безпеки з солями лужних і лужноземельних металів.
4. Фізичні властивості Атомні характеристики. Атомний номер 38, атомна
маса 87, Ю62 а.е.м, атомний об'єм 33,7.106 мі / моль, атомний радіус 0,215 нм, іонний радіус 0,127 нм. Потенціали іонізації J (еВ): 5,692; 11,026; 43,6. Електронегативність 1,0. Стронцій має г.ц.к. грати (α-Sr) з періодом а = 0,6085 нм,
енергія кристалічної
решітки 164,3 мкДж / кмоль, координаційне число 12, міжатомну відстань 4,30 нм. При температурі 488 К відбувається α-β-перетворення. β - стонцій має гексагональну решітку з періодами а = 0,432 нм, с = 0,706 нм, с / а = 1,64. При 605єС має місце полиморфное
перетворення β → γ. Утворюється кубічна об'емноценрірованная модифікація має період а = 0,485 нм.
Електронна конфігурація зовнішнього шару 5sІ. Природний стронцій складається з чотирьох стабільних ізотопів: 84Sr (0,58%), 86Sr (9,86%), 87Sr (7,2%), 88Sr (82,58%). Отримано також 14 штучних нестійких ізотопів. Радіоактивний ізотоп 90 Sr з періодом напіврозпаду 27,7 років утворюється при ядерних реакціях (розподілі урану).
Щільність ρ при 273 К дорівнює 2,630 Мr/м3
Електричні та магнітні. Питома
електрична провідність σ і питомий електричний опір ρ залежить від температури:
Т
| До
| 20
| 253
| 273
| 295
| 673
| 973
|
σ
| МСМ / м ... ..
| -
| 5,9
| 5,0
| -
| 1,15
| 1,03
|
ρ
| МкОм.м ...
| 0,0048
| 0,17
| 0,20
| 21,5
| 60
| 94
|
Температурний коефіцієнт електроопору в інтервалі температур 273-473 К α = 5,2 · 10 ³ К №.
Найбільше значення коефіцієнта вторинної електронної емісії σmax = 0,72 при ускоряющем напрузі первинних електронів 0,400 кеВ.
Магнітна сприйнятливість при температурі 293 К χ = +1,05 · 10 №.
Теплові та термодинамічні Температура плавлення tпл = 770 ° С, температура
кипіння t кип = 1380 ° С, характеристична температура ШD = 129 К, питома теплота плавлення ΔНпл = 960 кДж / кг. Середня питома теплоємність в інтервалі температур 273-373 К Ср = 737 Дж / (кг · К). Середній температурний коефіцієнт лінійного розширення α = 23.106 К №.
Оптичні властивості. Відбивна здатність (коефіцієнт відбиття nD) і коефіцієнт поглинання α в залежності від довжини хвилі (плівка товщиною 0,2 мкм):
λ, мкм
| ND,%
| α, м №
|
0,124
| 3
| 1,7 · 107
|
0,138
| 7
| 2,5 · 107
|
0,155
| 14
| 4,0 · 107
|
0,177
| 20
| 5,6 · 107
|
5. Механічні властивості Механічні властивості залежно від температури:
T, ° C
| σ, МПа
| δ,%
| Ψ,%
| НВ, МПа
|
20
| 49,0
| 1,0
| 11,0
| 190
|
110
| 53,9
| -
| -
| 180
|
200
| 47,0
| 5,3
| 13,5
| 90
|
300
| -
| 10,5
| 30,0
| 60
|
400
| 24,5
| 19,0
| 45,0
| 48
|
450
| -
| 20,0
| 50,0
| 38
|
550
| -
| 8,0
| 16,0
| 3,0
|
600
| 2,0
| 33,0
| 99,0
| 2,5
|
700
| 1,0
| 40,0
| 99,9
| 2,0
|
Модуль нормальної пружності Е = 16,0 ГПа; модуль об'ємного стиснення К = 12,200 ГПа; модуль зсуву G = 6,08 ГПа. Коефіцієнт Пуассона γ = 0,280.
6. Хімічні властивості Нормальний електронний потенціал реакції Sr-2е ↔ SrІ + φо = 2,89 В. Ступінь окислювання +2.
Стронцій зустрічається в природі головним чином у вигляді сульфатів і карбонатів, утворюючи
мінерали целестин SrCO3 і стронціаніт SrSO4
Стронцій - дуже активний елемент, швидко окислюється на повітрі з виділенням більшої кількості тепла, енергійно
розкладає воду. З воднем взаємодіє при підвищеній температурі 300 -
400 ° C , Утворюючи гідрид SrН2 з температурою плавлення
650 ° C . З киснем утворює оксид (II) SrО з температурою плавлення
2430 ° C , При
500 ° C і тиску 15 МПа - оксид (IV) SrО2 .. З азотом взаємодіє при 380 -
400 ° C і дає з'єднання Sr3N2.
При нагріванні стронцій легко взаємодіє з
галогенами створюючи
відповідні солі: хлорид SrCl2 з температурою плавлення
872 ° C , Бромід SrBr2 з температурою плавлення
643 ° C , Фторид SrF2 з температурою плавлення
1190 ° C , Іодіт SrI2. З
вуглецем утворює карбід стронцію SrC2, з
фосфором - фосфід стронцію SrР2, із сіркою при нагріванні-сульфоди.
З концентрованої азотної та сірчаної кислоти взаємодіє слабо, з розведеними енергійно; з лугами - NaOH, KOH (концентрованими і розведеними) також вступає в реакції.
З металами утворює тверді розчини та металеві з'єднання. У рідкому стані змішується з елементами ІІA, ΙΙB-VB Be, Mg, Zn, Cd, Hg, Al, Ga, In, Tl, Sn, Pb, Sb, Bi, As). З багатьма з них утворює металеві з'єднання (Al, Mg, Zn, Sn, Pb і ін.) З деякими перехідними і благородними мнталламі дає незмішувані системи. Для більшості металів платинової групи
характерне утворення зі стронцієм фаз типу Лавеса. З елементами ΙΙΙ B підгрупи утворюються фази типу АВ4.
Електротехнічний еквівалент 0,45404 мг / Кл.
7. Технологічні властивості Стронцій - ковкий і пластичний метал. Куванням з нього можна отримати тонкий лист, а
пресуванням при 230 ° C-дріт.
8. Області застосування У промисловості використовують металевий стронцій та його сполуки. Введення цього елемента та його сполук у
сталь і чавун сприяють підвищенню їх якості. Є відомості про використання стронцію для розкислення та рафінування міді; при цьому також підвищується твердість. Введення 0,1% Sr в
титан і його
сплави підвищує ударну в'язкість; строонцій збільшує пластичність магнію і його сплавів, позитивно впливає на властивості алюмінієвих сплавів.
З'єднання стронцію використовують в піротехніку, в електровакуумної техніці (газопоглотителем), в радіоелектроніці (для виготовлення фотоелементів). Стронцій входить до складу оксидних катодів, що застосовуються в електронно-променевих трубках, лампах НВЧ та інших
У стекловарении стронцій використовують для отримання спеціальних оптичних стекол; він підвищує хімічну і термічну
стійкість скла і показники заломлення. Так,
скло, що містить 9% SrО, володіє високим опором стиранню і високою еластичністю, легко піддається механічній обробці (крученню, переробки в пряжу і тканини). У нашій країні розроблена технологія отримання стронційсодержащего скла без бору. Таке скло має високу хімічну стійкість, міцністю та електрофізичними властивостями. Встановлено здатність стронцієвих стекол поглинати рентгенівське
випромінювання трубок кольорових телевізорів, а також покращувати радіаційну стійкість. Фторид стронцію використовують для виробництва лазерів і оптичної
кераміки. Гідроксид стронцію застосовують в нафтовій промисловості для виробництва мастил з підвищеним опором окислювання, а в харчовій-для обробки відходів цукрового виробництва з метою додаткового вилучення цукру. З'єднання стронцію входять також до складу емалей, глазурей і кераміки. Їх широко використовують у хімічній промисловості як наповнення гуми, стабілізаторів пластмас, а також для
очищення каустичної соди від заліза та марганцю, в якості каталізаторів в органічному синтезі і при
крекінгу нафти і т. д.
Список використаних джерел: Д.М. Трифонов В.Д. Трифонов «Як були відкриті хімічні елементи»
«Список хімічних елементів»