Strontium

Strontium
Anschauliches Bild des Artikels Strontium
Strontium unter Argon gelagert.
Rubidium ← Strontium → Yttrium
Es
  Kubische Kristallstruktur
 
38
Sr
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
   
                                           
Sr
Ba
Vollständiger TischErweiterter Tisch
Position im Periodensystem
Symbol Sr
Nachname Strontium
Ordnungszahl 38
Gruppe 2
Zeitraum 5 th Zeitraum
Block Blöcke
Elementfamilie Alkalisches Erdmetall
Elektronische Konfiguration [ Kr ] 5 s 2
Elektronen nach Energieniveau 2, 8, 18, 8, 2
Atomare Eigenschaften des Elements
Atommasse 87,62  ± 0,01  u
Atomradius (berechnet) 219  Uhr
Kovalenter Radius 195  ± 22  Uhr
Van-der-Waals-Radius 249  Uhr
Oxidationszustand 2
Elektronegativität ( Pauling ) 0,95
Oxid Starke Basis
Ionisierungsenergien
1 Re  : 5,69485  eV 2 e  : 11.0301  eV
3 e  : 42,89  eV 4 th  : 57  eV
5 e  : 71,6  eV 6 e  : 90,8  eV
7 th  : 106  eV 8 e  : 122,3  eV
9 e  : 162  eV 10 th  : 177  eV
11 e  : 324,1  eV
Stabilste Isotope
Iso JAHR Zeitraum MD Ed PD
MeV
84 Sr 0,56  % stabil mit 46 Neutronen
86 Sr 9,86  % stabil mit 48 Neutronen
87 Sr 7,0  % stabil mit 49 Neutronen
88 Sr 82,58  % stabil mit 50 Neutronen
90 Sr {syn.} 28.78  a β - 0,546 90 Y
Einfache physikalische Eigenschaften des Körpers
Normalzustand Festkörper ( paramagnetisch )
Volumenmasse 2,64  g · cm -3
Kristallsystem Flächenzentriert kubisch
Härte 1,5
Farbe Metallic-Silber-Weiß
Fusionspunkt 777  °C
Siedepunkt 1382  °C
Fusionsenergie 8,3  kJ · mol -1
Verdampfungsenergie 144  kJ · mol -1
Molarvolumen 33,94 × 10 -6  m 3 · mol -1
Dampfdruck 246  Pa bei 768,85  ° C
Massenhitze 300  J · kg -1 · K -1
Elektrische Leitfähigkeit 7,62 x 10 6  S · m -1
Wärmeleitfähigkeit 35,3  W · m -1 · K -1
Verschiedene
N o  CAS 7440-24-6
N o  ECHA 100.028.303
N o  EG 231-133-4
Vorsichtsmaßnahmen
SGH
SGH02: Entzündlich
Achtung H261, P231, P232, P233, P280, P370, P378, P402, P404, P501, H261  : Entwickelt bei Berührung mit Wasser entzündliche Gase
P231  : Unter Inertgas handhaben.
P232  : Vor Feuchtigkeit schützen.
P233  : Behälter dicht geschlossen halten.
P280  : Schutzhandschuhe / Schutzkleidung / Augenschutz / Gesichtsschutz tragen.
P370  : Im Brandfall: P378 : Zum
Löschen  verwenden.
P402  : An einem trockenen Ort lagern.
P404  : In einem geschlossenen Behälter aufbewahren.
P501  : Inhalt / Behälter ... zuführen.
Transport
43
   1383   
Kemler-Code:
43  : Selbstentzündlicher Feststoff (pyrophor)
UN-Nummer  :
1383  : Pyrophore Legierung, NAG; oder PYROPHORIC METALL, NOS
Klasse:
4.2
Label: 4.2  : Stoffe geeignet zur Selbstentzündung Verpackung: Verpackungsgruppe I  : sehr gefährliche Stoffe;
Piktogramm ADR 4.2



Einheiten von SI & STP, sofern nicht anders angegeben.

Das Strontium ist das chemische Element der Ordnungszahl 38, des Symbols Sr.

Strontium ist wie Calcium ein Erdalkalimetall . Es ist weich, formbar, grau-gelb. Bei Kontakt mit Luft bildet es einen schützenden Oxidfilm ( Passivierung ). Es entzündet und brennt leicht an der Luft und reagiert mit Wasser .

Entdeckung

Strontium wurde von isoliert Sir Humphry Davy in (England) 1808 nach seinem Oxid in Erz aus einer Mine in identifiziert wurde Schottland in der Nähe von Strontian , strontianite SrCO 3 in 1790 von Thomas Charles Hope . Es stützte sich auf die Arbeit von William Cruickshank und Adair Crawford  (in), die als erste die Existenz eines unbekannten Elements in Strontianit postulierten.

Strontium hat 35 bekannte Isotope mit Massenzahlen von 73 bis 107 und sechs Kernisomere . Unter ihnen sind vier Isotope stabil und repräsentieren das gesamte natürliche Strontium: 84 Sr (0,56 %), 86 Sr (9,86 %), 87 Sr (7,0 %) und 88 Sr (82,58 %). Obwohl 84 Sr im Verdacht steht, durch Zerfall β + β + in 84 Kr zu zerfallen , wurde es bisher noch nie beobachtet und gilt dort als stabil. Die Standardatommasse von Strontium beträgt 87,62 (1)  u .

Auftreten

Strontium kommt in Mineralien wie Celestine SrSO 4 und Strontianit SrCO 3 vor .
Der Strontiumgehalt der Erdkruste ist gering (0,034%). Einige Verbindungen (löslich) sind im Meerwasser und in einigen Quellen ( Mineralwasser ) vorhanden.

Von radioaktivem Strontium ( 90 Sr ) und radioaktivem Cäsium ( 137 Cs ) haben die Biosphäre infolge von Atomtests in der Luft und infolge der Katastrophe von Tschernobyl (Strontium war der Hauptschadstoff fern mit ' Jod und Cäsium ) verseucht und Fukushima .

Ein Teil dieses Strontiums wurde über die Nahrungskette rekonzentriert , insbesondere über bestimmte Pilze. Es wurde eine Analysemethode veröffentlicht, um die Analyse von Strontium in Pilzen nach dem Durchzug der Tschernobyl-Wolke zu standardisieren .

Die Auswaschung von Strontium und/oder seine Biokonzentration im Nahrungsnetz bedeutet, dass die Wasser- und Luftverschmutzung laut UNSCAR rapide abgenommen hat (2009 überstieg Trink- und Bewässerungswasser nicht mehr 1 Becquerel Cäsium und Strontium pro Liter).

Kinetik in der Umwelt

Strontiumsedimente (im Süßwasser, insbesondere aber ozeanisch). Ein Großteil wird nach und nach in die kalkhaltigen Metamorphiten integriert . Das Korallenriff absorbiert auch.

Umgekehrt können bestimmte Pilze , die degradieren Grundgestein (insbesondere strontianite, natürliches Strontium Erz) und bringen sie bis zu der Oberfläche des Bodens . Dies ist beispielsweise bei Resinicium bicolor  (en) (Saprophytischer Pilz ohne Mykorrhiza) der Fall, der nachweislich in der Lage ist, Sr 2+ -Ionen zu solubilisieren , um sie an die Bodenoberfläche zu bringen. Es "rezipiert" sie in Calciumoxalat- Kristallen, die so mit Strontium angereichert sind. Es wurde festgestellt, dass sich das Sr in diesem Fall bevorzugt in den Myzelsträngen des Pilzes anreichert .

Je nach Fall, Mykorrhiza absorbieren Filter oder im Gegenteil bestimmte Toxine (in der Tat, die Wurzeln der Regel benötigen etwa 100 mal mehr Kohlenstoff als die Hyphen der assoziierten Symbionten Pilze das gleiche Volumen an Boden zu erkunden. Die Hyphen damit die Kapazitäten steigern bestimmter Pflanzen, um Strontium 90 (oder Cäsium 137) aufzunehmen.

Die Umweltkinetik dieses Metalls variiert je nach Art der betrachteten Verbindung: Je besser es löslich ist, desto eher zirkuliert es, und bestimmte wasserunlösliche Verbindungen können nach chemischen Reaktionen wieder löslich werden oder werden. Lösliche Verbindungen sind auch diejenigen, die am häufigsten in Lebensmitteln (Samen, Blattgemüse und Milchprodukte) vorkommen und die Gesundheit und das Ökosystem beeinträchtigen. Trinkwasser enthält normalerweise weniger als 1  mg/l .

Kinetik im Körper

Strontium wird über die gleichen Mechanismen wie Calcium aus dem Verdauungstrakt aufgenommen , jedoch ist die Calciumaufnahme bevorzugt. 99% des Strontiums, das aufgenommen oder inhaliert wird oder einen menschlichen Organismus kontaminiert hat, wird nicht ausgeschieden und konzentriert sich im Knochensystem , in den Zähnen und im Bindegewebe . Die Analyse von Milchzähnen kann somit einfacher als die Verwendung von Knochen zur Nachverfolgung einer möglichen Kontamination durch Strontium und einige andere radioemittierende Elemente beitragen. In den Vereinigten Staaten beobachteten wir in den 1990er Jahren einen unerwarteten Anstieg des Strontiumspiegels in Milchzähnen .

Verwendet

Gefährlich und manchmal nützlich (mit Vorsicht)

Sein Isotop 90 ist eines der gefährlichsten Spaltprodukte (Atomexplosionen, Kernreaktor). Tatsächlich zeigten die Experimente von Sydney Ringer vor über hundert Jahren, dass Kalzium in den Knochen durch Strontium ersetzt wurde. Außerdem ist seine Halbwertszeit lang: fast 29 Jahre.

Die Auswirkungen von Strontium auf den Knochen lassen sich wie folgt zusammenfassen:

Zur Vorbeugung von Osteoporose werden derzeit strontium- und kalziumhaltige Medikamente untersucht.

Es wäre sinnvoll, das Wasser bestimmter in Aquarien aufgezogener Rifffische regelmäßig mit Strontium zu ergänzen , da die Aktivkohlefilter einen Teil des Strontiums aus dem Wasser entfernen.

Toxizität , Ökotoxizität

In der Natur kommt Strontium oft natürlicherweise im Boden und manchmal sogar in der Luft in Form von Aerosolen oder an anderen Partikeln adsorbiert vor. Die Aschekohle oder die Verbrennungsanlage sind eine Quelle, die lokal das Trinkwasser verschmutzen . Einige seiner löslichen Verbindungen finden sich leicht im Wasser und damit in Sedimenten und in bestimmten Pflanzen und Tieren, einschließlich Süßwasser ( z. B. Zebramuscheln , die entgiften, indem sie sie in ihrer Schale fixieren), wodurch das Biokonzentrat . Der Test der Radiolarianer- Segler in der Klasse der Akanthaare besteht ebenfalls aus Strontiumsulfat .

Am stärksten ist es in bestimmten Lebensmitteln (Samen, Blattgemüse und Milchprodukte) enthalten. Bei Tieren wird der Teil, der nicht mit Schleim , Urin oder Exkrementen ausgeschieden wird, vorzugsweise in den Knochen fixiert . Rinder, Wild, Fische oder Schalentiere können es enthalten.

In der Vergangenheit wurde Strontium insbesondere in Erdöl und Kohle eingeschlossen und vergraben . Bei der Verbrennung dieser fossilen Produkte wird Strontium in Form von Staub oder Partikeln in der Luft freigesetzt.

Außer in sehr geringen Dosen ist nicht radioaktives Strontium für Tiere und Menschen giftig , wobei die Symptome je nach Spezies, Alter, Dosis und möglicherweise möglichen Synergien mit anderen Produkten oder in Abhängigkeit vom betrachteten Isotop variieren. Beim Menschen verursacht Strontiumchromat  (in) selbst in geringen Dosen beim Einatmen Lungenkrebs .

Wenn Strontium in Form von Karbonat (SrCO 3 ) über den Verdauungstrakt aufgenommen wird, kann es zu Krämpfen, schmerzhaften Kontraktionen verschiedener Muskeln und einer abführenden Wirkung kommen. Strontiumnitrat (SrNO 3 ) kann, wenn es eingeatmet wird, verschiedene Probleme unterschiedlicher Art verursachen (Herz-, Lungen-, Leber- und Nierenprobleme). Radioaktives Strontium verursacht auch Anämie und Sauerstoffmangel und in höheren Dosen Krebs , indem es die DNA von Zellen beeinflusst, die ihm direkt ausgesetzt sind.

Vorsichtsmaßnahmen

Es oxidiert schnell an der Luft. Es reagiert heftig mit Wasser, um das Hydroxid von Strontium , ätzend und Wasserstoff zu produzieren.

Dosierung

Die Menge an Strontium in verschiedenen Medien kann durch verschiedene analytische Methoden quantifiziert werden.

Um Strontium aus der Matrix von seiner Umgebung abzuspalten, ist meist ein Aufschluss mit einer Säure (meist Salpetersäure und/oder Salzsäure ) erforderlich . Das Kompetenzzentrum für Umweltanalytik in Quebec verwendet gekoppelte Techniken: ICP-MS für Analysen im Fleisch von Fischen und kleinen Wirbellosen und ICP-OES für Analysen in Wasser, das zuerst angesäuert werden muss.

Hinweise und Referenzen

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Siehe auch

Literaturverzeichnis

Zum Thema passende Artikel

Externe Links


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