stronțiu

STRONȚIULUI   -I; m.  [Lat. strontium] Un element chimic (Sr), un metal alb argintiu al cărui izotopi radioactivi sunt folosiți în testarea nucleară și în tehnologie.

◁    Strontium, th.

  stronțiu

(lat. Strontium), un element chimic din grupa II a sistemului periodic, se referă la metalele alcaline de pământ. Numit pentru mineralul de strontianită găsit în apropierea satului Strontian din Scoția. Metal alb-argintiu; densitate 2,63 g / cm3 t  mp 768 ° C. Este foarte activ din punct de vedere chimic, prin urmare, metalul în sine este folosit puțin (la topirea cuprului și a bronzului pentru a le curăța, în tehnologia electrovacuum ca un getter), sărurile sunt utilizate la fabricarea de vopsele, compoziții luminoase, glazuri și emailuri. SrTiO 3 este un ferocelectric. În exploziile nucleare, un izotop radioactiv 90 Sr este format în reactoarele nucleare (timpul de înjumătățire plasmatică 29,1 ani), care este foarte periculos pentru oameni atunci când intră în mediu.

  STRONȚIULUI

STRONTSY (lat. Strontium, din satul Srtrontian din Scoția, lângă care a fost găsit), element chimic cu număr atomic 38, masă atomică 87,62. Simbolul chimic este Sr, citiți „strontium”. Situat în perioada 5 în grupul IIA al sistemului periodic al elementelor. Metal alcalin pământ. Stronțiul natural este format din patru izotopi stabili cu un număr de masă de 84 (0,56% în masă), 86 (9,86%), 87 (7,02%) și 88 (82,56%).
Configurația stratului electronic exterior 5 s 2   . Starea de oxidare este +2 (valența II). Raza atomului este 0,215 nm, raza ionului Sr 2+ este 0,132 nm (numărul de coordonare 6). Energiile de ionizare secvențiale de 5.6941 și 11.0302 eV. Electronegativitate Pauling (cm.  Pauling Linus) 1,0.
Strontium este un metal moale, alb-argintiu relativ ușor.
Povestea descoperirii
  În 1764, un mineral nou, strontianitul, a fost descoperit într-o mină de plumb. În 1890, englezul A. Crawford și, în același timp, englezul T. Hop, chimistul german M. Klaprot (cm.  VLAPROT Martin Heinrich)  și academicianul rus T. E. Lovits (cm.  LOVITURI Toviy Egorovich)  oxidul unui element nou a fost izolat de strontianită. În 1808, chimistul englez G. Davy a primit amalgamul de stronțiu (cm.  DEVI Humphrey).
Prevalență în natură
Conținutul în scoarța terestră este de 0,034% în greutate. În formă liberă nu apare. Minerale esențiale: Strontianitul (cm.  stronțianit)  și celestine (cm.  Celestine)  SrSO 4. Ca o impuritate, se găsește în mineralele de calciu, de exemplu, în fluorapatitul 3Ca 3 (PO 4) 2 · CaF 2.
recepție
  Sursa principală de materii prime pentru producția de stronțiu și compușii săi - celestine SrSO 4 - este mai întâi redusă cu cărbune în condiții de încălzire puternică:
SrSO 4 + 4C \u003d SrS + 4CO
Apoi sulfura de stronțiu acid clorhidric SrS (cm.  ACID HALIC)  transferat în SrCl2 și deshidratat. Pentru a obține Sr, clorura sa este redusă cu magneziu. (cm.  magneziu)  într-o atmosferă cu hidrogen:
SrCl 2 + Mg \u003d MgCl 2 + Sr
Strontiul se obține și prin reducerea SrO cu aluminiu. (cm.  ALUMINIU), siliciu (cm.  SILICON)  sau ferrosilicon:
4SrO + 2Al \u003d 3Sr + SrAl 2 O 4
Proprietăți fizice și chimice
  Strontium este un metal moale, alb-argintiu, care există în trei versiuni. Până la 231 ° C, o modificare cu o rețea cubică de tip Cu centrată pe față este stabilă, și  \u003d 0,6085 nm. La 231-623 ° C - modificarea b cu o rețea hexagonală, la 623 ° C până la punctul de topire (768 ° C) - modificarea g cu o rețea cubică centrată pe corp. Punctul de fierbere 1390 ° C, densitatea 2,63 kg / dm 3. Strontiul este metal maleabil, ductil.
Strontiul este foarte activ din punct de vedere chimic. Potențialul standard al electrodului Sr 2+ / Sr este 2,89 V.
La temperatura camerei în aer, stronțiul este acoperit cu o peliculă de oxid de SrO și peroxid de SrO2. Când este încălzit în aer, se aprinde. Interacționând cu halogenii, (cm.  halogen)  formează halogenuri SrCl2 și SrBr2. Când este încălzit la 300-400 ° C, reacționează cu hidrogenul (cm.  HIDROGEN)formând hidrură SrH 2. Stronțiul de încălzire într-o atmosferă de CO 2 primește:
5Sr + 2CO 2 \u003d SrC 2 + 4SrO
Strontium reacționează activ cu apa:
Sr + 2H2 O \u003d Sr (OH) 2 + H2
Când este încălzit, stronțiu interacționează cu azot, sulf, seleniu și alte nemetale cu formarea de nitrură Sr 3 N 2, sulfură SrS, selenidă SrSe și așa mai departe.
Oxidul de stronțiu - principalul, interacționează cu apa, formând hidroxid:
SrO + H2O \u003d Sr (OH) 2
Când interacționează cu oxizii acizi, SrO formează săruri:
SrO + CO 2 \u003d SrCO3
Ioni Sr 2+ sunt incolori. Clorura SrCl 2, bromura SrBr 2, iodura SrI 2, nitratul Sr (NO 3) 2 sunt ușor solubile în apă și colorează flacăra în roșu carmin. Carbonat insolubil SrCO 3, sulfat SrSO 4, ortofosfat mediu Sr 3 (PO 4) 2.
cerere
Strontiul este folosit ca aditiv pentru aliere pe bază de magneziu, aluminiu, plumb, nichel și cupru. Strontium este o parte a getterilor. Compușii stronți sunt folosiți în pirotehnie, fac parte din materiale luminescente, acoperiri cu emisii ale tuburilor radio și sunt utilizate la fabricarea ochelarilor.
SrTiO 3 titanat de stronțiu este utilizat la fabricarea de antene dielectrice, elemente piezoelectrice, condensatoare neliniare de dimensiuni mici, ca senzori de radiații infraroșii. Preparatele 90 Sr sunt utilizate în radioterapia pielii și a unor boli ale ochilor.
Efect fiziologic
  Compușii stronți sunt toxici. Dacă acesta intră în corp, este posibilă deteriorarea țesutului osos și a ficatului. Concentrația maximă admisă de stronțiu în apă este de 8 mg / l, în aer pentru hidroxid, nitrați și oxid 1 mg / m 3, pentru sulfat și fosfat 6 mg / m 3.
Probleme 90 Sr
  În timpul exploziilor de sarcini nucleare sau din cauza scurgerii deșeurilor radioactive, izotopul radioactiv 90 Sr. intră în mediu Formând bicarbonat solubil în apă Sr (HCO 3) 2, 90 Sr migrează în apă, sol, plante și organisme animale.

Dicționar enciclopedic. 2009 .

Sinonime:

Vedeți ce este „strontium” în alte dicționare:

  - (noul lat.). Metal galben deschis, numit după satul din Scoția, în vecinătatea căruia a fost descoperit pentru prima dată; în combinație cu dioxidul de carbon formează strontianitul mineral. Dicționar de cuvinte străine incluse în limba rusă ... ... Dicționar de cuvinte străine ale limbii ruse

Tabelul Nuclidului Informații generale Denumire, simbol Strontium 90, 90Sr Nume alternative Radiostrontium Neutroni 52 Protoni 38 Proprietăți nucleare Masă atomică 8 ... Wikipedia

STRONȚIULUI  - chim. element, simbol Sr (lat. Strontium), la. n. 38, la. m. 87,62; se referă la metale alcaline de pământ, are o culoare alb-argintie, densitate 2630 kg / m3, mp \u003d 768 ° С. Chimic foarte activ, prin urmare, în forma sa pură este utilizat puțin. Folosiți ... Enciclopedie politehnică mare

Chem. elementul II gr. sistem periodic, număr de serie 38, la. în. 87, 63; este format din 4 izotopi stabili. Compoziția izotopică medie a C. obișnuită este următoarea: Sr84 0,56%, Si86 9,86%, Sr87 7,02%, Sr88 82,56%. Unul dintre izotopii din S. Sr87 ... ... Enciclopedia geologică

Celestine Dicționar de sinonime rusești. strontium n., număr de sinonime: 5 străin (23) metal ... Dicționar de Sinonime

- (Strontium), Sr, element chimic din grupa II a sistemului periodic, număr atomic 38, masă atomică 87,62; metal moale alcalin. În urma testelor nucleare, accidentelor la centralele nucleare și cu deșeuri radioactive, acesta intră în mediu ... ... Enciclopedia modernă

  - (Strontium latin) Sr, element chimic din grupa II a sistemului periodic, număr atomic 38, masă atomică 87,62, se referă la metale alcaline de pământ. Numit după strontianita minerală găsită în apropierea satului Stronsian (Strontian) din Scoția ... ... Mare dicționar enciclopedic   - (Strontium), Sr, chim. elementul grupei II este periodic. sisteme de elemente, la. numărul 38, la. greutate 87,62, metal alcalin pământ. Natural S. este un amestec de 84Sr stabil, 86Sr 88Sr, într-un roi 88Sr (82,58%) prevalează, iar cel mai puțin 84Sr (0,56%) ... Enciclopedia fizică

Stronțiul metalic este acum produs prin metoda aluminotermică. Oxidul de SrO este amestecat cu pulbere de aluminiu sau bărbierit, iar la o temperatură de 1100 ... 1150 ° C într-un cuptor cu vid electric (presiune 0,01 mmHg), reacția începe:

4SrO + 2Al → 3Sr + Al 2 O 3 · SrO.

Electroliza compușilor de stronțiu (metoda folosită de Davy) este mai puțin eficientă.

Utilizarea strontiului metalic

Strontiul este un metal activ. Acest lucru împiedică utilizarea lui pe scară largă în tehnologie. Dar, pe de altă parte, activitatea chimică ridicată a stronțiului permite utilizarea acesteia în anumite domenii ale economiei naționale. În special, este utilizat la topirea cuprului și a bronzului - strontiul leagă sulful, fosforul, carbonul și crește fluxul de zgură. Astfel, stronțiul ajută la curățarea metalului de numeroase impurități. În plus, adăugarea de stronțiu mărește duritatea cuprului, aproape fără a-i reduce conductivitatea electrică. Strontiul este introdus în tuburile de vid pentru a absorbi restul de oxigen și azot, pentru a face vidul mai profund. Stronțiul purificat în mod repetat este utilizat ca agent de reducere în producția de uraniu.

În plus:

Stronțiu-90 (eng. stronțiu-90) - radioactiv nuclizi element chimic stronțiu cu număr atomic 38 șinumărul de masă 90. Se formează în principal la fisiunea nucleară în reactoare nucleare și arme nucleare.

În mediu 90 Sr ajunge în principal la explozii nucleare și emisii Centrală nucleară.

stronțiu este un analog calciu și este capabil să se așeze ferm în oase. Expunere prelungită la radiații 90 Sr și produsele sale de degradare afectează țesutul osos și măduva osoasă, ceea ce duce la dezvoltarea de boală prin radiațiitumori ale țesutului și oaselor formatoare de sânge.

Aplicație:

90 Sr este utilizat în fabricație surse de energie radioizotop sub formă de titanat de stronțiu (densitate 4,8 g / cm³, eliberare de energie aproximativ 0,54 W / cm³).

Una dintre utilizările pe scară largă 90 Sr - surse de control ale dispozitivelor dozimetrice, inclusiv de apărare militară și civilă. Cel mai obișnuit - tip "B-8" este executat ca un substrat metalic care conține o picătură de rășină epoxidică conținând un compus în adâncime 90 Sr. Pentru a oferi protecție împotriva formării prafului radioactiv prin eroziune, medicamentul este acoperit cu un strat subțire de folie. De fapt, astfel de surse de radiații ionizante sunt un complex 90 Sr - 90 Y, întrucât itriul se formează continuu în timpul degradării stronțiului. 90 Sr - 90 Y este o sursă beta aproape pură. Spre deosebire de medicamentele radioactive gamma, preparatele beta sunt protejate cu ușurință de un strat de oțel relativ subțire (aproximativ 1 mm), ceea ce a dus la alegerea unei preparate beta în scopuri de testare, începând cu a doua generație de echipamente de dozimetrie militară (DP-2, DP-12, DP- 63).

Strontiul este un metal ductil, alb-argintiu, moale. Chimic, este foarte activ, la fel ca toate metalele alcaline de pământ. Starea de oxidare este de + 2. Strontiul se combină direct atunci când este încălzit cu halogeni, fosfor, sulf, carbon, hidrogen și chiar azot (la temperaturi peste 400 ° C).

concluzie

Deci, stronțiul este adesea folosit în chimie, metalurgie, perotehnică, energie atomică ș.a. Și, prin urmare, acest element chimic își croiește tot mai mult încrederea în industrie, cererea pentru aceasta este în continuă creștere. Strontiul este util și în medicină. Efectul asupra stronțiului natural asupra organismului uman (toxicitate scăzută, utilizat pe scară largă pentru tratarea osteoporozei). Stronțiul radioactiv afectează aproape întotdeauna negativ corpul uman.

Dar natura poate satisface nevoile omenirii în acest metal?

În natură, există așa-numitele depozite de strontiu vulcanic-sedimentare, de exemplu, în deșerturile din California și Arizona din SUA (Apropo, s-a observat că strontiul „iubește” climatul cald, de aceea este mult mai puțin obișnuit în țările din nord.). În era terțiară, această zonă a fost scena activității vulcanice violente.

Apele termale care se ridicau împreună cu lavele din intestinele pământului erau bogate în stronțiu. Lacurile situate printre vulcani au acumulat acest element, formându-și rezervele considerabile de-a lungul mileniilor.

Există stronțiu în apele Kara-Bogaz-Gol. Evaporarea constantă a apelor golfului duce la faptul că concentrația sărurilor crește continuu și ajunge în final la punctul de saturație - săruri precipitate. Conținutul de stronțiu în aceste sedimente este uneori de 1-2%.

Cu câțiva ani în urmă, geologii au descoperit un depozit semnificativ de celest în munții Turkmenistanului. Straturile albastre ale acestui mineral mineral valoros se află pe versanții cheilor și canioanelor adânci din Kushtangtau - un lanț muntos din partea de sud-vest a Pamir-Alai. Nu există nici o îndoială că piatra „cerească” din Turcia va servi cu succes economiei noastre naționale.

Haste nu este deosebit de natură: acum o persoană folosește rezervele de stronțiu, pe care a început să le creeze cu milioane de ani în urmă. Dar chiar și astăzi, în adâncurile pământului, în grosimea mărilor și oceanelor, au loc procese chimice complexe, apar pâlcuri de elemente valoroase, se nasc noi comori, dar nu vor fi lăsate de noi, ci de urmașii noștri îndepărtați.

References

Enciclopedie în jurul lumii

http://www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/himiya/STRONTSI.html?page\u003d0,3

Strontium Wikipedia

http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%BD%D1%86%D0%B8%D0%B9

3. Biblioteca publică de elemente chimice

Vă trimiteți munca bună la baza de cunoștințe. Folosiți formularul de mai jos

Studenții, studenții absolvenți, tinerii oameni de știință care folosesc baza de cunoștințe în studiile și în munca lor vă vor fi foarte recunoscători.

Postat pe http:// www. allbest. ru/

introducere

5. Metodele de prelevare

o propunere

introducere

Un tip de impact foarte periculos asupra biosferei este radiațiile radioactive. Acest tip de poluare a mediului a apărut abia la începutul secolului XX, de la descoperirea fenomenului radioactivității și încearcă utilizarea elementelor radioactive în știință și tehnologie. Tipurile cunoscute de transformări radioactive sunt însoțite de diferite radiații. Este vorba de raze a, constând din nuclee de heliu, raze b, care sunt un flux de electroni rapide și raze γ, care au o putere mare de penetrare. Fragmente de fisiune ale nucleelor \u200b\u200bde uraniu, plutoniu, cesiu, bariu, stronțiu, iod și alte elemente radioactive au un puternic efect biologic.

Combinația de proprietăți ale strontium-90 o conduce, împreună cu izotopii de iod-cesiu și radioactiv, la categoria celor mai periculoși și teribili contaminanți radioactivi. Izotopii stabili ai stronțiului în sine sunt puțin periculoși, dar izotopii radioactivi ai stronțiului reprezintă un mare pericol pentru toate lucrurile vii. Izotopul radioactiv al strontium-strontium-90 este considerat drept unul dintre cei mai teribili și periculoși poluanți ai radiațiilor antropice. Acest lucru se datorează în primul rând faptului că are un timp de înjumătățire foarte scurt de 29 de ani, ceea ce duce la un nivel foarte ridicat al activității sale și al radiațiilor puternice, iar pe de altă parte, capacitatea sa de a metaboliza eficient și de a fi inclus în funcțiile vitale ale organismului. Strontiul este un analog chimic aproape complet al calciului, prin urmare, care pătrunde în organism, este depus în toate țesuturile și fluidele care conțin calciu - în oase și dinți, oferind o deteriorare eficientă a radiațiilor țesuturilor corpului din interior.

1. Caracteristicile generale ale stronțiului

Stromtium este un element al subgrupului principal al celui de-al doilea grup, a cincea perioadă a sistemului periodic al elementelor chimice ale lui D. I. Mendeleev, cu număr atomic 38. Este indicat prin simbolul Sr (lat. Strontium). Substanța simplă a strontiului este un metal alcalin-pământos moale, maleabil și ductil, de culoare alb-argintiu. Are activitate chimică ridicată, reacționează rapid cu umiditatea și oxigenul din aer, fiind acoperit cu o peliculă de oxid galben. Strontium și-a luat numele de la strontianitul mineral, găsit în 1787 într-o mină de plumb din apropiere de Strontian (Scoția). În 1790, chimistul englez Ader Crawford (Crawford Ader) (1748-1795) a arătat că strontianitul conține un „pământ” nou, dar încă necunoscut. Această caracteristică a strontianitei a fost stabilită și de chimistul german Martin Heinrich Klaprot (Klaproth Martin Heinrich) (1743-1817). Chimistul englez T. Hope (Hope T.) din 1791 a dovedit că strontianitul conține un element nou. El a făcut o distincție clară între compuși de bariu, stronțiu și calciu, folosind, printre alte metode, culoarea caracteristică a flăcării: galben-verde pentru bariu, roșu aprins pentru stronțiu și roșu-portocaliu pentru calciu.

Independent de savanții occidentali, academicianul din Sankt Petersburg, Tobias (Tovy Egorovich) Lovits (1757-1804), în 1792, studiind baritul mineral, a ajuns la concluzia că, pe lângă oxidul de bariu, „pământul strontalian” este prezent și ca impuritate. El a reușit să extragă mai mult de 100 g de „pământ” nou din vraci grei și a investigat proprietățile sale. În formă liberă, strontiul a fost primul care a izolat chimistul și fizicianul englez Humphrey Davy în 1808. Stronțiu metalic a fost obținut prin electroliza hidroxidului său umezit. Strontium eliberat la catod combinat cu mercur pentru a forma un amalgam. După ce a descompus amalgamul prin încălzire, Davy a izolat metalul pur.

Strontium - un metal moale, alb-argintiu, are ductilitate și ductilitate, este ușor tăiat cu un cuțit. Polimorf - trei dintre modificările sale sunt cunoscute. Până la 215 о С, modificarea centrată pe față cubică este stabilă (b-Sr), între 215 și 605 о С - hexagonal (№ Sr), peste 605 о С - modificarea centrată în volum cub (g-Sr). 768 о С, Punct de fierbere - 1390 о С.

Strontiul prezintă întotdeauna o valență +2 în compușii săi. Prin proprietățile sale, strontiul este aproape de calciu și bariu, ocupând o poziție intermediară între ele. În seria electrochimică a eforturilor, strontiul este printre cele mai active metale (potențialul său normal de electrod este? 2,89 V. Reacționează energetic cu apa, formând un hidroxid:

Sr + 2H2O \u003d Sr (OH) 2 + H2 ^

Acesta interacționează cu acizii, deplasează metalele grele din sărurile lor. Cu acizii concentrați (H 2 SO 4, HNO 3) reacționează slab.

Stronțiul metalic se oxidează rapid în aer, formând o peliculă gălbui în care, pe lângă oxidul SrO, peroxidul SrO2 și nitrura Sr 3 N2 sunt întotdeauna prezente. Când este încălzit în aer, se aprinde; stronțiu pudră în aer este predispus la autoaprindere.

Reacționează viguros cu nemetalele - sulf, fosfor, halogeni. Acesta interacționează cu hidrogenul (peste 200 ° C), azotul (peste 400 ° C). Practic nu reacționează cu alcaline.

La temperaturi ridicate, reacționează cu CO2 pentru a forma carbură:

5Sr + 2CO 2 \u003d SrC 2 + 4SrO

Săruri ușor solubile de stronțiu cu anioni Cl2, I?, NO 3 ?. Săruri cu anioni F?, SO42?, CO32?, PO43? puțin solubil (Poluektov, 1978).

contaminarea radioactivă a stronțiului

2. Principalele surse de stronțiu în mediile naturale și organismele vii

Strontiul este o parte integrantă a microorganismelor, plantelor și animalelor. La radiolarii marini, scheletul este format din sulfat de stronțiu - celestină. Algele conțin stronțiu 26-140 mg la 100 g de materie uscată, plante terestre - aproximativ 2,6, animale marine - 2-50, animale terestre - aproximativ 1,4, bacterii - 0,27-30. Acumularea de stronțiu de către diverse organisme depinde nu numai de tipul, caracteristicile lor, dar și de raportul conținutului de stronțiu și al altor elemente, în principal calciu și fosfor, din mediu.

Animalele primesc stronțiu cu apă și hrană. Unele substanțe, cum ar fi polizaharidele de alge, interferează cu absorbția stronțiului. Strontiul se acumulează în țesutul osos, în cenușa care conține aproximativ 0,02% de stronțiu (în alte țesuturi - aproximativ 0,0005%).

Ca urmare a testelor nucleare și a accidentelor la centralele nucleare, o mare cantitate de stronțiu-90 radioactiv a fost eliberat în mediu, cu un timp de înjumătățire de 29,12 ani. Până când testarea armelor atomice și a hidrogenului în trei medii a fost interzisă, numărul victimelor strontiului radioactiv a crescut de la an la an.

În termen de un an de la finalizarea exploziilor nucleare atmosferice ca urmare a autocurățării atmosferei, majoritatea produselor radioactive, inclusiv stronțiu-90, au căzut din atmosferă la suprafața pământului. Poluarea mediului din cauza eliminării din stratosferă a produselor radioactive ale exploziilor nucleare efectuate la depozitele de deșeuri ale planetei în 1954-1980 joacă acum un rol secundar, contribuția acestui proces la poluarea aerului de 90Sr este de două ordine de mărime mai mică decât de la vântul care ridică praful din solul contaminat cu teste nucleare și ca urmare a accidentelor de radiații.

Strontium-90, împreună cu cesiul-137, sunt principalele radionuclizi poluatori din Rusia. Situația de radiații este afectată în mod semnificativ de prezența zonelor contaminate rezultate din accidente la centrala nucleară de la Cernobîl în 1986 și Asociația de producție Mayak din regiunea Chelyabinsk în 1957 (accident Kyshtym), precum și în vecinătatea unor întreprinderi cu ciclu de combustibil nuclear.

Acum, timpul de concentrare medie de 90Sr în aerul din afara teritoriilor contaminate ca urmare a accidentelor de la Cernobâl și Kyshtym a atins nivelurile observate înainte de accidentul de la centrala nucleară de la Cernobâl. În sistemele hidrologice asociate cu zonele contaminate în timpul acestor accidente, strontium-90 este spălat semnificativ de pe suprafața solului.

Odată ajuns în sol, stronțiul, împreună cu compușii solubili de calciu, intră în plante. Leguminoasele, rădăcinile și culturile de tuberculi acumulează mai mult decât alții 90Sr, cerealele, inclusiv cerealele și inul sunt mai puține. În mod semnificativ mai puține 90Sr se acumulează în semințe și fructe decât în \u200b\u200balte organe (de exemplu, 90Sr este de 10 ori mai mult în frunze și tulpini de grâu decât în \u200b\u200bcereale).

Din plante, strontium-90 poate trece direct sau prin animale în corpul uman. La bărbați, strontium-90 se acumulează într-o măsură mai mare decât la femei. În primele luni ale vieții unui copil, depunerea de stronțiu-90 este un ordin de mărime mai mare decât cel al unui adult, acesta intră în corp cu lapte și se acumulează în țesutul osos în creștere rapidă.

În funcție de nivelul prevalenței fizice în scoarța terestră, strontiul ocupă locul 23 - fracția sa de masă este de 0,014% (în litosferă - 0,045%). Fracția molară de metal din scoarța terestră este de 0,0029%. Strontiul se găsește în apa de mare (8 mg / L). În natură, strontiul se găsește sub forma unui amestec de 4 izotopi stabili 84Sr (0,56%), 86Sr (9,86%), 87Sr (7,02%), 88Sr (82, 56%) (Orlov, 2002).

3. Parametri igienici pentru utilizarea stronțiului

Strontiumul este slab absorbit în tractul intestinal, iar partea principală a metalului care intră în corp este secretată de acesta. Strontiul rămas în organism înlocuiește calciul și se acumulează în cantități mici în oase. Cu o acumulare semnificativă de stronțiu, există șansa de a suprima calcinarea oaselor în creștere și de a opri creșterea. Stontiumul non-radioactiv prezintă un risc pentru sănătatea umană, iar cantitatea sa în produse este supusă controlului în conformitate cu cerințele FAO / OMS (Kaplin, 2006).

Radionuclizii care intră în biosferă provoacă numeroase consecințe asupra mediului. Ca rezultat al scurgerii de suprafață, radionuclizii se pot acumula în depresiuni, jgheaburi și alte elemente de relief acumulative. Nucleidele intră în plante și migrează puternic de-a lungul lanțurilor alimentare. Microorganismele solului acumulează elemente radioactive, ceea ce este bine detectat prin radioautografie. Pe baza acestui principiu, sunt dezvoltate metode de identificare a populațiilor microbiene pentru diagnosticul provinciilor geochimice cu un conținut ridicat de radionuclizi.

Studiul comportamentului radionuclidelor are o importanță deosebită în legătură cu căderea lor în lanțul „sol - plantă - animal - om”. Diferențele de specie în conținutul de nuclide la plante se datorează naturii distribuției sistemelor radiculare.

În funcție de scara fluxului de radionuclizi în fitomass, comunitățile de plante sunt dispuse în rândul următor: stepă de iarbă cu pene\u003e pajiște cu făină de ovăz\u003e pajiște cu iarbă. Acumularea maximă de radionuclizi se observă la plantele din familia cerealelor, apoi urmează forbele, mai puțin din nuclidele acumulează leguminoase.

Strontium-90 este ușor adsorbit de sol din cauza schimbului de cationi sau este fixat de materia organică a solului cu formarea de compuși insolubili. Irigarea și tratarea intensivă a solului pot accelera procesul de spălare a profilului. Îndepărtarea stronțiu-90 este posibilă și cu apele de suprafață, urmată de acumularea în depresiuni (depresiuni) a reliefului.

De regulă, în culturi, acumularea maximă de strontiu-90 se observă la rădăcini, mai puțin în frunze și cantități nesemnificative în fructe și boabe. Prin lanțurile trofice, strontium-90 se transmite cu ușurință animalelor și oamenilor, tinde să se acumuleze în oase și provoacă un prejudiciu mare sănătății.

Concentrația maximă admisă (MPC) de stronțiu-90 în aerul sălilor de lucru este de 0,185 (Bq / l), în apa rezervoarelor deschise 18,5 (Bq / l). Nivelurile admise de 90Sr în produsele alimentare, în conformitate cu cerințele din SanPiN 2.3.2.1078-01 sunt în cereale, brânză, pește, cereale, făină, zahăr, sare 100-140 (Bq / kg), carne, legume, fructe, unt, pâine , paste - 50-80 (Bq / kg), ulei vegetal 50-80 (Bq / l), lapte - 25, apă potabilă - 8 (Bq / l) (Orlov, 2002).

4. Caracteristicile toxicologice ale stronțiului

Sărurile și compușii stronțiului sunt substanțe cu un nivel scăzut de toxicitate, cu toate acestea, cu un exces de stronțiu, țesutul osos, ficatul și creierul sunt afectate. Fiind apropiat de calciu în proprietățile chimice, stronțiul diferă brusc de acesta prin efectul său biologic. Conținutul excesiv al acestui element în soluri, ape și produse alimentare provoacă o „boală la nivel” la oameni și animale (cu numele râului Level în estul Transbaikalia) - deteriorarea și deformarea articulațiilor, întârzierea creșterii și alte tulburări.

Izotopii radioactivi ai stronțiului sunt deosebit de periculoși. Stronțiul radioactiv este concentrat în schelet și, astfel, expune corpul la o expunere radioactivă prelungită. Efectul biologic al 90Sr este asociat cu natura distribuției sale în organism și depinde de doza de radiație b creată de acesta și radioizotopul său fiic 90Y. Cu un aport prelungit de 90Sr în organism, chiar și în cantități relativ mici, ca urmare a iradierii continue a țesutului osos, se poate dezvolta leucemie și cancer osos. Decăderea completă a strontium-90, care a intrat în mediu, va avea loc abia după câteva sute de ani.

Există puține informații despre toxicitatea Sr pentru plante, iar plantele variază foarte mult în toleranța lor la acest element. Conform Schacklett și colab., Nivelul toxic Sr pentru plante este de 30 mg / kg cenușă (Kaplin, 2006; Kabata-Pendias, 1989).

5. Metodele de prelevare

Eșantionarea este prima etapă destul de simplă, dar în același timp crucială a analizei. Există mai multe cerințe pentru eșantionare:

1. Eșantionarea trebuie să fie aseptică și să fie efectuată folosind un eșantionator steril într-un recipient steril, care trebuie sigilat pentru a transporta eșantionul în laborator.

2. Eșantionul trebuie să fie reprezentativ, adică au un volum suficient, a cărui valoare este determinată de cerințele pentru conținutul unui anumit microorganism și să fie produsă într-un loc care asigură adecvarea eșantionului la întregul volum al obiectului analizat.

3. Proba selectată trebuie prelucrată imediat, dacă nu este posibilă prelucrarea imediată, trebuie păstrată la frigider.

Pentru a obține rezultate reproductibile, un experiment necesită o atenție atentă la toate detaliile. Una dintre sursele erorilor în determinarea Sr este eterogenitatea eșantionului și nereprezentarea suprafeței. Dacă măcinarea unui eșantion solid (minereu, pulbere de rocă, produse de beneficiere, amestecuri brute, săruri etc.) atinge 100 ochiuri sau mai puțin, astfel de probe pot fi considerate destul de omogene, datorită puterii mari de penetrare a radiațiilor dure. Pentru a reduce efectele absorbției și excitației, distorsionând graficele de calibrare, proba analizată este diluată cu o substanță transparentă cu raze X (polistiren, acid boric, amidon, hidroxid de aluminiu, apă etc.). Gradul de diluare este determinat experimental. O probă de pulbere cu un diluant distribuit uniform și un standard intern este brichetată sau dizolvată. Grosimea brichetei (tabletei) trebuie să fie suficient de mare (aproximativ 1-2 mm), astfel încât intensitatea radiației eșantionului să nu depindă de dimensiunea eșantionului. Brichetele gătite (tablete) sunt potrivite pentru măsurători multiple. Substanța de testat poate fi plasată sub formă de pulbere direct în cuva dispozitivului. Pulberea de probă poate fi plasată într-un suport de plexiglas și presată sub o peliculă polimerică sau aplicată pe o peliculă adezivă (Orlov, 2002; Poluektov, 1978).

6. Metode analitice pentru determinarea stronțiului în probe

Atunci când se determină Sr în obiecte naturale și industriale, metodele spectrale cele mai utilizate sunt spectrograficele de emisie și cele fotometrice cu flacără. Recent, metoda de absorbție atomică a fost utilizată pe scară largă. Metoda fotometrică, care necesită o separare preliminară a strontiului de alte elemente, este utilizată relativ rar. Din același motiv, precum și în legătură cu durata analizei, metodele gravimetrice și titrimetrice sunt greu utilizate în prezent.

1. Metode gravimetrice

Metodele gravimetrice sunt utilizate pentru a determina strontiul, în majoritatea cazurilor, după separarea sa de alte elemente alcaline de pământ.

2. Metode titrimetrice

Determinarea titrimetrică a stronțiului poate fi făcută după separarea sa de toate sau majoritatea elementelor care interferează. Cea mai utilizată metodă complexometrică.

3. Metode de determinare spectrofotometrice

Aceste metode pot fi împărțite în directe și indirecte. Metodele directe se bazează pe reacțiile de formare a compușilor colorați sub acțiunea reactivilor asupra ionilor de stronțiu. În metodele indirecte, stronțiul este precipitat sub forma unui compus solubil cu o reactivă colorată prezentă în exces, precipitatul este separat și concentrația de stronțiu din eșantion este determinată de cantitatea de reactiv nelimitat.

Exemple de metode de determinare directă:

Determinarea strontiului prin nitroortanil C (nitrochromazo) sau ortanilic C. Barium, plumbul (2) interferează cu determinarea, dând o reacție de culoare cu reactivul; zirconiul, titanul, talia și alte câteva elemente duc la o subestimare accentuată a rezultatelor. Sensibilitatea este de 0,05 mcg / ml.

Determinarea stronțiului cu dimetil sulfanazo III și dimetil sulfanazo

Elementele III-VI ale grupurilor lor trebuie eliminate. Cantitatea de săruri de amoniu și metale alcaline nu trebuie să depășească 10 mg. Sulfatii si fosfatii interfereaza daca exista mai mult de 0,03 mmoli. Multe metale interferează cu determinarea, inclusiv Ca și Mg, dacă conținutul lor în eșantion? 0,3 µmol și Cu (II) 0,25 µmol. Există, de asemenea, multe alte limitări.

Determinarea strontiului cu carboxynitrase

Reacția de stronțiu cu carboxynitrase este una dintre cele mai sensibile. Folosind această reacție, se determină 0,08-0,6 μg / ml.

Metode indirecte pentru determinarea stronțiului

Datorită selectivității sale scăzute, metodele indirecte nu găsesc în prezent aplicație, de aceea vor fi menționate doar următoarele: metoda 8-hidroxichinolina; metoda acidului picrolonic; determinarea stronțiului folosind cromat.

4. Metode electrochimice

Metoda polarografică

Ionii de bariu interferează cu determinarea stronțiului (dar acest lucru poate fi eliminat prin selectarea unui fond adecvat care este (C2H5) 4NBr în etanol absolut). În prezența concentrațiilor aproximativ egale de Mg și Ca, determinarea Sr este imposibilă. Ba, Ca, Na, K ar trebui să fie separate preliminar dacă concentrațiile lor depășesc semnificativ concentrația de Sr.

Metoda polarografică diferențială

Este posibil să se determine cantități mici de stronțiu în prezența unor cantități mari de Na și K. Sensibilitatea este de 0,0001 mol Sr / mol de sare.

Polarografia inversă

Acesta permite determinarea strontiului în concentrații foarte mici (10-5 - 10-9 M), dacă este concentrat mai întâi într-o picătură de mercur prin electroliză, și apoi este supus dizolvării anodice. Se folosește tehnica oscilografică. Eroarea medie este de 3-5%.

Metoda conductometrică

Definițiile sunt efectuate după separarea prealabilă a grupului de elemente Li, K, Na, Ca și Ba care sunt incluse în sărurile solubile ale materialelor de construcție.

5. Metode spectrale

Metoda spectrografică (scânteie și arc)

Cele mai intense linii Sr se află în regiunea vizibilă a spectrului: 4607,33; 4077,71 și 4215,52 A, ultimele două aflându-se în regiunea benzilor cian. Prin urmare, atunci când utilizați un arc cu electrozi de carbon pentru analiză, aceste linii sunt mai puțin potrivite. Linia 4607.33 A se caracterizează printr-o autoabsorbție puternică, de aceea se recomandă utilizarea acesteia atunci când se determină doar concentrații mici de Sr (sub 0,1%). La conținutul ridicat, se folosesc liniile Sr 4811.88 și 4832.08?, Precum și 3464.46 A. În regiunea ultravioletă a spectrului se folosesc liniile semnificativ mai slabe 3464.46 și 3380.71 A, ultima dintre ele fiind situată în regiunea spectrului, care are fundal. Amestecurile tampon sunt utilizate pentru a stabiliza temperatura de ardere a arcului, pentru a elimina influența Ca, Mg, Na și pentru a obține o precizie mai mare în determinarea Sr. Pentru a elimina benzile cian, Sr este determinat în argon sau probele sunt transferate la compuși de fluor. Sensibilitatea determinării Sr într-un arc este de 5 * 10-5 - 1 * 10-4%, eroarea relativă de determinare este de ± 4-15%. Utilizarea unei descărcare în arc pulsat a unui curent mare în argon poate crește semnificativ sensibilitatea determinării Sr (3 * 10-12 g ). Sensibilitatea determinării Sr în scânteie este (1-5) * 10-4%. Eroarea de determinare este de ± 4-6%. Pentru a crește precizia și sensibilitatea absolută a analizei, precum și pentru a elimina influența liniilor interferențe ale elementelor străine, se propune utilizarea unui interferometru încrucișat cu un spectrograf.

Fotometrie cu flacără de emisie

Datorită simplității și fiabilității sale, metoda fotometrică de flacără pentru determinarea strontiului este utilizată pe scară largă, în special în analiza rocilor și mineralelor, a apelor naturale și reziduale, a materialelor biologice și a altor materiale. Este potrivit pentru a determina conținuturi atât mici cât și mari ale unui element cu o precizie suficient de ridicată (1-2% raport.) Și sensibilitate, iar în cele mai multe cazuri, determinarea strontiului poate fi efectuată fără separarea de alte elemente. Cea mai mare sensibilitate este obținută atunci când se utilizează echipamente cu înregistrare automată a spectrului și la temperaturi ridicate ale flăcărilor. Cea mai mare sensibilitate este obținută folosind plasma RF de 0,00002 μg Sr / ml.

Cu o metodă de evaporare pulsată, limita de detecție absolută a Sr este 1 * 10-13-2 * 10-12 g (flacără a unui amestec de acetilenă-oxid de azot). Cu cantități suficient de mari din eșantion (~ 10 mg), limita relativă a conținutului de stronțiu determinat scade la 1 * 10-7%, în timp ce soluția de probă este introdusă în flacără folosind un nebulizator, aceasta este de 3 * 10-5%.

Spectrofotometria cu absorbție atomică

Sr se determină prin măsurarea absorbției luminii de către atomii săi. Linia cea mai frecvent utilizată este strontiul 460,7 nm, cu o sensibilitate mai scăzută, strontiul poate fi determinat de la liniile 242,8; 256,9; 293,2; 689,3 nm. Când se utilizează flăcări de stronțiu la temperaturi ridicate, este posibilă și determinarea de la linia ionică 407.8 (spectroscopie de absorbție ionică). În această metodă de analiză se disting două tipuri de interferențe. Primul tip de interferență este asociat cu formarea compușilor greu volatili și se manifestă în flacăra unui amestec de acetilenă cu aer. Influența catiunilor Al, Ti, Zr și a altor anioni PO4 și SiO3 se remarcă cel mai adesea.Un alt tip de interferență se datorează ionizării atomilor de stronțiu, de exemplu, datorită influenței Ca și Ba, o creștere a absorbției atomice din prezența Na și K, etc. Sensibilitatea detectării strontiului 1 * 10-4-4 * 10-12 g.

6. Metoda de activare

Cea mai utilizată metodă pentru determinarea activității de 87mSr. În cele mai multe cazuri, determinarea se face prin măsurarea activității după izolarea radiochimică a Sr, care se realizează folosind metodele de depunere, extracție și schimb de ioni.

Utilizarea unui spectrometru g de înaltă rezoluție face posibilă creșterea preciziei metodei și reducerea numărului de operații de separare, deoarece este posibil să se determine Sr în prezența unui număr de elemente străine. Sensibilitatea detectării stronțiului este de aproximativ 6 * 10-5 g / g.

7. Metoda spectrometrică de masă

Spectroscopia de masă este utilizată pentru a determina compoziția izotopică a strontiului, a cărei cunoaștere este necesară atunci când se calculează vârsta geologică a eșantioanelor folosind metoda rubidiu-strontium și când se determină cantitățile micro de stronțiu în diferite obiecte prin metoda de diluare izotopică. Sensibilitatea absolută finală pentru determinarea Sr prin metoda spectrală de masă a unei scântei de vid este 9 * 10-11.

8. Metoda fluorescenței cu raze X

Metoda de fluorescență cu raze X pentru determinarea stronțiului a găsit recent o aplicație tot mai mare. Avantajul său este capacitatea de a efectua analiza fără a distruge eșantionul și viteza de execuție (analiza durează 2-5 minute). În metodă, influența bazei este exclusă, reproductibilitatea acesteia este de ± 2-5%. Sensibilitatea metodei (1-1CG4 - 1-10 ~ 3% Sr) este suficientă în majoritatea scopurilor.

Metoda de difracție a pulberilor cu raze X se bazează pe colectarea și analiza ulterioară a spectrului obținut prin expunerea la materialul de testare cu radiații de raze X. La iradiere, atomul trece într-o stare excitată, însoțit de ionizarea unui anumit nivel. Într-o stare excitată, atomul rămâne pentru o perioadă extrem de scurtă, de ordinul a 10-7 secunde, după care revine la o poziție calmă (stare de sol). În acest caz, electronii de la învelișurile exterioare fie umplu punctele vacante care se formează, iar energia în exces este emisă ca un foton, fie energia este transferată la un alt electron din cojile exterioare (electronul Auger). În acest caz, fiecare atom emite un fotoelectron cu o energie cu o valoare strict definită. Apoi, în funcție de energia și numărul de cantați, ei judecă structura materiei (Orlov, 2002; Poluektov, 1978).

7. Alegerea tipului de indicator. Caracteristicile populației utilizate pentru evaluarea stării unei populații sub influența stronțiului

Bioindicația este detectarea și determinarea tensiunilor naturale și antropice semnificative pentru mediu, bazate pe reacțiile organismelor vii la acestea direct în mediul lor. Obiectele (sau sistemele) vii sunt celule, organisme, populații, comunități. Cu ajutorul lor, se poate face o evaluare atât a factorilor abiotici (temperatura, umidității, acidității, salinității, conținutului de poluanți, etc.), cât și biotice (bunăstarea organismelor, a populațiilor și a comunităților lor).

Există mai multe forme diferite de bioindicare. Dacă două reacții identice sunt cauzate de factori antropici diferiți, atunci aceasta va fi o bioindicare nespecifică. Dacă aceste sau alte modificări pot fi asociate cu influența oricărui factor, atunci este indicată bioindicarea acestui tip.

Utilizarea metodelor biologice pentru evaluarea mediului implică identificarea speciilor de animale sau plante care sunt sensibile la unul sau alt tip de expunere. Organismele sau comunitățile de organisme ale căror funcții vitale se corelează atât de strâns cu anumiți factori de mediu care pot fi folosiți pentru evaluarea lor se numesc bioindicatori.

Tipuri de bio-indicatori:

1. Sensibil. Reacționează rapid cu o abatere semnificativă a indicatorilor de la normă. De exemplu, abaterile în comportamentul animalelor, în reacțiile fiziologice ale celulelor pot fi detectate aproape imediat după debutul factorului perturbator.

2. Acumulativ. Acumulează efecte fără a manifesta încălcări. De exemplu, pădurea din stadiile inițiale ale poluării sau călcării sale va fi aceeași în principalele sale caracteristici (compoziția speciilor, diversitatea, abundența etc.). Abia după ceva timp, speciile rare vor începe să dispară, formele predominante se vor schimba, numărul total de organisme se va schimba etc. Astfel, comunitatea forestieră ca bio-indicator nu va detecta imediat tulburările de mediu.

Un indicator biologic ideal trebuie să satisfacă o serie de cerințe:

A fi caracteristic acestor condiții, a avea o abundență mare într-un ecotop dat;

Să locuiești în acest loc timp de mai mulți ani, ceea ce face posibilă urmărirea dinamicii poluării;

Să fie în condiții convenabile pentru prelevare de probe;

Caracterizat printr-o corelație pozitivă între concentrația de poluanți din organismul indicator și obiectul de studiu;

Să aibă o toleranță ridicată în raport cu o gamă largă de substanțe toxice;

Răspunsul bioindicatorului la un efect fizic sau chimic specific ar trebui să fie clar exprimat, adică specific, ușor de înregistrat vizual sau folosind instrumente;

Un bio-indicator trebuie utilizat în mediul natural al existenței sale;

Bioindicatorul ar trebui să aibă o perioadă scurtă de ontogeneză, astfel încât să fie posibilă urmărirea influenței factorului asupra generațiilor următoare.

Pentru a indica bio-contaminarea radioactivă a solurilor, sunt mai convenabili locuitorii inactivi ai solului cu o perioadă lungă de dezvoltare (viermi de pământ, milipede, larve de gândac).

Studiul modificărilor caracteristicilor morfologice caracteristice la speciile de artropode din sol este deosebit de importantă în indicarea unor niveluri relativ scăzute de contaminare a solului cu radionuclizi. Astfel de tulburări sunt cel mai adesea cauzate de mutații genice cauzate de expunerea la radiații. În părțile nepoluate ale gamei acestor specii, astfel de caractere se schimbă nesemnificativ. Cele mai vizibile abateri în condițiile contaminate includ modificări în distribuția perișurilor pe corpul cozilor, membrelor, a două cozi, perii și milipede.

Un bun indicator al poluării apei de către radionuclizi sunt moluștele din lacurile de lac și crustaceele Daphnia, care pot fi recomandate ca obiecte de testare pentru acest tip de poluare. Reacția moluștelor la conținutul crescut de radionuclizi din rezervor s-a manifestat printr-o schimbare a culorii corpului și a cochiliei, indicatori morfometrici, inhibarea metabolismului generativ și plastic și o încălcare a reacției embrionilor la condițiile climatice ale sezonului. În daphnia în corpurile de apă contaminate, s-a observat moartea unor persoane din populație, o creștere a fertilității și a mărimii corpului.

În ecosistemele acvatice, plantele acvatice sunt, de asemenea, un bio-indicator fiabil al mediului de radiații. În special, Elodea canadiană sau ciuma de apă, care se dezvoltă bine în apele proaspete și salubre, acumulează în mod intensiv radionuclizi de 90Sr, 137C, care nu sunt detectați în timpul monitorizării standard a radiațiilor. Această specie poate fi utilizată pe scară largă în rezervoarele de sedimentare pentru tratarea apelor uzate de la radionuclizi.

În ecosistemele terestre, indicatori buni care acumulează radionuclizi, în special 90Sr, includ mușchi de sphagnum, ace de pin și molid, urzici dioice, zarzavaturi, pelin comun, trifoi roz, trifoi înfiorător, iarbă de timote, pasarelă, mazăre de șoarece, mazăre cu stea, mazăre stelară, cu frunze tari, crin de vale, pietriș de râu, echipă de arici, pieptene grâu, etc. Pe măsură ce radionuclidele se acumulează de către aceste plante, conținutul de mangan din cenușa lor scade de 3-10 ori (Turovtsev, 2004).

8. Metode toxicologice pentru evaluarea efectelor prezentei doze de stronțiu asupra componentelor biotei

Biotestarea este una dintre metodele de cercetare în monitorizarea biologică, care este utilizată pentru a determina gradul de efect dăunător al substanțelor chimice care sunt potențial periculoase pentru organismele vii în condiții de laborator sau de teren experimentale controlate, prin înregistrarea modificărilor indicatorilor biologic (funcții de testare) semnificative din punct de vedere biologic ale obiectelor de testare studiate, cu evaluarea ulterioară a stării lor în conformitate cu criteriul de toxicitate selectat.

Scopul biotestării este de a identifica gradul și natura toxicității apei contaminate cu substanțe periculoase biologic pe hidrobionți și de a evalua pericolul posibil al acestei ape pentru acvatice și alte organisme.

O varietate de organisme de testare sunt utilizate ca obiecte pentru biotestare - obiecte biologice experimentale expuse la anumite doze sau concentrații de otrăvuri care le provoacă unul sau alt efect toxic, care este înregistrat și evaluat în experiment. Acestea pot fi bacterii, alge, nevertebrate, precum și vertebrate.

Pentru detectarea garantată a prezenței unui agent toxic de compoziție chimică necunoscută, ar trebui să se utilizeze un set de obiecte reprezentând diferite grupuri comunitare, a căror stare este estimată prin parametri referitori la diferite niveluri de integritate.

Un biotest este înțeles ca o evaluare (test) în condiții strict definite pentru acțiunea unei substanțe sau a unui complex de substanțe asupra organismelor vii, prin înregistrarea modificărilor unui indicator biologic (sau fiziologic-biochimic) al unui obiect studiat în comparație cu un control. Principala cerință pentru bioteste este sensibilitatea și viteza de răspuns, un răspuns clar la influențele externe. Distingeți între biotestele acute și cele cronice. Primele sunt concepute pentru a obține informații exprese despre toxicitatea substanței de testat pentru un organism de testare dat, iar cele din urmă sunt concepute pentru a identifica efectul pe termen lung al toxicilor, în special concentrații mici și ultrafine (Turovtsev, 2004).

Experiență proprie

Subiect: Determinarea stării ecologice a teritoriului pentru conținutul de stronțiu

Scop: identificarea zonelor adverse ale regiunii de studiu și diferențierea estimărilor privind contaminarea lor cu stronțiu

Metodologie: Metoda se realizează prin biotestare și include prelevarea de bioindicatori, uscarea acestora la greutatea constantă, izolarea probei medii, determinarea conținutului total de stronțiu din acesta, compararea valorilor obținute cu datele stabilite, ale căror limite determină starea ecologică a teritoriului, în timp ce indicatorii bio folosesc butașii plantelor sălbatice din vegetația de stepă sau a monoculturilor plantelor agricole anuale și perene, prelevarea se face în timpul fenofaza înflorită prin cosirea completă a vegetației de la 1 m 2 din urmă, într-o cantitate egală cu 1 eșantion la 1000-5000 ha pentru teritoriul unei regiuni mari și 1 probă la 100 ha pentru agroceza locală și azot concentrat este extras din proba medie acid cu determinarea ulterioară a acestuia în extract prin adsorbție atomică și se realizează o comparație a valorilor obținute cu conținutul de fundal al strontiului în masa uscată în aer a butașilor medii ai vegetației sălbatice. Pentru a compara datele obținute, se utilizează valorile conținutului de strontiu de fundal în masa uscată în aer a tăierilor medii de vegetație sălbatică, cuprinse între 20 și 500 mg / kg.

Progrese: Pentru biotestarea districtului Vargashinsky din regiunea Kurgan cu o suprafață de 10.000 hectare, selectăm 10 eșantioane de tăieturi medii de specii de vegetație din stepă. Pentru a face acest lucru, uniform în tot districtul, în timpul fenofazei vegetației înflorite, selectați 10 locuri de selecție. Impunem un cadru cu dimensiunea de 1CH1 m pe vegetație și fixăm situl în funcție de densitatea suportului de iarbă, dar în așa fel încât volumul de masă al plantelor să fie de cel puțin 1 kg. Partea măcinată a capacului de iarbă din cadru este tăiată complet cu un cuțit sau un alt instrument adecvat. Înălțimea tăiată a plantelor nu este mai mică de 3 cm de suprafața solului. Probele de plante sunt uscate la starea uscată la aer într-un cuptor timp de 3 ore la o temperatură de 105 ° C, apoi sunt răcite într-un desicator și cântărite. Repetăm \u200b\u200buscarea timp de 1 oră și cântărirea ulterioară până când atingem o greutate constantă (diferența de greutate în timpul a două cântăriri succesive nu trebuie să fie mai mult de 0,1% din greutatea inițială a probei). Măcinăm prealabil proba uscată și selectăm proba medie cu o masă de cel puțin 200 g folosind metoda de împărțire. Izolăm strontiul după cum urmează. Luăm o probă de 1 g dintr-un eșantion uscat și sfărâmat într-o moară de laborator de bază IKA All, cu o viteză de 25.000 rpm până la o dimensiune a particulelor de 0,001-0,1 mm. Din masa strivită, la un bilanț analitic, luăm o probă de 100 mg, pe care o plasăm într-un tub conic de 50 ml polietilenă (tip Rustech) și îl umplem cu 1 ml de acid azotic concentrat. În această formă, proba analizată este menținută timp de cel puțin 1 oră. Apoi, volumul de apă distilată este ajustat la 50 ml; Filtrăm precipitatul și analizăm extractul pentru conținutul de stronțiu brut prin adsorbție atomică pe un spectrofotometru atomic AAS Quant Z.ETA. Dacă există 10 probe analizate, mediați rezultatele măsurării.

Conform rezultatelor studiului, se poate spune că principalele surse de stronțiu (într-o măsură mai mare de oxizi) sunt apele uzate industriale din diverse industrii, iar în producția agricolă - îngrășăminte și amelioratori cu fosfor și fosfor. Sursa naturală este intemperiile rocilor și mineralelor.

Distribuția, comportamentul și concentrația agentului toxic în medii naturale depinde de topografie (panta zonei din zona industrială, flexibilitatea degradării substratului etc.), condițiile climatice (temperatura aerului și solului, cantitatea de precipitații pe unitatea de suprafață, viteza vântului), fizică starea chimică, biologică și nutrițională a solurilor (prezența și raportul microorganismelor și ciupercilor, redox și condiții acid-bazice, prezența elementelor de nutriție minerală etc.), precum și căi de sosire (cursuri de apă permanente și temporare, precipitarea din atmosferă, evaporarea apei freatice mineralizate) și alți factori.

Fiind un element de bioabsorbție și acumulare activă, precum și un analog al calciului, stronțiul intră cu ușurință în lanțurile alimentare de la sol la plante și organisme animale, acumulându-se în anumite organe și țesuturi. La plante - în țesuturile mecanice ale organelor vegetative, la animale - în țesutul osos, rinichi și ficat. În funcție de caracteristicile biologice ale organismului și de proprietățile mediului, elementul este acumulat în diferite cantități și excretat cu viteze diferite.

Strontiul inhibă dezvoltarea microorganismelor, plasând majoritatea acestora în zona de rezistență, perturbă creșterea și activitatea vitală a ciupercilor, nevertebratelor și crustaceelor. Radionuclidul stronțian provoacă mutații la nivel genetic, care ulterior se manifestă în modificări morfologice.

Toxicul are o capacitate de migrație ridicată, în special într-un mediu lichid (apă, soluție de sol, țesut conductiv al plantei, bilă și sistemul circulator atât al oamenilor, cât și al animalelor). Dar în anumite condiții de sol și mediu, apar depunerea și acumularea acestuia.

Strontiul inhibă aportul de calciu și parțial fosfor în organismele vii. În acest caz, structura membranelor și a sistemului musculo-scheletic, compoziția sângelui, lichidul cerebral etc.

Studiind metodele analitice pentru determinarea toxicului din probe, putem concluziona că multe metode sunt în măsură să concureze cu analiza fluorescenței cu raze X și chiar să o depășească în sensibilitate, dar în același timp au unele dezavantaje. De exemplu: nevoia de separare preliminară, depunerea elementului fiind determinată, efectul de interferență al elementelor străine, influența semnificativă a compoziției matricei, impunerea liniilor spectrale, pregătirea lungă a eșantionului și reproductibilitatea slabă a rezultatelor, costul ridicat al echipamentului și funcționarea acestuia.

De asemenea, metodele de testare biologică sunt un grup de metode de analiză extrem de sensibile și se remarcă favorabil prin simplitatea, nepretenția comparativă a condițiilor de laborator, costul redus și versatilitatea.

o propunere

În regiunile cu contaminare radioactivă, măsurile de protecție a populației ar trebui să fie direcționate:

Pentru a reduce conținutul de radionuclizi în alimente vegetale și animale, folosind măsuri agro-reciclate și veterinare. La animalele tratate cu sorbenti de stronțiu (sulfat de bariu, bentonită și bazate pe preparate modificate), în timpul accidentului la centrala nucleară de la Cernobâl, folosind aceste măsuri, a fost posibilă o scădere de 3-5 ori a depunerii de radionuclizi în țesutul osos al animalelor;

Pentru prelucrarea tehnologică a materiilor prime contaminate;

Pentru prelucrarea culinară a alimentelor, înlocuirea alimentelor contaminate cu altele curate.

Atunci când lucrați cu stronțiu radioactiv, este necesar să respectați normele sanitare și standardele de securitate radioactivă cu ajutorul unor măsuri speciale de protecție în conformitate cu clasa de lucru.

În prevenirea efectelor radiațiilor, trebuie acordată o mare atenție creșterii rezistenței organismului afectat (nutriție rațională, stil de viață sănătos, sport etc.).

Studiul și reglarea aportului și acumulării de stronțiu în elementele ecosistemelor este un complex de măsuri complexe care consumă forță de muncă și care consumă energie în laborator și în teren. Prin urmare, cea mai bună modalitate de a preveni intrarea toxicilor în peisaje și organisme este monitorizarea în domeniul obiectelor periculoase pentru mediu - surse de poluare.

Lista referințelor

1. VA Isidorov, Introducere în ecotoxicologie chimică: manual de instruire. - SPb .: Khimizdat, 1999 .-- 144 p.: Bolnav.

2. Kaplin V. G., Bazele ecotoxicologiei: manual. - M .: KolosS, 2006 .-- 232 p .: bolnav.

3. Kabata-Pendias A., Pendias X. Microelemente în soluri și plante: Trans. din engleză - M .: Mir, 1989 .-- 439 p.: Bolnav.

4. DS Orlov, Ecologia și conservarea biosferei în timpul poluării chimice: un manual pentru substanțe chimice, chimice și tehnologice. și biol. spec. universități / D.S. Orlov, L.K. Sadovnikova, I.N. Lozanovskaya.- M.: Mai mare. școală, - 2002.- 334 p.: bolnav.

5. Poluektov NS, Mishchenko VT, Chimie analitică a stronțiului: un manual de instruire. - M .: Nauka, 1978.- 223 p.

6. V.D. Turovtsev V.D., Krasnov V.S., Bioindicare: manual. - Tver: Tver. de stat. Univ., 2004 .-- 260 p.

Postat pe Allbest.ru

...

Documente similare

Istoria descoperirii stronțiului. Fiind în natură. Obținerea stronțiului prin metoda aluminotermică și stocarea acesteia. Proprietăți fizice Proprietăți mecanice. Caracteristici atomice. Proprietăți chimice. Proprietăți tehnologice. Domenii de aplicare.

rezumat, adăugat 30.09.2008


Cesiul este unul dintre cele mai rare elemente chimice. Volumul global al producției de cesiu și conținutul său în microorganisme. Cesiu natural ca element mononuclid. Strontiul este o parte integrantă a microorganismelor, plantelor și animalelor. Conținutul de stronțiu în fructele de mare.

rezumat, adăugat 20 decembrie 2010


Studiul complexelor de polimeri solubili în apă cu diferite clase de compuși. Proprietățile soluțiilor polimerilor cationici, în special a polielectrolitelor amfoterice. Efectuarea unui studiu viscometric al complexării EEAKK / AK cu ion de stronțiu.

termen de hârtie adăugat 24.07.2010


Distribuția oxigenului în natură, caracteristică ca element chimic și substanță simplă. Proprietățile fizice ale oxigenului, istoricul descoperirii sale, metodele de colectare și producție în condiții de laborator. Aplicarea și rolul în corpul uman.

prezentare, adăugat 17.04.2011


Comportamentul elementelor minereului în procesul de diferențiere a topiturii magmatice. Metode de determinare a rubidiului, stronțiului și niobiului, aplicarea lor. Determinarea fluorescenței cu raze X a elementelor rare, baza analizei. Efecte matrice, metodă standard de fundal.

termen de hârtie, adăugat 01.06.2009


Istoria descoperirii clorului ca element chimic, distribuția sa în natură. Conductivitatea electrică a clorului lichid. Aplicații de clor: în producția de compuși plastici, cauciucul sintetic ca substanță otrăvitoare, pentru dezinfectarea apei, în metalurgie.

prezentare adăugată la 23.05.2012


Caracteristicile sulfului ca element chimic al tabelului periodic, prevalența sa în natură. Istoria descoperirii acestui element, o caracteristică a proprietăților sale de bază. Specificul producției industriale și a metodelor de producere a sulfului. Cei mai importanți compuși cu sulf.

prezentare, adăugată la 12.25.2011


Istoria descoperirii clorului. Distribuție în natură: sub formă de compuși în minerale, la oameni și animale. Parametrii principali ai izotopilor elementului. Proprietăți fizice și chimice. Utilizarea clorului în industrie. Măsuri de siguranță.

prezentare adăugată la 21/12/2010


Caracterizarea bromului ca element chimic. Istoria descoperirii, descoperirea în natură. Proprietățile fizice și chimice ale acestei substanțe, interacțiunea ei cu metalele. Obținerea bromului și utilizarea sa în medicină. Rolul său biologic în organism.

prezentare, adăugată 02.16.2014


Echilibrul de fază, modurile de sinteză și proprietățile soluțiilor solide de compoziție (Sr1-xBax) 4M2O9 (M-Nb, Ta) care conțin stronțiu, cu structură perovskită. Caracterizarea materialelor de pornire și pregătirea acestora. Metode de calcul a structurii electronice a solidelor.

Stronțiul natural este format din patru izotopi stabili 88 Sr (82,56%), 86 Sr (9,86%), 87 Sr (7,02%) și 84 Sr (0,56%). Prevalența izotopilor de strontiu variază datorită formării de 87 Sr din cauza degradării 87 Rb naturale. Din acest motiv, compoziția izotopică exactă a strontiului într-o rocă sau mineral care conține rubidiu depinde de vârstă și raportul Rb / Sr din acea rocă sau mineral.

Se obțin în mod artificial izotopi radioactivi cu numere de masă de la 80 la 97, inclusiv 90 Sr (T 1/2 \u003d 29,12 ani) rezultate din fisiunea uraniului. Starea de oxidare este de +2, foarte rar +1.

Istoria descoperirii elementului.

Strontium și-a luat numele de la strontianitul mineral, găsit în 1787 într-o mină de plumb din apropiere de Strontian (Scoția). În 1790, chimistul englez Ader Crawford (Crawford Ader) (1748-1795) a arătat că strontianitul conține un „pământ” nou, dar încă necunoscut. Această caracteristică a strontianitei a fost stabilită și de chimistul german Martin Heinrich Klaprot (Klaproth Martin Heinrich) (1743-1817). Chimistul englez T. Hope (Hope T.) în 1791 a dovedit că strontianitul conține un element nou. El a făcut o distincție clară între compuși de bariu, stronțiu și calciu, folosind, printre alte metode, culoarea caracteristică a flăcării: galben-verde pentru bariu, roșu aprins pentru stronțiu și roșu-portocaliu pentru calciu.

Indiferent de savanții occidentali, academicianul din Sankt Petersburg, Tobias (Tovy Egorovich) Lovits (1757-1804), în 1792, studiind baritul mineral, a ajuns la concluzia că, pe lângă oxidul de bariu, există și „pământ strontian” ca și impuritate. El a reușit să extragă mai mult de 100 g din noul „pământ” din vraci grei și a investigat proprietățile acestuia. Rezultatele acestei lucrări au fost publicate în 1795. Lovitz scria atunci: „Am fost plăcut uimit când am citit ... articolul excelent al domnului profesor Klaproth despre pământul strontian, despre care a existat o idee foarte vagă înainte de asta ... Toate proprietățile acidului sărat acidificat de el și sărurile cu acid nitrat în toate punctele coincid perfect cu proprietățile acelorași săruri ale mele ... Nu puteam verifica decât ... proprietatea minunată a pământului strontian este de a colora flacăra alcoolului cu roșu carmin, și, într-adevăr, sarea mea ... oh Lada pe deplin această proprietate. "

Chimistul și fizicianul englez Humphrey Davy a fost primul care a izolat stronțiu în formă liberă în 1808. Stronțiu metalic a fost obținut prin electroliza hidroxidului umezit. Strontium eliberat la catod combinat cu mercur pentru a forma un amalgam. După ce a descompus amalgamul prin încălzire, Davy a izolat metalul pur.

Prevalența strontiului în natură și producția sa industrială. Conținutul de stronțiu în scoarța terestră este de 0,0384%. Este al cincisprezecelea cel mai frecvent și urmează imediat bariul, ușor inferior fluorului. Stronțiul liber nu apare. Formează aproximativ 40 de minerale. Cel mai important dintre acestea este celestin SrSO 4. Strontianita SrCO 3 este de asemenea extrasă. Strontiul este prezent ca o impuritate izomorfă în diferite minerale de magneziu, calciu și bariu.

Strontiul se găsește și în apele naturale. În apa de mare, concentrația sa este de 0,1 mg / l. Aceasta înseamnă că apele oceanelor conțin miliarde de tone de stronțiu. Apa minerală care conține stronțiu este considerată o materie primă promițătoare pentru izolarea acestui element. În ocean, o parte din stronțiu este concentrată în noduli ferromangane (4900 tone pe an). Strontiul este acumulat și de cele mai simple organisme marine - radiolarieni, al căror schelet este construit din SrSO 4.

Nu a fost efectuată o evaluare detaliată a resurselor industriale globale de stronțiu, dar se crede că acestea depășesc 1 miliard de tone.

Cele mai mari depozite de cerești se află în Mexic, Spania și Turcia. În Rusia, există regiuni similare în regiunile Khakassia, Perm și Tula. Cu toate acestea, nevoile de stronțiu în țara noastră sunt satisfăcute în principal prin importuri, precum și prin prelucrarea concentratului de apatit, unde carbonatul de stronțiu este de 2,4%. Experții consideră că producția de stronțiu în depozitul Kishert recent descoperit (regiunea Perm) poate afecta situația de pe piața mondială a acestui produs. Prețul strontiumului Perm se poate dovedi a fi de aproximativ 1,5 ori mai mic decât prețul american, care acum se ridică la aproximativ 1.200 USD pe tonă.

Caracterizarea unei substanțe simple și producția industrială de stronțiu metalic.

Stronțiul metalic are o culoare alb-argintiu. În stare brută, este vopsită o culoare galben-pal. Acesta este un metal relativ moale, ușor de tăiat cu un cuțit. La temperatura camerei, stronțiul are o rețea cubică centrată pe față (a -Sr); la temperaturi peste 231 ° C se transformă într-o modificare hexagonală (b -Sr); la 623 ° С se transformă într-o modificare centrată pe corp (g -Sr). Strontiul se referă la metale ușoare, densitatea formei sale este de 2,63 g / cm3 (20 ° C). Punctul de topire al stronțiului este 768 ° C, punctul de fierbere este de 1390 ° C.

Fiind un metal alcalin de pământ, stronțiul reacționează activ cu nemetalele. La temperatura camerei, metalul de stronțiu este acoperit cu o peliculă de oxid și peroxid. Când este încălzit în aer, se aprinde. Strontiul formează cu ușurință azot, hidrură și carbură. La temperaturi ridicate, stronțiul reacționează cu dioxidul de carbon:

5Sr + 2CO 2 \u003d SrC 2 + 4SrO

Stronțiul metalic interacționează cu apa și acizii, eliberând hidrogen din aceștia:

Sr + 2H 3 O + \u003d Sr 2+ + H 2 + 2H 2 O

Reacția nu are loc în acele cazuri când se formează săruri slab solubile.

Strontiul este dizolvat în amoniac lichid pentru a forma soluții albastru închis, din care, după evaporare, se poate obține amoniac lucios de cupru Sr (NH 3) 6, care se descompun treptat pentru a amida Sr (NH2) 2.

Pentru a obține metal de stronțiu din materii prime naturale, concentratul de celestină este mai întâi redus prin încălzirea cu cărbune la sulfura de stronțiu. Apoi, sulfura de stronțiu este tratată cu acid clorhidric și clorura de stronțiu obținută este deshidratată. Concentratul de strontianită este descompus prin calcinare la 1200 ° C, apoi oxidul de stronțiu format este dizolvat în apă sau acizi. Adesea, strontianita este imediat dizolvată în acidul nitric sau clorhidric.

Metalul de stronțiu se obține prin electroliza unui amestec de clorură de stronțiu topit (85%) și clorură de potasiu sau amoniu (15%) pe un nichel sau o catodă de fier la 800 ° C. Stronțiu obținut prin această metodă conține de obicei 0,3–0,4% potasiu.

Reducerea la temperaturi ridicate a oxidului de stronțiu de aluminiu este, de asemenea, utilizată:

4SrO + 2Al \u003d 3Sr + SrO · Al2O3

Siliciul sau ferrosiliconul sunt de asemenea utilizate pentru reducerea metalotermică a oxidului de stronțiu. Procesul se realizează la 1000 ° C în vid într-un tub de oțel. Clorura de stronțiu este redusă cu metal de magneziu într-o atmosferă cu hidrogen.

Cei mai mari producători de stronțiu sunt Mexic, Spania, Turcia și Regatul Unit.

În ciuda conținutului destul de ridicat din scoarța terestră, strontiul metalic nu a fost încă utilizat pe scară largă. Ca și alte metale alcaline, acesta este capabil să curețe metalele feroase de gazele dăunătoare și impuritățile. Această proprietate oferă stronțiu perspectiva de aplicare în metalurgie. În plus, strontiul este un aditiv de aliere la aliaje de magneziu, aluminiu, plumb, nichel și cupru.

Metalul din stronțiu absoarbe multe gaze și, prin urmare, este utilizat ca un getter în tehnologia vidului electric.

Compuși de stronțiu.

Starea de oxidare predominantă (+2) pentru stronțiu se datorează, în primul rând, configurației sale electronice. Formează numeroși compuși binari și săruri. Clorura, bromura, iodura, acetatul și alte câteva săruri de stronțiu sunt bine solubile în apă. Majoritatea sărurilor de stronțiu sunt ușor solubile; printre ele sulfat, fluor, carbonat, oxalat. Sărurile de stronțiu puțin solubile se obțin cu ușurință prin reacții de schimb într-o soluție apoasă.

Mulți compuși de stronțiu au o structură neobișnuită. De exemplu, moleculele izolate de halogenură de stronțiu sunt curbate vizibil. Unghiul de valență este ~ 120 ° pentru SrF 2 și ~ 115 ° pentru SrCl2. Acest fenomen poate fi explicat prin hibridarea sd- (și nu sp).

Oxidul de stronțiu SrO se obține prin calcinarea unui carbonat sau deshidratarea hidroxidului la o temperatură roșie-caldă. Energia rețelelor și punctul de topire al acestui compus (2665 ° C) sunt foarte mari.

La calcinarea oxidului de stronțiu într-un mediu de oxigen la presiune ridicată, se formează peroxid de SrO2. De asemenea, a fost obținut un superoxid galben Sr (O2) 2. Când interacționează cu apa, oxidul de stronțiu formează hidroxid de Sr (OH) 2.

Oxid de stronțiu - o componentă a catodilor de oxid (emițători de electroni în dispozitivele cu electrovacuum). Face parte din sticla cu tuburi de culoare a televizoarelor color (absoarbe razele X), supraconductori la temperatură înaltă, amestecuri pirotehnice. Este utilizat ca material de pornire pentru producerea stronțiului metalic.

În 1920, American Hill a aplicat pentru prima dată glazură înghețată, care a inclus oxizi de stronțiu, calciu și zinc, dar acest fapt a trecut neobservat, iar noua glazură nu a concurat cu glazurile tradiționale de plumb. Doar în timpul celui de-al Doilea Război Mondial, când plumbul a devenit mai rar, și-au amintit descoperirea lui Hill. Aceasta a provocat o avalanșă de cercetări: zeci de formulări de glazură de stronțiu au apărut în diferite țări. Glazurile de stronțiu nu numai că sunt mai puțin dăunătoare decât glazurile de plumb, dar și mai accesibile (carbonatul de stronțiu este de 3,5 ori mai ieftin decât cel de plumb). În același timp, ele se caracterizează prin toate calitățile pozitive ale glazurilor de plumb. Mai mult, produsele acoperite cu astfel de glazuri dobândesc duritate suplimentară, rezistență la căldură și rezistență chimică.

Emailuri - glazuri opace sunt de asemenea preparate pe baza oxizilor de siliciu și a stronțiului. Aditivii de titan și oxizii de zinc îi fac opaci. Produsele din porțelan, în special vazele, sunt adesea decorate cu glazură „crackle”. O astfel de vază pare acoperită cu o rețea de fisuri colorate. La baza tehnologiei fisurilor se află diferiți coeficienți de expansiune termică a glazurii și porțelanului. Porțelanul glazurat se ard la o temperatură de 1280-1300 ° C, apoi temperatura este redusă la 150-220 ° C și produsul care încă nu a fost răcit complet este scufundat într-o soluție de săruri colorante (de exemplu, săruri de cobalt, dacă trebuie să obțineți o plasă neagră). Aceste săruri umplu fisurile rezultate. După aceea, produsul este uscat și încălzit din nou la 800-850 ° C - sărurile se topesc în fisuri și le sigilează.

Hidroxid de stronțiu  Sr (OH) 2 este considerată o bază moderat puternică. Nu este foarte solubil în apă, așa că poate fi precipitat prin acțiunea unei soluții concentrate de alcali:

SrCl 2 + 2KOH (conc) \u003d Sr (OH) 2 Ї + 2KCl

La prelucrarea hidroxidului de stronțiu cristalin cu peroxid de hidrogen, se formează SrO2 · 8H2 O.

Hidroxidul de stronțiu poate fi utilizat pentru a izola zahărul de melasă, dar se folosește de obicei hidroxid de calciu mai ieftin.

Carbonat de stronțiu  SrCO3 este ușor solubil în apă (2-10 –3 g la 100 g la 25 ° C). În prezența unui exces de dioxid de carbon în soluție, acesta este transformat în bicarbonat de Sr (HCO 3) 2.

Când este încălzit, carbonatul de stronțiu se descompune în oxid de stronțiu și dioxid de carbon. Acesta interacționează cu acizii cu eliberarea de dioxid de carbon și formarea sărurilor corespunzătoare:

SrCO2 + 3HNO 3 \u003d Sr (NU 3) 2 + CO2 + H2O

Principalele domenii ale carbonatului de stronțiu în lumea modernă sunt producția de tuburi de imagine pentru televizoare și calculatoare color, magneți de ferită ceramică, glazuri ceramice, pastă de dinți, vopsele anticorozive și fosforescente, ceramică de înaltă tehnologie, în pirotehnie. Cele mai capabile direcții de consum sunt primele două. În același timp, cererea de carbonat de stronțiu în producția de sticlă pentru televizor crește odată cu popularitatea ecranelor de televiziune mai mari. Poate că dezvoltarea tehnologiei de producție de televiziune cu ecran plat va reduce cererea de carbonat de stronțiu pentru afișele de televiziune, însă experții din industrie consideră că în următorii 10 ani, televizoarele cu ecran plat nu vor deveni concurenți importanți față de cele tradiționale.

Europa consumă partea leului de carbonat de stronțiu pentru producția de magneți de ferită de stronțiu, care sunt folosiți în industria auto, unde sunt folosiți pentru robinetele magnetice din uși și sisteme de frână. În Statele Unite și Japonia, carbonatul de stronțiu este utilizat în principal la fabricarea sticlei de televiziune.

Timp de mai mulți ani, cei mai mari producători de carbonat de stronțiu din lume au fost Mexicul și Germania, capacitățile de producție pentru producția acestui produs, în care sunt acum 103 mii și respectiv 95 mii tone pe an. În Germania, celestina importată este folosită ca materie primă, iar plantele mexicane folosesc materii prime locale. Recent, capacitățile anuale de producție de carbonat de stronțiu s-au extins în China (până la aproximativ 140 de mii de tone). Carbonatul de strontiu chinez este vândut activ în Asia și Europa.

Nitrat de stronțiu  Sr (NO 3) 2 este ușor solubil în apă (70,5 g în 100 g la 20 ° C). Se obține prin interacțiunea strontiului metalic, oxidului, hidroxidului sau carbonatului de stronțiu cu acidul azotic.

Nitratul de stronțiu este o componentă a compozițiilor pirotehnice pentru rachete de semnal, iluminare și rachete incendiare. El colorează flacăra roșie carmină. Deși alți compuși de stronțiu oferă flăcării aceeași culoare, nitratul este preferat în pirotehnie: nu numai că colorează flacăra, dar servește și ca agent oxidant. În descompunere în flacără, eliberă oxigen gratuit. În acest caz, mai întâi se formează nitrit de stronțiu, care este apoi transformat în stronți și oxizi de azot.

În Rusia, compușii de stronțiu au fost utilizați pe scară largă în compozițiile pirotehnice. În timpul lui Petru cel Mare (1672-1725), acestea au fost folosite pentru a produce „lumini amuzante”, care au fost aranjate în timpul diferitelor sărbători și festivități. Academicianul AE Fersman a numit strontium „metalul luminilor roșii”.

Sulfat de stronțiu  SrSO 4 este ușor solubil în apă (0,0113 g la 100 g la 0 ° C). Când se încălzește peste 1580 ° C, se descompune. Se va obține prin precipitare din soluții de săruri de stronțiu cu sulfat de sodiu.

Sulfatul de stronțiu este utilizat ca umplutură la fabricarea vopselelor și cauciucului și agent de ponderare în fluidele de foraj.

Strontium de crom  SrCrO 4 precipită sub formă de cristale galbene amestecând soluții de acid cromic și hidroxid de bariu.

Dicromatul de stronțiu, format prin acțiunea acizilor asupra cromatului, este foarte solubil în apă. Pentru a transfera cromatatul de stronțiu în dicromat, este suficient un acid slab ca acidul acetic:

2SrCrO 4 + 2CH 3 COOH \u003d 2Sr 2+ + Cr 2 O 7 2– + 2CH 3 COO - + H 2 O

Deci poate fi separat de cromatatul de bariu mai puțin solubil, care poate fi transformat în dicromat doar prin acțiunea acizilor puternici.

Cromatul de stronțiu are o rezistență ridicată la lumină, este foarte rezistent la temperaturi ridicate (până la 1000 ° C), are proprietăți bune pasivante în ceea ce privește oțelul, magneziul și aluminiul. Cromatul de stronțiu este utilizat ca un pigment galben la fabricarea lacurilor și a vopselelor de artă. Se numește „galben strontian”. Face parte din primerii pe bază de rășini solubile în apă și, în special, primerii pe bază de rășini sintetice pentru metale ușoare și aliaje (primeri de aer).

Titanat de stronțiu SrTiO 3 nu se dizolvă în apă, însă trece în soluție sub influența acidului sulfuric concentrat fierbinte. Se obține prin sinterizarea strontiului și a oxizilor de titan la 1200–1300 ° С sau a coprecipitaților greu solubili de strontiu și titan peste 1000 ° С. Titanatul de stronț este folosit ca feroelectric, este o parte a piezoceramicii. În tehnologia cu microunde, servește ca material pentru antene dielectrice, schimbătoare de fază și alte dispozitive. Filmele de titanat de stronțiu sunt utilizate la fabricarea condensatoarelor neliniare și a senzorilor în infraroșu. Cu ajutorul lor, se formează structuri stratificate: dielectric - semiconductor - dielectric - metal, care sunt utilizate în fotodetectoare, dispozitive de stocare și alte dispozitive.

Hexaferrite de stronțiu  SrO · 6Fe 2 O 3 se obține prin sinterizarea unui amestec de oxid de fier (III) și oxid de stronțiu. Acest compus este utilizat ca material magnetic.

Fluorură de stronțiu  SrF 2 este ușor solubil în apă (puțin peste 0,1 g în 1 litru de soluție la temperatura camerei). Nu interacționează cu acizii diluați, ci trece în soluție sub influența acidului clorhidric fierbinte. Un mineral care conține fluorură de stronțiu - jarlit NaF · 3SrF 2 · 3AlF 3 a fost găsit în minele criolitice din Groenlanda.

Fluorura de stronțiu este folosită ca material optic și nuclear, componentă a ochelarilor și fosforilor speciali.

Clorură de stronțiu  SrCl2 este ușor solubil în apă (34,6% în greutate la 20 ° C). Din soluții apoase sub 60,34 ° C, SrCl2 · 6H2 O hexahidrat cristalizează, răspândindu-se în aer. La temperaturi mai ridicate, mai întâi pierde 4 molecule de apă, apoi încă una, iar la 250 ° C este complet deshidratat. Spre deosebire de hexahidratul de clorură de calciu, hexahidratul de clorură de stronțiu este ușor solubil în etanol (3,64% în greutate la 6 ° C), care este utilizat pentru a le separa.

Clorura de stronțiu este utilizată în compoziții pirotehnice. De asemenea, este utilizat în refrigerare, medicamente, produse cosmetice.

Bromură de stronțiu  SrBr 2 este higroscopic. Într-o soluție apoasă saturată, fracția sa de masă este de 50,6% la 20 ° C. Sub 88,62 ° C, SrBr 2 · 6H 2 O hexahidrat cristalizează din soluții apoase, iar monohidratul SrBr 3 · H 2 O este peste această temperatură. la 345 ° C.

Bromura de stronțiu se obține prin reacția de stronțiu cu brom sau de oxid de stronțiu (sau carbonat) cu acid bromhidric. Este folosit ca material optic.

Iodură de stronțiu SrI2 este ușor solubil în apă (64,0% în greutate la 20 ° C), mai rău în etanol (4,3% în greutate la 39 ° C). Sub 83.9 ° C, SrI2 · 6H2 O cristalizează din soluții apoase; peste această temperatură, SrI2 · 2H2 O dihidrat cristalizează.

Iodura de stronțiu servește ca material luminiscent în contoarele de scintilație.

Sulfură de stronțiu  SrS se obține prin încălzirea stronțiului cu sulf sau prin reducerea sulfatului de stronțiu cu cărbune, hidrogen și alți agenți reducători. Cristalele sale incolore sunt descompuse de apă. Sulfura de stronțiu este folosită ca o componentă a fosforilor, a compușilor fosforescente, a produselor de îndepărtare a părului în industria pielii.

Carboxilații de stronțiu pot fi obținuți prin reacția hidroxidului de stronțiu cu acizii carboxilici corespunzători. Pentru fabricarea de grăsimi speciale se utilizează săruri de stronțiu ale acizilor grași („săpunuri de strontiu”).

Compuși organici de stronțiu. Compuși extrem de activi ai compoziției SrR2 (R \u003d Me, Et, Ph, PhCH2, etc.) pot fi obținuți folosind HgR2 (adesea numai la temperatură scăzută).

Bis (ciclopentadienil) stronțiu este produsul unei reacții directe a metalului cu sau cu ciclopentadienă în sine

Rolul biologic al stronțiului.

Strontiul este o parte integrantă a microorganismelor, plantelor și animalelor. La radiolarii marini, scheletul este format din sulfat de stronțiu - celestină. Algele conțin 26-140 mg de stronțiu la 100 g de materie uscată, plante terestre - aproximativ 2,6, animale marine - 2-50, animale terestre - aproximativ 1,4, bacterii - 0,27-30. Acumularea de stronțiu de către diverse organisme depinde nu numai de tipul, caracteristicile lor, dar și de raportul conținutului de stronțiu și a altor elemente, în principal calciu și fosfor, din mediu.

Animalele primesc stronțiu cu apă și hrană. Unele substanțe, cum ar fi polizaharidele algelor, interferează cu absorbția stronțiului. Strontiul se acumulează în țesutul osos, în cenușa care conține aproximativ 0,02% de stronțiu (în alte țesuturi - aproximativ 0,0005%).

Sărurile și compușii stronțiului sunt substanțe cu un nivel scăzut de toxicitate, cu toate acestea, cu un exces de stronțiu, țesutul osos, ficatul și creierul sunt afectate. Fiind apropiat de calciu în proprietățile chimice, stronțiul diferă brusc de acesta prin efectul său biologic. Conținutul excesiv al acestui element în soluri, ape și produse alimentare provoacă o „boală la nivel” la oameni și animale (numită după râul Level în estul Transbaikalia) - deteriorarea și deformarea articulațiilor, retardul de creștere și alte tulburări.

Izotopii radioactivi ai stronțiului sunt deosebit de periculoși.

Ca urmare a testelor nucleare și a accidentelor la centralele nucleare, o mare cantitate de stronțiu-90 radioactiv a fost eliberat în mediu, cu un timp de înjumătățire de 29,12 ani. Până când testarea armelor atomice și a hidrogenului în trei medii a fost interzisă, numărul victimelor strontiului radioactiv a crescut de la an la an.

În termen de un an de la finalizarea exploziilor nucleare atmosferice, ca urmare a auto-curățării atmosferei, majoritatea produselor radioactive, inclusiv stronțiu-90, au căzut din atmosferă la suprafața pământului. Poluarea mediului din cauza îndepărtării din stratosfera produselor radioactive ale exploziilor nucleare efectuate la depozitele de deșeuri ale planetei în 1954–1980 joacă acum un rol secundar, contribuția acestui proces la poluarea atmosferică a aerului 90 Sr este de două ordine de mărime mai mică decât de la vântul care ridică praful de pe solul contaminat în timpul testelor nucleare și ca urmare a accidentelor de radiații.

Strontium-90, împreună cu cesiul-137, sunt principalele radionuclizi poluatori din Rusia. Situația de radiații este afectată în mod semnificativ de prezența zonelor contaminate rezultate din accidente la centrala nucleară de la Cernobîl în 1986 și Asociația de producție Mayak din regiunea Chelyabinsk în 1957 (accident Kyshtym), precum și în vecinătatea unor întreprinderi cu ciclu de combustibil nuclear.

În zilele noastre, concentrații medii de 90 Sr în aerul din afara teritoriilor contaminate ca urmare a accidentelor de la Cernobâl și Kyshtym au atins nivelurile observate înainte de accidentul de la centrala nucleară de la Cernobâl. În sistemele hidrologice asociate cu zonele contaminate în timpul acestor accidente, strontium-90 este spălat semnificativ de pe suprafața solului.

Odată ajuns în sol, stronțiul, împreună cu compușii solubili de calciu, intră în plante. Leguminoasele, rădăcinile și tuberculii acumulează cu 90 de sr mai mult decât alții, mai puține cereale, inclusiv cereale și in. În mod semnificativ mai puțin de 90 Sr se acumulează în semințe și fructe decât în \u200b\u200balte organe (de exemplu, 90 Sr este de 10 ori mai mult în frunze și tulpini de grâu decât în \u200b\u200bcereale).

Din plante, strontium-90 poate trece direct sau prin animale în corpul uman. La bărbați, strontium-90 se acumulează într-o măsură mai mare decât la femei. În primele luni ale vieții unui copil, depunerea de stronțiu-90 este un ordin de mărime mai mare decât cel al unui adult, acesta intră în corp cu lapte și se acumulează în țesutul osos în creștere rapidă.

Stronțiul radioactiv este concentrat în schelet și, astfel, expune corpul la o expunere radioactivă prelungită. Efectul biologic de 90 Sr este asociat cu natura distribuției sale în organism și depinde de doza de iradiere b creată de acesta și de fiica sa radioizotop 90 Y. Cu aportul prelungit de 90 Sr în corp, chiar și în cantități relativ mici, ca urmare a iradierii continue a țesutului osos, se poate dezvolta leucemie și cancer osos. Decăderea completă a strontium-90, care a intrat în mediu, va avea loc abia după câteva sute de ani.

Utilizarea strontium-90.

Radioizotopul de stronțiu este utilizat la fabricarea bateriilor electrice atomice. Principiul de funcționare al unor astfel de baterii se bazează pe capacitatea strontium-90 de a emite electroni cu energie mare, care este apoi transformată în energie electrică. Elementele de stronțiu radioactiv, conectate într-o baterie în miniatură (dimensiunea unei cutii de chibrituri), pot funcționa fără defect timp de 15-25 de ani, astfel de baterii sunt indispensabile pentru rachetele spațiale și sateliții artificiali ai Pământului. Iar producătorii de ceasuri elvețieni folosesc cu succes baterii minuscule de strontiu pentru a alimenta ceasul electric.

Oamenii de știință autohtoni au creat un generator izotop de energie electrică pentru a alimenta stații meteorologice automate bazate pe stronțiu-90. Durata de viață garantată a unui astfel de generator este de 10 ani, timp în care este capabil să furnizeze dispozitive electrice care au nevoie. Toată întreținerea sa constă numai în examinări preventive - o dată la doi ani. Primele probe generatoare au fost instalate în Transbaikalia și în apele de apă ale râului taiga Kruchina.

În Tallinn funcționează un far atomic. Principala sa caracteristică este generatoarele termoelectrice radioizotopice, în care energia termică apare ca urmare a degradării strontiului-90, care este apoi transformată în energie lumină.

Dispozitivele care folosesc stronțiu radioactiv sunt utilizate pentru a măsura grosimea. Acest lucru este necesar pentru a controla și gestiona producția de hârtie, țesături, benzi subțiri de metal, folii de plastic, acoperiri. Izotopul de strontiu este utilizat în instrumente pentru măsurarea densității, vâscozității și a altor caracteristici ale unei substanțe, în detectoare de defecte, dozimetre și dispozitive de semnalizare. În întreprinderile de construcții de mașini, se pot găsi adesea așa-numitele relee b, controlează furnizarea de piese pentru prelucrare, verifică starea de sănătate a sculei, poziția corectă a piesei.

În producția de materiale izolatoare (hârtie, țesături, fibre artificiale, materiale plastice etc.), electricitatea statică apare din cauza frecării. Pentru a evita acest lucru, utilizați surse ionizante de stronțiu.

Elena Savinkina

STRONTIUM (Strontium), Sr (a. Strontium; n. Strontium; f. Strontium; și. Estroncio), este un element chimic din grupa II a tabelului periodic, numărul atomic 38, masa atomică 87,62, se referă la metale alcaline de pământ.

  Proprietățile stronțului

Stronțiul natural este format din 4 izotopi stabili; 84 Sr (0,56%), 86 Sr (9,84%), 87 Sr (7,0%) și 88 Sr (82,6%); Peste 20 de izotopi radioactivi artificiali ai stronțiului sunt cunoscuți cu numere de masă de la 77 la 99, dintre care 90 Sr (ТЅ 29 ani), care este format în timpul fisiunii de uraniu, este cel mai important. Strontium a fost descoperit în 1790 de savantul scoțian A. Crawford sub formă de oxid.

În stare liberă, strontiul este un metal moale de culoare galben-auriu. La t sub 248 ° C, se caracterizează printr-o rețea cubică centrată pe față (a-Sr cu o perioadă a \u003d 0,60848 nm), în intervalul de 248-577 ° C - hexagonal (b-Sr cu perioade a \u003d 0,432 nm, c \u003d 0,706 nm ); la o temperatură mai mare trece într-o modificare cubică centrată pe corp (g-Sr cu o perioadă de a \u003d 0,485 nm). Densitatea a-Sr 2540 kg / m 3; punctul de topire 768 ° C; punctul de fierbere 1381 ° C; capacitate de căldură molară 26,75 J / (mol.K); rezistivitatea electrică este 20.0.10 -4 (Ohm.m), coeficientul de temperatură de expansiune liniară este 20.6.10 -6 K -1. Strontiul este sensibil paramagnetic, atomic la temperatura camerei 91.2.10 -6. Plastic, moale, ușor de tăiat cu un cuțit.

Strontiul este similar în proprietățile chimice cu Ca și Ba. Are o stare de oxidare de +2 în compuși. Se oxidează rapid în aer, la temperatura camerei interacționează cu apa, la temperatură ridicată interacționează cu hidrogenul, azotul, fosforul, sulful și halogenii.

Conținutul mediu de stronțiu în scoarța terestră este de 3.4.10 -2% (în greutate). Rocile medii magmatice conțin mai puțin stronțiu (8,0,10 -2%) decât rocile (4,5,10 -2%), (4,4,10 -2%), (3,10 -2%) și (1,10 -3%) rasa. Sunt cunoscute aproximativ 30 de minerale de stronțiu, dintre care cele mai importante sunt celestina SrSO 4 și strontianul SrCO 3; în plus, este aproape întotdeauna prezent în mineralele de calciu, potasiu și bariu, intrând ca o impuritate izomorfă în rețeaua lor de cristal. Întrucât unul dintre cei 4 izotopi naturali ai strontiului (87 Sr) este acumulat constant ca urmare a descompunerii I de 87 Rb, compoziția izotopului strontium (raportul 87 Sr / 86 Sr) este utilizată în studiile geochimice pentru a stabili relații genetice între diferite complexe de rocă, precum și pentru a determina vârsta radiometrică (supusă determinării simultane a conținutului de rubidiu în obiectele studiate). Radioactiv 90 Sr servește ca poluare a mediului (până la încetarea testării nucleare atmosferice a fost unul dintre factorii principali ai poluării radioactive).

  Aplicație și utilizare

Principalele materii prime pentru strontiu sunt minereurile de celestin și strontianit. Metalul din stronțiu se obține prin reducerea aluminotermică a oxidului de stronțiu în vid. Acestea sunt utilizate la fabricarea aliajelor de aluminiu și a unor oțeluri, dispozitive electrovacuum și unele pahare optice. Sărunțile de stronțiu, care colorează flacăra în roșu intens, sunt utilizate în pirotehnie. 90 Sr este utilizat în medicină ca sursă de radiații ionizante.