Hvilket metal er strontium? Kemisk grundstof strontium - beskrivelse, egenskaber og formel

Strontium (Sr) er et kemisk grundstof, et jordalkalimetal i 2. gruppe i det periodiske system. Brugt i rødt signallys og fosfor udgør en stor sundhedsfare ved radioaktiv forurening.

Opdagelseshistorie

Mineral fra en blymine nær landsbyen Strontian i Skotland. Det blev oprindeligt anerkendt som en række bariumcarbonat, men Adair Crawford og William Cruikshank foreslog i 1789, at det var et andet stof. Kemiker Thomas Charles Hope opkaldte det nye mineral strontit efter landsbyen og det tilsvarende strontiumoxid SrO, strontium. Metallet blev isoleret i 1808 af Sir Humphry Davy, som elektrolyserede en blanding af vådt hydroxid eller chlorid med kviksølvoxid ved hjælp af en kviksølvkatode og derefter fordampede kviksølvet fra det resulterende amalgam. Han navngav det nye grundstof ved hjælp af roden af ​​ordet "strontium".

At være i naturen

Den relative overflod af strontium, det otteogtredive element i det periodiske system, i rummet er anslået til 18,9 atomer for hver 106 atomer af silicium. Det udgør omkring 0,04 % af massen af ​​jordskorpen. Den gennemsnitlige koncentration af et grundstof i havvand lig med 8 mg/l.

Kemisk grundstof Strontium forekommer bredt i naturen og anslås at være det 15. mest udbredte stof på Jorden, og når koncentrationer på 360 ppm. På grund af dens ekstreme reaktivitet eksisterer den kun i form af forbindelser. Dens vigtigste mineraler er celestit (SrSO 4 sulfat) og strontianit (SrCO 3 carbonat). Af disse findes celestite i tilstrækkelige mængder til rentabel minedrift, hvoraf mere end 2/3 af verdensforsyningen kommer fra Kina, mens Spanien og Mexico leverer mest resten. Det er dog mere rentabelt at udvinde strontianit, fordi strontium oftere bruges i carbonatform, men dets kendte aflejringer er relativt få.

Ejendomme

Strontium er et blødt metal, der ligner bly, der skinner som sølv, når det skæres. I luften reagerer det hurtigt med ilt og fugt i atmosfæren og får en gullig farvetone. Derfor skal det opbevares isoleret fra luftmasser. Oftest opbevares det i petroleum. Det forekommer ikke i fri tilstand i naturen. Medfølgende calcium er strontium kun inkluderet i 2 hovedmalme: celestit (SrSO 4) og strontianit (SrCO 3).

I rækken af ​​kemiske grundstoffer magnesium-calcium-strontium (jordalkalimetaller) er Sr i gruppe 2 (tidligere 2A) i det periodiske system mellem Ca og Ba. Derudover er den placeret i den 5. periode mellem rubidium og yttrium. Da strontiums atomradius svarer til calciums, erstatter den let sidstnævnte i mineraler. Men det er blødere og mere reaktivt i vand. Danner hydroxid og brintgas ved kontakt. Der er 3 kendte allotroper af strontium med overgangspunkter på 235°C og 540°C.

Jordalkalimetallet reagerer normalt ikke med nitrogen under 380°C og ved stuetemperatur danner kun oxid. Men i form af et pulver antændes strontium spontant med dannelse af oxid og nitrid.

Kemiske og fysiske egenskaber

Karakteristika for det kemiske grundstof strontium ifølge planen:

• Navn, symbol, atomnummer: strontium, Sr, 38.
• Gruppe, punktum, blok: 2, 5, s.
• Atommasse: 87,62 g/mol.
• Elektronisk konfiguration: 5s 2 .
• Fordeling af elektroner i skaller: 2, 8, 18, 8, 2.
• Massefylde: 2,64 g/cm3.
• Smelte- og kogepunkter: 777 °C, 1382 °C.
• Oxidationstilstand: 2.

isotoper

Naturligt strontium er en blanding af 4 stabile isotoper: 88 Sr (82,6%), 86 Sr (9,9%), 87 Sr (7,0%) og 84 Sr (0,56%). Af disse er kun 87 Sr radiogene - det dannes ved henfaldet af den radioaktive rubidiumisotop 87 Rb med en halveringstid på 4,88 × 10 10 år. Det menes, at 87 Sr blev produceret under "primordial nukleosyntese" ( tidlig stadie stort brag) sammen med 84Sr-, 86Sr- og 88Sr-isotoperne. Afhængigt af placeringen kan forholdet mellem 87 Sr og 86 Sr afvige mere end 5 gange. Dette bruges til at datere geologiske prøver og til at bestemme herkomsten af ​​skeletter og lerartefakter.

Som et resultat af nukleare reaktioner blev der opnået omkring 16 syntetiske radioaktive isotoper af strontium, hvoraf 90 Sr er den mest holdbare (halveringstid på 28,9 år). Denne isotop, produceret i en atomeksplosion, betragtes som det farligste henfaldsprodukt. På grund af dets kemiske lighed med calcium, absorberes det i knogler og tænder, hvor det fortsætter med at udstøde elektroner, hvilket forårsager strålingsskader, knoglemarvsskader, forstyrrer dannelsen af ​​nye blodlegemer og forårsager kræft.

Men under medicinsk kontrollerede forhold bruges strontium til behandling af visse overfladiske maligniteter og knoglekræft. Det bruges også i form af strontiumfluorid i og i radioisotop termoelektriske generatorer, som omdanner varmen fra dets radioaktive henfald til elektricitet, der tjener som langlivede, lette strømkilder i navigationsbøjer, fjerntliggende vejrstationer og rumfartøjer.

89 Sr bruges til at behandle kræft, fordi det angriber knoglevæv, producerer betastråling og henfalder efter et par måneder (halveringstid 51 dage).

Det kemiske grundstof strontium er ikke nødvendigt for højere former liv, dets salte er normalt ikke-giftige. Det, der gør 90 Sr farlig, er, at det bruges til at øge knogletætheden og væksten.

Forbindelser

Egenskaberne af det kemiske grundstof strontium minder meget om I forbindelser har Sr en eksklusiv oxidationstilstand +2 i form af Sr 2+ ionen. Metallet er et aktivt reduktionsmiddel og reagerer let med halogener, oxygen og svovl for at producere halogenider, oxid og sulfid.

Strontiumforbindelser er af ret begrænset kommerciel værdi, da de tilsvarende calcium- og bariumforbindelser generelt gør det samme, men er billigere. Nogle af dem har dog fundet anvendelse i industrien. Har endnu ikke fundet ud af med hvilke stoffer man skal opnå hindbær farve i fyrværkeri og beacons. I øjeblikket bruges kun strontiumsalte, såsom Sr(NO 3) 2-nitrat og Sr(ClO 3) 2-chlorat, til at opnå denne farve. Omkring 5-10% af den samlede produktion af dette kemiske element forbruges af pyroteknik. Strontiumhydroxid Sr(OH) 2 bruges nogle gange til at udvinde sukker fra melasse, fordi det danner et opløseligt saccharid, hvorfra sukkeret let kan genvindes ved virkningen af ​​kuldioxid. SrS-monosulfid bruges som hårfjerningsmiddel og en ingrediens i fosfor i elektroluminescerende apparater og lysende malinger.

Strontiumferriter danner en familie af forbindelser med den almene formel SrFe x O y, opnået som et resultat af en højtemperatur (1000-1300 ° C) reaktion af SrCO 3 og Fe 2 O 3. De bruges til at lave keramiske magneter, som er bred anvendelse i højtalere, viskermotorer til biler og legetøj til børn.

Produktion

Det meste af den mineraliserede SrSO 4 celestite omdannes til carbonat på to måder: enten udvaskes celestite direkte med natriumcarbonatopløsning eller opvarmes med kul for at danne sulfid. På det andet trin opnås et mørkt farvet stof, der hovedsageligt indeholder strontiumsulfid. Denne "sorte aske" opløses i vand og filtreres. Strontiumcarbonat udfældes fra sulfidopløsningen ved at indføre kuldioxid. Sulfat reduceres til sulfid ved carbotermisk reduktion SrSO 4 + 2C → SrS + 2CO 2. Cellen kan fremstilles ved katodisk elektrokemisk kontakt, hvor en afkølet jernstang, der fungerer som katode, rører overfladen af ​​en blanding af kalium- og strontiumchlorider og stiger, når strontium størkner på den. Reaktioner på elektroderne kan repræsenteres som følger: Sr 2+ + 2e - → Sr (katode); 2Cl - → Cl2 + 2e - (anode).

Sr-metal kan også genvindes fra dets oxid med aluminiumoxid. Den er formbar og duktil, en god leder af elektricitet, men bruges relativt lidt. En af dens anvendelser er som legeringsmiddel for aluminium eller magnesium ved støbning af cylinderblokke. Strontium forbedrer metallets bearbejdelighed og krybemodstand. Alternativ måde opnåelse af strontium er reduktion af dets oxid med aluminium i et vakuum ved en destillationstemperatur.

Kommerciel ansøgning

Det kemiske grundstof strontium er meget udbredt i glasset af farve-tv katodestrålerør for at forhindre røntgenstråler i at trænge ind. Det kan også bruges i spraymaling. Dette ser ud til at være en af ​​de mest sandsynlige kilder til offentlig eksponering for strontium. Derudover bruges grundstoffet til at fremstille ferritmagneter og forfine zink.

Strontiumsalte bruges i pyroteknik, fordi de ved forbrænding farver flammen rød. Og en legering af strontiumsalte med magnesium bruges som en del af brand- og signalblandinger.

Titanat har et ekstremt højt brydningsindeks og optisk spredning, hvilket gør det nyttigt i optik. Den kan bruges som erstatning for diamanter, men bruges sjældent til dette formål på grund af dens ekstreme blødhed og sårbarhed over for ridser.

Strontiumaluminat er en lys phosphor med langvarig phosphorescensstabilitet. Oxidet bruges nogle gange til at forbedre kvaliteten af ​​keramiske glasurer. 90 Sr isotopen er en af ​​de bedste langlivede højenergi-beta-emittere. Det bruges som strømkilde til radioisotop termoelektriske generatorer (RTG'er), som omdanner den varme, der frigives under henfaldet af radioaktive elementer til elektricitet. Disse enheder bruges i rumfartøjer, fjerntliggende vejrstationer, navigationsbøjer osv. - hvor der kræves en let og langlivet nuklear-elektrisk strømkilde.

Medicinske anvendelser af strontium: lægemiddelbehandling

89 Sr isotopen er den aktive ingrediens i det radioaktive lægemiddel Metastron, som bruges til at behandle knoglesmerter forårsaget af metastatisk prostatacancer. Det kemiske grundstof strontium virker som calcium, det indgår hovedsageligt i knoglen på steder med øget osteogenese. Denne lokalisering fokuserer strålingseffekten på kræftlæsionen.

90 Sr radioisotopen bruges også i kræftbehandling. Dens betastråling og lange varighed er ideelle til overfladisk strålebehandling.

Et eksperimentelt lægemiddel fremstillet ved at kombinere strontium med ranelsyre fremmer knoglevækst, øger knogletætheden og reducerer frakturer. Stroniumranelat er registreret i Europa som behandling for osteoporose.

Strontiumchlorid bruges nogle gange i tandpasta til følsomme tænder. Dens indhold når 10%.

Forebyggende foranstaltninger

Rent strontium har en høj kemisk aktivitet, og i knust tilstand antændes metallet spontant. Derfor betragtes dette kemiske element som en brandfare.

Indvirkning på den menneskelige krop

Den menneskelige krop optager strontium på samme måde som calcium. De to grundstoffer er kemisk så ens, at de stabile former for Sr ikke udgør en væsentlig sundhedsrisiko. I modsætning hertil kan den radioaktive isotop 90 Sr føre til forskellige knoglelidelser og sygdomme, herunder knoglekræft. Strontiumenheden bruges til at måle den absorberede 90 Sr-stråling.

Strontium- et element i hovedundergruppen af ​​den anden gruppe, den femte periode af det periodiske system af kemiske elementer af D. I. Mendeleev, med atomnummer 38. Det er betegnet med symbolet Sr (lat. Strontium). Det simple stof strontium er et blødt, formbart og duktilt jordalkalimetal med en sølvhvid farve. Det har en høj kemisk aktivitet, i luften reagerer det hurtigt med fugt og ilt og bliver dækket af en gul oxidfilm.

I 1764 blev der fundet et mineral i en blymine nær den skotske landsby Strontian, som de kaldte strontianit. Lang tid det blev betragtet som en variation af fluorit CaF2 eller witherite BaCO3, men i 1790 analyserede de engelske mineraloger Crawford og Cruickshank dette mineral og fandt ud af, at det indeholdt en ny "jord", og i det nuværende sprog, oxid.

Uafhængigt af dem blev det samme mineral undersøgt af en anden engelsk kemiker, Hope. Efter at have nået de samme resultater meddelte han, at der er et nyt grundstof i strontianit - metallet strontium.

Tilsyneladende var opdagelsen allerede "i luften", for næsten samtidigt annoncerede den fremtrædende tyske kemiker Klaproth opdagelsen af ​​en ny "jord".

I samme år stødte den kendte russiske kemiker, akademiker Toviy Egorovich Lovitz, også over spor af "strontiumjord". Han havde længe været interesseret i mineralet kendt som tung spar. I dette mineral (dets sammensætning er BaSO4) opdagede Karl Scheele i 1774 oxidet af det nye grundstof barium. Vi ved ikke, hvorfor Lovitz ikke var ligeglad med tung sparring; det er kun kendt, at videnskabsmanden, der opdagede kuls adsorptionsegenskaber og gjorde meget mere inden for generel og organisk kemi, indsamlede prøver af dette mineral. Men Lovitz var ikke bare en samler, han begyndte hurtigt at systematisk studere tung spar og kom i 1792 til den konklusion, at dette mineral indeholdt en ukendt urenhed. Han formåede at udvinde ret meget fra sin samling - mere end 100 g ny "jord" og fortsatte med at udforske dens egenskaber. Resultaterne af undersøgelsen blev offentliggjort i 1795.

Således næsten samtidigt er flere forskere i forskellige lande kom tæt på opdagelsen af ​​strontium. Men i sin elementære form blev den først udpeget i 1808.

Den fremragende videnskabsmand på sin tid, Humphry Davy, forstod allerede, at grundstoffet strontiumjord tilsyneladende måtte være et jordalkalimetal, og han opnåede det ved elektrolyse, dvs. på samme måde som calcium, magnesium, barium. Mere specifikt blev verdens første metalliske strontium opnået ved elektrolyse af dets fugtede hydroxid. Strontiumet, der blev frigivet ved katoden, blev øjeblikkeligt kombineret med kviksølv og dannede et amalgam. Ved at nedbryde amalgamet ved opvarmning isolerede Davy det rene metal.

Strontium(lat. Strontium), Sr, et kemisk grundstof af gruppe II i Mendeleevs periodiske system, atomnummer 38, atommasse 87,62, sølv-hvidt metal. Naturligt strontium består af en blanding af fire stabile isotoper: 84 Sr, 86 Sr, 87 Sr og 88 Sr; den mest almindelige er 88 Sr (82,56%).

Der er kunstigt opnået radioaktive isotoper med massetal fra 80 til 97, inkl. 90 Sr (T ½ = 27,7 år), dannet under fission af uran. I 1790 opdagede den skotske læge A. Crawford, der undersøgte et mineral fundet nær bosættelsen Stronshian (i Skotland), at det indeholder en hidtil ukendt "jord", som blev kaldt strontian. Det viste sig senere at være strontiumoxid SrO. I 1808 opnåede G. Davy Strontiumamalgam under elektrolyse med en kviksølvkatode af en blanding af fugtet Sr(OH)2-hydroxid med kviksølvoxid.

Udbredelse af strontium i naturen. Det gennemsnitlige indhold af strontium i jordskorpen (clarke) er 3,4·10 -2 vægtprocent; i geokemiske processer er det en satellit af calcium. Der kendes omkring 30 strontiummineraler; de vigtigste er celestine SrSO 4 og strontianite SrCO 3 . I magmatiske bjergarter er strontium overvejende i en dispergeret form og går som en isomorf urenhed ind i krystalgitteret af calcium-, kalium- og bariummineraler. I biosfæren ophobes strontium i karbonatbjergarter og især i sedimenter af saltsøer og laguner (celestine aflejringer).

Strontiums fysiske egenskaber. Ved stuetemperatur er gitteret af Strontium ansigtscentreret kubisk (α-Sr) med en periode a = 6,0848Å; ved temperaturer over 248 °C omdannes det til en hexagonal modifikation (β-Sr) med gitterperioder a = 4,32 Å og c = 7,06 Å; ved 614 °C omdannes den til en kubisk kropscentreret modifikation (γ-Sr) med en periode a = 4,85Å. Atomradius 2,15Å, ionradius Sr 2+ 1,20Å. Densiteten af ​​a-formen er 2,63 g/cm3 (20°C); t pl 770 °C, t kip 1383 °C; specifik varmekapacitet 737,4 kJ/(kg K); elektrisk resistivitet 22,76·10 -6 ohm·cm -1 . Strontium er paramagnetisk, den atomare magnetiske modtagelighed ved stuetemperatur er 91,2·10 -6. Strontium er et blødt duktilt metal, der let kan skæres med en kniv.

Kemiske egenskaber. Konfigurationen af ​​den ydre elektronskal af atomet Sr 5s 2; i forbindelser har den normalt en oxidationstilstand på +2. Strontium er et jordalkalimetal, der kemisk ligner Ca og Ba. Strontiummetal oxideres hurtigt i luften og danner en gullig overfladefilm indeholdende SrO-oxid, SrO2-peroxid og Sr3N2-nitrid. Med oxygen danner det under normale forhold SrO-oxid (gråhvidt pulver), som let omdannes til karbonat SrCO 3 i luft; interagerer kraftigt med vand og danner hydroxid Sr (OH) 2 - en base stærkere end Ca (OH) 2. Når det opvarmes i luft, antændes det let, og pulveriseret Strontium antændes spontant i luft, så Strontium opbevares i hermetisk lukkede kar under et lag petroleum. Nedbryder hurtigt vand med frigivelse af brint og dannelse af hydroxid. På forhøjede temperaturer interagerer med brint (>200 °C), nitrogen (>400 °C), fosfor, svovl og halogener. Når det opvarmes, danner det intermetalliske forbindelser med metaller, såsom SrPb 3 , SrAg 4 , SrHg 8 , SrHg 12 . Af strontiumsaltene er halogeniderne (undtagen fluorid), nitrat, acetat og chlorat letopløselige i vand; vanskeligt opløseligt carbonat, sulfat, oxalat og fosfat. Udfældning af strontium som oxalat og sulfat bruges til dets analytiske bestemmelse. Mange strontiumsalte danner krystallinske hydrater indeholdende fra 1 til 6 molekyler krystallisationsvand. SrS-sulfid hydrolyseres gradvist af vand; Sr 3 N 2 nitrid (sorte krystaller) nedbrydes let ved at vand frigiver NH 3 og Sr(OH) 2 . Strontium opløses godt i flydende ammoniak, hvilket giver mørkeblå opløsninger.

Får strontium. De vigtigste råmaterialer til fremstilling af strontiumforbindelser er koncentrater fra berigelse af celestine og strontianit. Strontiummetal opnås ved at reducere strontiumoxid med aluminium ved 1100-1150 °C:

4SrO+2Al = 3Sr+ SrOAl2O3.

Processen udføres i elektrovakuumapparater [ved 1 N/m2 (10-2 mm Hg)] med periodisk virkning. Dampe af strontium kondenserer på den afkølede overflade af en kondensator, der er indsat i apparatet; ved slutningen af ​​reduktionen fyldes apparatet med argon, og kondensatet smeltes, som løber ud i formen. Strontium opnås også ved elektrolyse af en smelte, der indeholder 85 % SrCl 2 og 15 % KCl, men i denne proces er strømeffektiviteten lav, og metallet er forurenet med salte, nitrid og oxid. I industrien producerer elektrolyse med en flydende katode strontiumlegeringer, for eksempel med tin.

Anvendelse af strontium. Strontium tjener til at deoxidere kobber og bronze. 90 Sr er en kilde til β-stråling i atomare elektriske batterier. Strontium bruges til fremstilling af fosfor og solceller, samt meget pyrofore legeringer. Strontiumoxid er en komponent i nogle optiske glas og oxidkatoder i vakuumrør. Strontiumforbindelser giver flammerne en intens kirsebærrød farve, hvorfor nogle af dem bruges i pyroteknik. Strontianit indføres i slaggen for at rense højkvalitetsstål fra svovl og fosfor; Strontiumcarbonat bruges i ikke-fordampende getters og tilsættes også vejrbestandige glasurer og emaljer til belægning af porcelæn, stål og varmebestandige legeringer. Chromate SrCrO 4 er et meget stabilt pigment til fremstilling af kunstneriske malinger, SrTiO 3 titanat bruges som ferroelektrisk, det er en del af piezokeramik. Strontiumsalte af fedtsyrer ("strontiumsæber") bruges til at fremstille specialfedt.

Salte og forbindelser af strontium har lav toksicitet; når man arbejder med dem, bør man være vejledt af sikkerhedsbestemmelserne med salte af alkali- og jordalkalimetaller.

Strontium i kroppen. Strontium - komponent mikroorganismer, planter og dyr. Hos marine radiolarier (acantaria) består skelettet af strontiumsulfat - celestine. Tang indeholder 26-140 mg strontium pr. 100 g tørstof, landplanter - 2,6, havdyr - 2-50, landdyr - 1,4, bakterier - 0,27-30. Akkumulering af strontium af forskellige organismer afhænger ikke kun af deres arter, egenskaber, men også af forholdet mellem strontium og andre elementer, hovedsageligt Ca og P, i miljøet, såvel som af organismers tilpasning til et specifikt geokemisk miljø.

Dyr får strontium med vand og mad. Strontium optages af de tynde og udskilles hovedsageligt af tyktarmen. En række stoffer (algepolysaccharider, kationbytterharpikser) forhindrer optagelsen af ​​strontium. Hoveddepotet af Strontium i kroppen er knoglevæv, hvis aske indeholder omkring 0,02% Strontium (i andre væv - omkring 0,0005%). Et overskud af strontiumsalte i foderet til rotter forårsager "strontium" rakitis. Hos dyr, der lever på jord med en betydelig mængde celestine, er der et øget indhold af strontium i kroppen, hvilket fører til knogleskørhed, rakitis og andre sygdomme. I biogeokemiske provinser rige på Strontium (en række regioner i Central og øst Asien, Nordeuropa og andre), er den såkaldte Urov-sygdom mulig.

Strontium-90. Blandt de kunstige isotoper af Strontium er dets langlivede radionuklid 90 Sr en af ​​de vigtige komponenter i radioaktiv forurening af biosfæren. En gang i miljøet er 90 Sr karakteriseret ved evnen til at indgå (hovedsageligt sammen med Ca) i planters, dyrs og menneskers stofskifteprocesser. Ved vurdering af biosfærens forurening med 90 Sr er det derfor sædvanligt at beregne forholdet mellem 90 Sr/Ca i strontiumenheder (1 s.u. = 1 mikron μcurie 90 Sr pr. 1 g Ca). Når 90 Sr og Ca bevæger sig langs den biologiske kæde og fødekæden, sker der Strontium-diskrimination, for hvis kvantitative udtryk de finder "diskrimineringskoefficienten", forholdet mellem 90 Sr/Ca i det efterfølgende led af den biologiske eller fødekæden til samme værdi i det forrige link. I det sidste led i fødekæden er koncentrationen af ​​90 Sr som regel meget lavere end i den oprindelige.

Planter kan modtage 90 Sr direkte fra direkte kontaminering af bladene eller fra jorden gennem rødderne (i dette tilfælde stor indflydelse har jordtype, dens fugtindhold, pH, Ca indhold og organisk stof etc.). Relativt mere 90 Sr akkumuleres af bælgplanter, rod- og knoldafgrøder, mindre af korn, herunder korn, og hør. Betydeligt mindre 90 Sr akkumuleres i frø og frugter end i andre organer (f.eks. er 90 Sr 10 gange mere i hvedeblade og stængler end i korn). Hos dyr (kommer hovedsageligt med planteføde) og mennesker (kommer hovedsageligt med komælk og fisk) akkumuleres 90 Sr hovedsageligt i knoglerne. Mængden af ​​90 Sr aflejring i kroppen af ​​dyr og mennesker afhænger af individets alder, mængden af ​​indkommende radionuklid, væksthastigheden af ​​nyt knoglevæv og andre. 90 Sr udgør en stor fare for børn, i hvis krop den kommer ind med mælk og samler sig i hurtigt voksende knoglevæv.

Den biologiske effekt af 90 Sr er forbundet med arten af ​​dens fordeling i kroppen (akkumulering i skelettet) og afhænger af den dosis af β-bestråling, der skabes af den og dens datter radioisotop 90 Y. Med langvarig indtagelse af 90 Sr i krop, selv i relativt små mængder, som følge af kontinuerlig bestråling af knoglevæv, kan leukæmi og knoglekræft udvikle sig. Signifikante ændringer i knoglevæv observeres, når indholdet af 90 Sr i kosten er omkring 1 mikrocurie pr. 1 g Ca. Konklusionen i 1963 i Moskva af traktaten om forbud mod test af atomvåben i atmosfæren, det ydre rum og under vand førte til næsten fuldstændig frigivelse af atmosfæren fra 90 Sr og et fald i dens mobile former i jorden.

STRONTIUM (Strontium, Sr) - et kemisk element i det periodiske system af D. I. Mendeleev, en undergruppe af jordalkalimetaller. I menneskekroppen konkurrerer S. med kalk(se) til inklusion i krystalgitteret af hydroxyapatit knogler(cm.). 90 Sr, et af de længstlevende radioaktive fissionsprodukter uran(se), akkumulering i atmosfæren og biosfæren under afprøvning af atomvåben (se), udgør en stor fare for menneskeheden. S.s radioaktive isotoper anvendes i medicin til strålebehandling (se), som radioaktivt mærke i diagnostiske radiofarmaceutiske præparater (se) i medicinsk biol. forskning, samt i atomare elektriske batterier. S.-forbindelser anvendes i fejldetektorer, i følsomme instrumenter og i apparater til bekæmpelse af statisk elektricitet.Derudover anvendes S. i radioelektronik, pyroteknik, i den metallurgiske og kemiske industri og i fremstillingen af ​​keramiske produkter. S.s forbindelser er ikke giftige. Når man arbejder med metallisk S., bør man være styret af reglerne for håndtering af alkalimetaller (se) og jordalkalimetaller (se).

S. blev opdaget som en del af et mineral senere ved navn SrC03 strontianite i 1787 nær den skotske by Strontiana.

Strontiums serienummer er 38, atomvægten (massen) er 87,62. Indholdet af S. i jordskorpen er i gennemsnit 4-10 2 wt. %, i havvand - 0,013% (13 mg / l). Mineralerne strontianit og celestite SrSO 4 er af industriel betydning.

Den menneskelige krop indeholder ca. 0,32 g strontium, hovedsageligt i knoglevæv, i blodet, koncentrationen af ​​S. er normalt 0,035 mg / l, i urinen - 0,039 mg / l.

S. er et blødt sølvhvidt metal, t°pl 770°, t°kip 1383°.

Ifølge chem. S.s egenskaber ligner calcium og barium(se), i forbindelser er valensen af ​​strontium 4-2, det er kemisk aktivt, det oxideres under normale forhold med vand til dannelse af Sr (OH) 2, samt oxygen og andre oxidationsmidler.

S. går ind i menneskekroppen hl. arr. med planteføde, såvel som med mælk. Det absorberes i tyndtarmen og udveksles hurtigt med S. indeholdt i knoglerne. S.s fjernelse fra en organisme styrkes af komplekser, aminosyrer, polyphosphater. Øget calcium og fluor(se) i vand forstyrrer S.'s akkumulation i knogler. Med en stigning i koncentrationen af ​​calcium i kosten med 5 gange, halveres S.s ophobning i kroppen. Overdreven indtagelse af S. med mad og vand pga. dens højt indhold i jorden i nogle geokemiske. provinser (for eksempel i visse distrikter i det østlige Sibirien) forårsager en endemisk sygdom - din sygdom (se. Kashina - Becks sygdom).

I knogler, blod og andre biol. S.s underlag definerer hl. arr. spektrale metoder (se Spektroskopi).

radioaktivt strontium

Naturlig S. består af fire stabile isotoper med massetal 84, 86, 87 og 88, hvoraf sidstnævnte er den mest almindelige (82,56%). Der kendes atten radioaktive isotoper af svovl (med massetal 78-83, 85, 89-99) og fire isomerer af isotoper med massetal 79, 83, 85 og 87 (se isomerisme).

I medicin bruges 90Sr til strålebehandling i oftalmologi og dermatologi samt i radiobiologiske forsøg som kilde til β-stråling. 85Sr fremstilles enten ved at bestråle et strontiummål beriget i 84Sr-isotopen med neutroner i en atomreaktor ved reaktionen 84Sr (11.7) 85Sr, eller produceret ved en cyklotron ved at bestråle naturlige rubidiummål med protoner eller deuteroner, f.eks. 85Rb (p, n) 85Sr. Radionuklidet 85Sr henfalder med elektronindfangning og udsender gammastråling med en energi E gamma svarende til 0,513 MeV (99,28%) og 0,868 MeV (< 0,1%).

87mSr kan også opnås ved at bestråle et strontiummål i en reaktor ved reaktionen 86Sr (n, gamma) 87mSr, men udbyttet af den ønskede isotop er lavt, desuden dannes 85Sr og 89Sr isotoper samtidig med 87mSr. Derfor produceres 87niSr normalt ved hjælp af en isotopgenerator (se Ref. Radioaktive isotopgeneratorer) baseret på moderisotopen af ​​yttrium-87 - 87Y (T1 / 2 = 3,3 dage). 87mSr henfalder med en isomer overgang og udsender gammastråling med en Egamma-energi på 0,388 MeV og delvist med elektronindfangning (0,6%).

89Sr er indeholdt i fissionsprodukter sammen med 90Sr; derfor opnås 89Sr ved at bestråle naturligt svovl i en reaktor. I dette tilfælde dannes der også uundgåeligt en 85Sr-urenhed. 89Sr isotopen henfalder med emission af P-stråling med en energi på 1,463 MeV (ca. 100%). Spektret indeholder også en meget svag linje af gammastråling med en energi E gamma svarende til 0,95 MeV (0,01%).

90Sr opnås ved isolering fra en blanding af uranfissionsprodukter (se). Denne isotop henfalder med emissionen af ​​betastråling med en energi på E beta svarende til 0,546 Meu (100%), uden ledsagende gammastråling. Henfaldet af 90Sr fører til dannelsen af ​​et datterradionuklid 90Y, som henfalder (T1 / 2 = 64 timer) med emission af p-stråling, bestående af to komponenter med Ep lig med 2,27 MeV (99%) og 0,513 MeV ( 0,02 %). Henfaldet af 90Y udsender også meget svag gammastråling med en energi på 1,75 MeV (0,02%).

Radioaktive isotoper 89Sr og 90Sr, til stede i affaldet fra atomindustrien og dannet under atomvåbentest, under forurening miljø kan komme ind i menneskekroppen med mad, vand, luft. Kvantificering af S.'s migration i biosfæren udføres normalt i sammenligning med calcium. I de fleste tilfælde, når 90Sr bevæger sig fra det forrige led i kæden til det næste, falder koncentrationen af ​​90Sr pr. 1 g calcium (den såkaldte diskriminationskoefficient), hos voksne i krop-diæt-leddet er denne koefficient 0,25 .

Ligesom opløselige forbindelser af andre jordalkali-elementer, absorberes opløselige forbindelser af S. godt fra gik - kish. en vej (10-60%), absorption af dårligt opløselige forbindelser S. (f.eks. SrTi03) gør mindre end 1%. Graden af ​​absorption af S.'s radionuklider i tarmen afhænger af alder. Med en stigning i calciumindholdet i kosten falder S.s ophobning i kroppen. Mælk fremmer stigning i S.s absorption og calcium i tarmene. Det antages, at dette skyldes tilstedeværelsen af ​​laktose og lysin i mælk.

Ved indånding fjernes opløselige S.-forbindelser hurtigt fra lungerne, mens dårligt opløseligt SrTi03 udveksles ekstremt langsomt i lungerne. Penetration af radionuklid S. gennem den intakte hud gør ca. en%. Gennem beskadiget hud (snitsår, forbrændinger osv.)? samt fra underhud og muskelvæv optages S. næsten fuldstændigt.

S. er et osteotropt grundstof. Uanset ruten og rytmen for indtrængen i kroppen, ophobes opløselige 90Sr-forbindelser selektivt i knoglerne. PÅ blødt væv mindre end 1 % 90Sr bibeholdes.

Ved intravenøs administration elimineres S. meget hurtigt fra blodbanen. Kort efter administration bliver koncentrationen af ​​S. i knoglerne 100 gange eller mere højere end i blødt væv. Nekry-forskelle i akkumulering 90Sr i separate kroppe og stoffer er noteret. En relativt højere koncentration af 90Sr hos forsøgsdyr findes i nyrerne, spyt- og skjoldbruskkirtlen, og den laveste - i huden, knoglemarven og binyrerne. Koncentrationen af ​​90Sr i nyrebarken er altid højere end i medulla. S. dvæler indledningsvis på knogleoverfladerne (periosteum, endosteum), og fordeles derefter relativt jævnt over hele knoglens volumen. Men fordelingen af ​​90Sr i forskellige dele den samme knogle og i forskellige knogler er ujævn. I den første tid efter injektion er koncentrationen af ​​90Sr i epifysen og metafysen af ​​knoglen hos forsøgsdyr ca. 2 gange højere end i diafysen. Fra epifysen og metafysen udskilles 90Sr hurtigere end fra diafysen: på 2 måneder. koncentrationen af ​​90Sr i epifysen og metafysen af ​​knoglen falder med 4 gange, og i diafysen ændres næsten ikke. Til at begynde med koncentreres 90Sr på de steder, hvor der er en aktiv dannelse af en knogle. Rigelig blod- og lymfecirkulation i de epimetafyseale områder af knoglen bidrager til en mere intens aflejring af 90Sr i dem sammenlignet med diafysen i den rørformede knogle. Mængden af ​​90Sr aflejring i knoglerne på dyr er ikke konstant. Et kraftigt fald i 90Sr-fiksering i knogler med alderen blev fundet hos alle dyrearter. Aflejring af 90Sr i skelettet afhænger væsentligt af køn, graviditet, amning og tilstanden af ​​det neuroendokrine system. En højere aflejring af 90Sr i skelettet blev noteret hos hanrotter. I skelettet hos drægtige hunner akkumuleres 90Sr mindre (op til 25%) end hos kontroldyr. Amning har en signifikant effekt på ophobningen af ​​90Sr i skelettet hos hunner. Med introduktionen af ​​90Sr 24 timer efter fødslen tilbageholdes 90Sr i skelettet hos rotter 1,5-2 gange mindre end hos ikke-ammende hunner.

Indtrængning af 90Sr i embryonets og fosterets væv afhænger af udviklingsstadiet, placentatilstanden og varigheden af ​​cirkulationen af ​​isotopen i moderens blod. Penetration af 90Sr i fosteret er den største længere sigt graviditet på tidspunktet for administration af radionuklid.

For at reducere den skadelige virkning af strontiumradionuklider er det nødvendigt at begrænse deres ophobning i kroppen. Til dette formål, når huden er forurenet, er det nødvendigt hurtigt at dekontaminere dens åbne områder (Protection-7 præparat, Era eller Astra vaskepulver, NEDE pasta). I tilfælde af oral indtagelse af strontiumradionuklider bør der anvendes modgift til at binde eller absorbere radionuklidet. Sådanne modgifte omfatter aktiveret bariumsulfat (adso-bar), polysurmin, alginsyrepræparater osv. For eksempel reducerer lægemidlet adsobar, når det tages umiddelbart efter, at radionuklider kommer ind i maven, deres absorption med 10-30 gange. Adsorbenter og modgift skal ordineres umiddelbart efter påvisning af skader med strontiumradionuklider, da forsinkelse i dette tilfælde fører til et kraftigt fald i deres positive effekt. Samtidig anbefales det at ordinere emetika (apomorphin) eller at producere rigelig maveskylning, bruge saltvandslaksantia, rensende lavementer. I tilfælde af beskadigelse af støvlignende præparater er rigelig vask af næse og mundhule, slimløsende midler (thermopsis med sodavand), ammoniumchlorid, injektioner af calciumpræparater, diuretika nødvendige. I mere sene datoer efter nederlaget, for at reducere aflejringen af ​​radionuklider S. i knoglerne, anbefales det at bruge den såkaldte. stabilt strontium (S. lactate eller S. gluconate). Store doser oral calcium eller intravenøs MofyT erstatter stabile strontiumpræparater, hvis disse ikke er tilgængelige. I forbindelse med den gode reabsorption af strontiumradionuklider i nyretubuli er brug af diuretika også indiceret.

Nek-sværm fald i akkumulering af S.'s radionuklider i en organisme kan opnås ved at skabe konkurrencerelationer mellem dem og stabil isotop S. eller calcium, og også skabelse af mangel på disse grundstoffer, når S.'s radionuklid allerede var fikseret i et skelet. Imidlertid effektive midler dekorporering af radioaktivt strontium fra kroppen er endnu ikke fundet.

Den mindste væsentlige aktivitet, der ikke kræver registrering eller tilladelse fra Statens Sanitetsinspektion for 85mSr, 85Sr, 89Sr og 90Sr, er henholdsvis 3,5*10 -8 , 10 -10 , 2,8*10 -11 og 1,2*10 -12 curies/ l.

Bibliografi: Borisov V.P. og andre. Akutbehandling ved akut strålingseksponering, M., 1976; Buldakov L. A. og Moskalev Yu. I. Distributionsproblemer og eksperimentel estimering acceptable niveauer Cs137, Sr90 og Ru106, M., 1968, bibliogr.; Voinar A. I. Den biologiske rolle af sporstoffer i kroppen af ​​dyr og mennesker, s. 46, M., 1960; Ilyin JI. A. og Ivannikov A. T. Radioaktive stoffer og sår, M., 1979; Til og med og i fi-on B. S. og T om r ben til om V. P. Life of a bone tissue, M., 1979; JI e in og V. I N. At opnå radioaktive præparater, M., 1972; Metabolisme af strontium, red. J. M. A. Lenihena og andre, trans. fra English, M., 1971; Poluectov N. S. og andre. Analytical chemistry of strontium, M., 1978; P em og G. Kursus i uorganisk kemi, trans. fra German, bind 1, M., 1972; Beskyttelse af patienten i radionuklidundersøgelser, Oxford, 1969, bibliogr.; Tabel over isotoper, udg. af C. M. Lederer a. V.S. Shirley, N.Y.a. o., 1978.

A. V. Babkov, Yu. I. Moskalev (rad.).