Стронцій якийсь метал. Хімічний елемент стронцій - опис, властивості та формула

Стронцій (Sr) – хімічний елемент, лужноземельний метал 2-ї групи періодичної таблиці. Використовується в червоних сигнальних вогнях та люмінофорах, становить основну загрозу здоров'ю при радіоактивному зараженні.

Історія відкриття

Мінерал зі свинцевої копальні поблизу села Стронтіан у Шотландії. Спочатку він був розпізнаний як різновид карбонату барію, але Адер Кроуфорд і Вільям Крюйкшенк у 1789 році припустили, що це інша речовина. Хімік Томас Чарльз Хоуп назвав новий мінерал стронтитом на ім'я села, а відповідний оксид стронцію SrO – стронцією. Метал був виділений в 1808 р. сером Хемфрі Деві, який піддав електроліз суміш вологого гідроксиду або хлориду з оксидом ртуті, використовуючи ртутний катод, а потім з отриманої амальгами випарував ртуть. Новий елемент він назвав, скориставшись коренем слова "стронція".

Знаходження у природі

Відносна поширеність стронцію, тридцять восьмого елемента таблиці Менделєєва, в космосі оцінюється як 18,9 атомів на кожні 10 6 атомів кремнію. Він становить близько 0,04% від маси земної кори. Середня концентрація елемента в морській водідорівнює 8 мг/л.

Хімічний елементстронцій широко зустрічається в природі, і, за оцінками фахівців, є 15 найбільш поширеною речовиною на Землі, досягаючи концентрації 360 частин на мільйон. З огляду на його екстремальну реактивність існує тільки у формі сполук. Його головними мінералами є целестин (сульфат SrSO 4) та стронціаніт (карбонат SrCO 3). З них у достатніх для рентабельного видобутку кількостях зустрічається целестит, понад 2/3 світової пропозиції якого надходить із Китаю, а Іспанія та Мексика постачають більшу частинузалишку. Проте вигідніше добувати стронціаніт, тому що стронцій найчастіше використовується в карбонатній формі, але відомих його родовищ відносно мало.

Властивості

Стронцій є м'яким металом, подібним до свинцю, який у місці розрізу блищить як срібло. На повітрі він швидко вступає в реакцію з киснем і присутньою в атмосфері вологою, набуваючи жовтого відтінку. Тому зберігати його потрібно в ізоляції повітряних мас. Найчастіше його зберігають у гасі. У вільному стані у природі не зустрічається. Супроводжуючи кальцію, стронцій входить до складу лише 2 основних руд: целестину (SrSO 4) та стронціаніту (SrCO 3).

У ряді хімічних елементів магній-кальцій-стронцій (лужноземельних металів) Sr знаходиться у групі 2 (колишній 2А) періодичної таблиці між Ca та Ba. Крім того, він розташований у 5-му періоді між рубідієм та ітрієм. Оскільки атомний радіус стронцію аналогічний радіусу кальцію, він легко замінює останній у мінералах. Але він м'якший і реактивніший у воді. При контакті з нею утворює гідроксид та газоподібний водень. Відомі 3 аллотроп стронцію з точками переходу 235°C і 540°C.

Лужноземельний метал зазвичай не реагує з азотом нижче 380 ° С і при кімнатній температуріутворює лише оксид. Однак у вигляді порошку стронцій мимовільно запалюється з утворенням оксиду та нітриду.

Хімічні та фізичні властивості

Характеристика хімічного елемента стронцію за планом:

• Назва, символ, атомний номер: стронцій, Sr, 38.
• Група, період, блок: 2, 5, s.
• Атомна вага: 87,62 г/моль.
• Електронна конфігурація: 5s 2 .
• Розподіл електронів за оболонками: 2, 8, 18, 8, 2.
• Щільність: 2,64 г/см3.
• Температури плавлення та кипіння: 777 °C, 1382 °C.
• Ступінь окиснення: 2.

Ізотопи

Природний стронцій є сумішшю 4-х стабільних ізотопів: 88 Sr (82,6%), 86 Sr (9,9%), 87 Sr (7,0%) та 84 Sr (0,56%). З них тільки 87 Sr є радіогенним – він утворюється при розпаді радіоактивного ізотопу рубідії 87 Rb з періодом напіврозпаду 4,88×10 10 років. Вважається, що 87 Sr продукувався під час «первинного нуклеосинтезу» ( ранній стадії Великого вибуху) поряд з ізотопами 84 Sr, 86 Sr та 88 Sr. Залежно від розташування, співвідношення 87 Sr та 86 Sr можуть відрізнятися більш ніж у 5 разів. Це використовується у датуванні геологічних проб та у визначенні походження скелетів та глиняних артефактів.

В результаті ядерних реакцій було отримано близько 16 синтетичних радіоактивних ізотопів стронцію, з яких найбільш довговічним є 90 Sr (період напіврозпаду 28,9 року). Цей ізотоп, що утворюється під час ядерного вибуху, вважається найбільш небезпечним продуктом розпаду. Через його хімічну схожість з кальцієм він засвоюється в кістках і зубах, де продовжує виштовхувати електрони, викликаючи радіаційне ураження, ушкоджуючи кістковий мозок, порушуючи процес утворення нових клітин крові та викликаючи рак.

Однак у контрольованих медиками умовах стронцій використовується для лікування деяких поверхневих злоякісних новоутворень та раку кісткової тканини. Він також застосовується у формі фториду стронцію і радіоізотопних термоелектричних генераторах, в яких тепло його радіоактивного розпаду перетворюється на електрику, що служать довгоживучими, легкими джерелами енергії в навігаційних буях, віддалених метеостанціях і космічних апаратах.

89 Sr використовується для лікування раку, оскільки атакує кісткові тканини, виробляє бета-опромінення і через кілька місяців розпадається (період напіврозпаду 51 день).

Хімічний елемент стронцій не є необхідним для вищих формжиття, його солі зазвичай нетоксичні. Те, що робить 90 Sr небезпечним, використовується для збільшення щільності кісток та їх зростання.

З'єднання

Властивості хімічного елемента стронцію дуже схожі на з'єднаннях Sr має винятковий стан окислення +2 у вигляді іона Sr 2+ . Метал є активним відновником і легко реагує з галогенами, киснем та сіркою з отриманням галогенідів, окису та сульфіду.

З'єднання стронцію мають досить обмежену комерційну цінність, оскільки відповідні сполуки кальцію та барію, як правило, виконують те саме, але дешевші. Однак деякі з них знайшли застосування у промисловості. Поки що не придумали, за допомогою яких речовин досягти малинового кольоруу феєрверках та сигнальних вогнях. В даний час з метою отримання цього кольору використовуються лише солі стронцію, такі як нітрат Sr(NO 3) 2 та хлорат Sr(ClO 3) 2 . Близько 5-10% всього виробництва цього хімічного елемента споживає піротехніка. Гідроксид стронцію Sr(OH) 2 іноді використовується для отримання цукру з меляси, тому що він утворює розчинний сахарид, з якого цукор може бути легко регенерований під дією двоокису вуглецю. Моносульфід SrS застосовується як депілятор та інгредієнт у люмінофорах електролюмінесцентних пристроїв та фарб, що світяться.

Феріти стронцію утворюють сімейство сполук із загальною формулою SrFe х O у, одержуваних у результаті високотемпературної (1000-1300 °C) реакції SrCO 3 і Fe 2 O 3 . З них виготовляють керамічні магніти, що знаходять широке застосуванняу динаміках, двигунах автомобільних склоочисників та дитячих іграшках.

Виробництво

Більшість мінералізованого целестину SrSO 4 перетворюється на карбонат двома способами: або целестин безпосередньо вилуговується розчином карбонату натрію, або нагрівається з вугіллям, утворюючи сульфід. На другій стадії виходить речовина темного кольору, що містить в основному сульфід стронцію. Ця «чорна зола» розчиняється у воді та фільтрується. Карбонат стронцію осаджується із розчину сульфіду шляхом введення діоксиду вуглецю. Сульфат відновлюється до сульфіду шляхом карботермічного відновлення SrSO 4 + 2C → SrS + 2CO 2 . Елемент може бути отриманий методом катодного електрохімічного контакту, в якому охолоджений залізний стрижень, що діє як катод, стосується поверхні суміші хлоридів калію та стронцію, і піднімається, коли стронцій твердне на ньому. Реакції на електродах можуть бути наступні: Sr 2+ + 2e - → Sr (катод); 2Cl - →Cl 2 + 2e - (анод).

Металевий Sr можна також відновити з його оксиду алюмінієм. Він ковкий і пластичний, добрий провідник електрики, але використовується відносно мало. Одне з його застосування - легуючий агент для алюмінію або магнію при литті блоків циліндрів. Стронцій покращує оброблюваність та стійкість до повзучості металу. Альтернативним способомотримання стронцію є відновлення його оксиду з алюмінієм у вакуумі за температури перегонки.

Комерційне застосування

Хімічний елемент стронцій широко використовується у склі електронно-променевих трубок кольорових телевізорів для запобігання проникненню рентгенівського випромінювання. Також він може входити до складу аерозольних фарб. Це, очевидно, одна із найімовірніших джерел впливу стронцію на населення. Крім того, елемент використовується для виробництва феритових магнітів та очищення цинку.

Солі стронцію застосовують у піротехніці, оскільки при згорянні фарбують полум'я в червоне світло. А сплав солей стронцію з магнієм застосовується у складі запальних та сигнальних сумішей.

Титанат має надзвичайно високий показник заломлення та оптичної дисперсії, що робить його корисним в оптиці. Він може використовуватися як заміна діамантів, але рідко використовується з цією метою через крайню м'якість і вразливість до подряпин.

Алюмінат стронцію є яскравим люмінофором із тривалою стійкістю фосфоресценції. Оксид іноді застосовується для покращення якості керамічних глазурів. Ізотоп 90 Sr є одним з найкращих довгоживучих високоенергетичних бета-випромінювачів. Він використовується як джерело живлення для радіоізотопних термоелектричних генераторів (РІТЕГ), що перетворюють на електрику тепло, що виділяється при розпаді радіоактивних елементів. Ці пристрої застосовуються в космічних апаратах, віддалених метеостанціях, навігаційних буях і т. д. - там, де потрібне легке та довгоживуче ядерно-електричне джерело енергії.

Медичне використання стронцію: лікування препаратами

Ізотоп 89 Sr є активним інгредієнтом радіоактивного препарату Metastron, що застосовується для лікування болів у кістках, спричинених метастатичним раком передміхурової залози. Хімічний елемент стронцій діє як кальцій, переважно включається в кістку в місцях з підвищеним остеогенезом. Ця локалізація фокусує радіаційну дію на ракову поразку.

Радіоізотоп 90 Sr також використовується у терапії раку. Його бета-випромінювання та тривалий ідеально підходять для поверхневої променевої терапії.

Експериментальний препарат, отриманий шляхом поєднання стронцію з ранеліновою кислотою, сприяє зростанню кістки, збільшенню щільності кісткової тканини та зменшенню переломів. Stronium ranelate зареєстрований у Європі як засіб лікування остеопорозу.

Хлорид стронцію іноді використовується у зубних пастах для чутливих зубів. Його вміст сягає 10%.

Запобіжні заходи

У чистого стронцію висока хімічна активність, а подрібненому стані метал спонтанно спалахує. Тому цей хімічний елемент вважається пожежонебезпечним.

Вплив на організм людини

Людське тіло поглинає стронцій так само, як і кальцій. Ці два елементи хімічно настільки схожі, що стійкі форми Sr не становлять значної загрози здоров'ю. На відміну від цього, радіоактивний ізотоп 90 Sr може призвести до різних кісткових порушень та захворювань, у тому числі раку кісткової тканини. Для вимірювання випромінювання поглиненого 90 Sr використовується стронцієва одиниця.

Стронцій- Елемент головної підгрупи другої групи, п'ятого періоду періодичної системи хімічних елементів Д. І. Менделєєва, з атомним номером 38. Позначається символом Sr (лат. Strontium). Проста речовина стронцій - м'який, ковкий та пластичний лужноземельний метал сріблясто-білого кольору. Має високу хімічну активність, на повітрі швидко реагує з вологою і киснем, покриваючись жовтою оксидною плівкою.

У 1764 р. у свинцевому руднику поблизу шотландського села Стронціан було знайдено мінерал, який назвали стронціанітом. Довгий часйого вважали різновидом флюориту CaF2 чи вітриту ВаCO3, але у 1790 р. англійські мінералоги Кроуфорд і Крюикшенк проаналізували цей мінерал і встановили, що він міститься нова «земля», а кажучи нинішньою мовою, окис.

Незалежно від них той самий мінерал вивчав інший англійський хімік – Хоп. Прийшовши до таких самих результатів, він оголосив, що у стронціаніті є новий елемент – метал стронцій.

Очевидно, відкриття вже «витало в повітрі», бо майже одночасно повідомив про виявлення нової «землі» та видний німецький хімік Клапрот.

У ті роки на сліди «стронциановой землі» натрапив і відомий російський хімік - академік Товій Єгорович Ловиц. Його давно цікавив мінерал, відомий під назвою важкого шпату. У цьому мінералі (його склад BaSO4) Карл Шееле відкрив у 1774 р. окис нового елемента барію. Не знаємо, чому Ловіц був небайдужий саме до важкого шпату; відомо тільки, що вчений, який відкрив адсорбційні властивості вугілля і зробив ще багато в галузі загальної та органічної хімії, колекціонував зразки цього мінералу. Але Ловіц не був просто збирачем, невдовзі він почав систематично досліджувати важкий шпат і в 1792 р. дійшов висновку, що в цьому мінералі міститься невідома домішка. Він зумів витягти зі своєї колекції досить багато – понад 100 г нової «землі» і продовжував досліджувати її властивості. Результати дослідження було опубліковано у 1795 р.

Так майже одночасно кілька дослідників у різних країнахвпритул підійшли до відкриття стронцію. Але в елементарному вигляді його виділили лише 1808 р.

Визначний вчений свого часу Хемфрі Деві розумів вже, що елемент стронціанової землі має бути, мабуть, лужноземельним металом, і отримав електролізом, тобто. тим самим способом, як і кальцій, магній, барій. А якщо говорити конкретніше, то перший у світі металевий стронцій був отриманий при електроліз його зволоженого гідроксиду. Стронцій, що виділявся на катоді, миттєво з'єднувався з ртуттю, утворюючи амальгаму. Розклавши амальгаму нагріванням, Деві виділив чистий метал.

Стронцій(Лат. Strontium), Sr, хімічний елемент II групи періодичної системи Менделєєва, атомний номер 38, атомна маса 87,62, сріблясто-білий метал. Природний стронцій складається з суміші чотирьох стабільних ізотопів: 84 Sr, 86 Sr, 87 Sr та 88 Sr; найпоширеніший 88 Sr (82,56%).

Штучно отримані радіоактивні ізотопи з масовими числами від 80 до 97, зокрема. 90 Sr (T ½ = 27,7 року), що утворюється при розподілі урану. У 1790 році шотландський лікар А. Крофорд, досліджуючи знайдений поблизу населеного пункту Строншиан (Шотландія) мінерал, виявив, що він містить невідому раніше "землю", яка була названа стронціаном. Пізніше виявилося, що це оксид Стронцію SrO. В 1808 Деві, піддаючи електролізу з ртутним катодом суміш зволоженого гідрооксиду Sr(OH) 2 з оксидом ртуті, отримав амальгаму Стронція.

Стронція в природі.Середній вміст Стронцію в земній корі (кларк) 3,4 · 10 -2 % за масою, у геохімічних процесах є супутником кальцію. Відомо близько 30 мінералів Стронцію; найважливіші - целестин SrSO 4 і стронціаніт SrCO 3 . У магматичних породах Стронцій знаходиться переважно у розсіяному вигляді та входить у вигляді ізоморфної домішки у кристалічні ґрати кальцієвих, калієвих та барієвих мінералів. У біосфері Стронцій накопичується в карбонатних породах і особливо в опадах солоних озер та лагун (родовища целестину).

Фізичні властивості Стронцію.При кімнатній температурі грати Стронція кубічна гранецентрована (α-Sr) з періодом а = 6,0848Å; при температурі вище 248 °С перетворюється на гексагональну модифікацію (β-Sr) з періодами решітки а = 4,32 Å і с = 7,06 Å; при 614 °C переходить в об'ємноцентровану кубічну модифікацію (γ-Sr) з періодом а = 4,85Å. Атомний радіус 2,15 Å, іонний радіус Sr 2+ 1,20 Å. Щільність -форми 2,63 г/см 3 (20 °C); t пл 770 ° С, t кіп 1383 ° C; питома теплоємність 737,4 кдж/(кг·К); питомий електроопір 22,76 · 10 -6 ом · см -1 . Стронцій парамагнітний, атомна магнітна сприйнятливість за кімнатної температури 91,2·10 -6 . Стронцій – м'який пластичний метал, що легко ріжеться ножем.

Хімічні властивості. Конфігурація зовнішньої електронної оболонки атома Sr 5s 2; у сполуках зазвичай має ступінь окиснення +2. Стронцій - лужноземельний метал, за хімічними властивостями подібний до Ca і Ba. Металевий Стронцій швидко окислюється на повітрі, утворюючи жовту поверхневу плівку, що містить оксид SrO, пероксид SrO 2 і нітрид Sr 3 N 2 . З киснем за звичайних умов утворює оксид SrO (сірувато-білий порошок), який на повітрі легко переходить у карбонат SrCO 3 ; з водою енергійно взаємодіє, утворюючи гідроксид Sr(OH) 2 - основа сильніша, ніж Ca(OH) 2 . При нагріванні на повітрі легко спалахує, а порошкоподібний Стронцій на повітрі самозаймається, тому зберігають Стронцій у герметично закритих судинах під шаром гасу. Бурхливо розкладає воду з виділенням водню та утворенням гідроксиду. При підвищених температурахвзаємодіє з воднем (>200 °C), азотом (>400 °C), фосфором, сіркою та галогенами. При нагріванні утворює інтерметалеві з'єднання з металами, наприклад SrPb 3 , SrAg 4 , SrHg 8 , SrHg 12 . З солей стронцію добре розчиняються у воді галогеніди (крім фториду), нітрат, ацетат, хлорат; важко розчинні карбонат, сульфат, оксалат та фосфат. Осадження Стронцію у вигляді оксалату та сульфату використовують для його аналітичного визначення. Багато солі Стронцію утворюють кристалогідрати, що містять від 1 до 6 молекул кристалізаційної води. Сульфід SrS поступово гідролізується водою; нітрид Sr 3 N 2 (чорні кристали) легко розкладається водою з виділенням NH 3 та Sr(OH) 2 . Стронцій добре розчиняється у рідкому аміаку, даючи розчини темно-синього кольору.

Отримання Стронцію.Основною сировиною для отримання сполук Стронцію є концентрати від збагачення целестину і стронціаніту. Металевий Стронцій одержують відновленням оксиду Стронцію алюмінієм при 1100-1150 °C:

4SrO+ 2Al = 3Sr+ SrO·Al 2 O 3 .

Процес ведуть електровакуумних апаратах [при 1 н/м 2 (10 -2 мм рт. ст.)] періодичної дії. Пари Стронцію конденсуються на охолодженій поверхні вставленого в апарат конденсатора; після закінчення відновлення апарат заповнюють аргоном і розплавляють конденсат, який стікає у виливницю. Стронцій одержують також електролізом розплаву, що містить 85% SrCl 2 і 15% KCl, проте при цьому процесі вихід струму невеликий, а метал виявляється забрудненим солями, нітридом і оксидом. У промисловості електролізом з рідким катодом отримують сплави стронцію, наприклад, з оловом.

Стронція.Стронцій служить для розкислення міді та бронзи. 90 Sr – джерело β-випромінювання в атомних електричних батареях. Стронцій використовується для виготовлення люмінофорів та фотоелементів, а також сильно пірофорних сплавів. Оксид Стронція входить до складу деяких оптичних шибок та оксидних катодів електронних ламп. Стронція фарбують полум'я в інтенсивний вишнево-червоний колір, завдяки чому деякі з них знаходять застосування в піротехніці. Стронціаніт вводять у шлак для очищення високосортних сталей від сірки та фосфору; карбонат Стронція використовують у гетерах, що не випаровуються, а також додають до складу стійких до атмосферних впливів глазурів і емалей для покриття фарфору, сталей і жароміцних сплавів. Хромат SrCrO 4 – дуже стійкий пігмент для виготовлення художніх фарб, титанат SrTiO 3 застосовують як сегнетоелектрик, він входить до складу п'єзокераміки. Стронцієві солі жирних кислот ("стронцієві мила") використовують для виготовлення спеціальних консистентних мастил.

Солі та сполуки Стронцій малотоксичні; при роботі з ними слід керуватися правилами техніки безпеки із солями лужних та лужноземельних металів.

Стронцій у організмі.Стронцій - складова частинамікроорганізмів, рослин та тварин. У морських радіолярій (акантарій) скелет складається з сульфату Стронцію – целестину. Морські водорості містять 26-140 мг Стронцію на 100 г сухої речовини, наземні рослини – 2,6, морські тварини – 2-50, наземні тварини – 1,4, бактерії – 0,27-30. Накопичення Стронцію різними організмами залежить не тільки від їх виду, особливостей, а й від співвідношення в середовищі Стронцію з іншими елементами, головним чином з Ca та P, а також від адаптації організмів до певного геохімічного середовища.

Тварини отримують стронцій з водою та їжею. Всмоктується стронцій тонким, а виділяється переважно товстим кишечником. Ряд речовин (полісахариди водоростей, катіонообмінні смоли) перешкоджає засвоєнню Стронцію. Головне депо Стронцію в організмі - кісткова тканина, в золі якої міститься близько 0,02% Стронцію (в інших тканинах - близько 0,0005%). Надлишок солей Стронцій у раціоні щурів викликає "стронцієвий" рахіт. У тварин, що мешкають на ґрунтах зі значить кількістю целестину, спостерігається підвищений вміст стронцію в організмі, що призводить до ламкості кісток, рахіту та інших захворювань. У біогеохімічних провінціях, багатих Стронцієм (ряд районів Центральної та Східної Азії, Північної Європи та інших), можлива так звана рівська хвороба.

Стронцій-90.Серед штучних ізотопів Стронцій його довгоживучий радіонуклід 90 Sr – один із важливих компонентів радіоактивного забруднення біосфери. Потрапляючи в довкілля, 90 Sr характеризується здатністю включатися (головним чином разом з Ca) у процеси обміну речовин у рослин, тварин та людини. Тому при оцінці забруднення біосфери 90 Sr прийнято розраховувати відношення 90 Sr/Ca у стронцієвих одиницях (1 с. е. = 1 мк мккюрі 90 Sr на 1 г Ca). При пересуванні 90 Sr і Ca за біологічними та харчовими ланцюгами відбувається дискримінація Стронцій, для кількісного вираження якої знаходять "коефіцієнт дискримінації", відношення 90 Sr/Ca в наступній біологічній ланці харчового ланцюгадо цієї ж величини у попередній ланці. У кінцевій ланці харчового ланцюга концентрація 90 Sr, як правило, значно менша, ніж у початковому.

У рослини 90 Sr може надходити безпосередньо при прямому забрудненні листя або з ґрунту через коріння (при цьому великий впливмає тип ґрунту, його вологість, рН, вміст Ca та органічних речовині т.д.). Відносно більше накопичують 90 Sr бобові рослини, корене- та бульбоплоди, менше – злаки, в т. ч. зернові, та льон. У насінні та плодах накопичується значно менше 90 Sr, ніж в інших органах (наприклад, у листі та стеблах пшениці 90 Sr у 10 разів більше, ніж у зерні). У тварин (надходить в основному з рослинною їжею) і людини (надходить в основному з коров'ячим молоком і рибою) 90 Sr накопичується головним чином у кістках. Величина відкладення 90 Sr в організмі тварин і людини залежить від віку особини, кількості радіонукліда, що надходить, інтенсивності зростання нової кісткової тканини та інших. Велику небезпеку 90 Sr представляє для дітей, в організм яких він надходить з молоком і накопичується в кістковій тканині, що швидко росте.

Біологічна дія 90 Sr пов'язана з характером його розподілу в організмі (накопичення в скелеті) і залежить від дози β-опромінення, створюваного ним та його дочірнім радіоізотопом 90 Y. При тривалому надходженні 90 Sr в організм навіть у відносно невеликих кількостях, в результаті безперервного опромінення кісткової тканини, можуть розвиватися лейкемія та рак кісток. Істотні зміни в кістковій тканині спостерігаються при вмісті 90 Sr у раціоні близько 1 мккюрі на 1 г Ca. Укладання в 1963 році в Москві Договору про заборону випробувань ядерної зброї в атмосфері, космосі та під водою призвело до майже повного звільнення атмосфери від 90 Sr та зменшення її рухомих форм у ґрунті.

СТРОНЦІЙ (Strontium, Sr) – хімічний елемент періодичної системи Д. І. Менделєєва, підгрупи лужноземельних металів. В організмі людини С. конкурує з кальцієм(див.) за включення в кристалічну решітку оксиапатиту кістки(Див.). 90 Sr, один з найбільш довгоживупих радіоактивних продуктів розщеплення урану(див.), накопичуючись в атмосфері та біосфері при випробуваннях ядерної зброї, представляє величезну небезпеку для людства. Радіоактивні ізотопи С. застосовують у медицині для променевої терапії (див.), як радіоактивної мітки в діагностичних радіофармацевтичних препаратах (див.) в медико-біол. дослідженнях, а також у атомних електричних батареях. Сполуки С. використовують у дефектоскопах, у чутливих приладах, у пристроях для боротьби зі статичною електрикою, крім того, С. застосовують у радіоелектроніці, піротехніці, у металургійній, хімічній промисловості та при виготовленні керамічних виробів. З'єднання С. неотруйні. При роботі з металевим С. слід керуватися правилами поводження зі лужними металами (див.) та лужноземельними металами (див.).

С. був відкритий у складі мінералу, пізніше названого стронціанітом SrC03, в 1787 поблизу шотландського міста Стронціана.

Порядковий номер стронцію 38, атомна вага (маса) 87,62. Зміст С. у земній корі становить у середньому 4-10 2 вага. %, у морській воді – 0,013% (13 мг/л). Промислове значення мають мінерали стронціаніт та целестин SrSO 4 .

В організмі людини міститься прибл. 0,32 г стронцію, в основному в кістковій тканині, у крові концентрація С. в нормі становить 0,035 мг/л, у сечі – 0,039 мг/л.

С. являє собою м'який сріблясто-білий метал, t°пл 770°, t°кіп 1383°.

За хім. властивостями С. подібний до кальцію та барієм(див.), в з'єднаннях валентність стронцію 4-2, хімічно активний, окислюється за звичайних умов водою з утворенням Sr(OH) 2 , а також киснем та іншими окислювачами.

В організм людини С. надходить гол. обр. з рослинною їжею, а також із молоком. Він всмоктується в тонкій кишці і швидко обмінюється зі С., що міститься в кістках. Виведення С. з організму посилюють комплексони, амінокислоти, поліфосфати. Підвищений вміст кальцію та фтору(див.) у воді перешкоджає кумуляції С. у кістках. При збільшенні концентрації кальцію в раціоні в 5 разів накопичення С. в організмі знижується вдвічі. Надмірне надходження С. з їжею та водою внаслідок його підвищеного змістуу грунті деяких геохим. провінцій (напр., в окремих р-нах Східного Сибіру) викликає ендемічне захворювання – рівську хворобу (див. Кашина - Бека хвороба).

У кістках, крові та інших біол. субстратах С. визначають гол. обр. спектральними методами (див. Спектроскопія).

Радіоактивний стронцій

Природний С. складається з чотирьох стабільних ізотопів з масовими числами 84, 86, 87 і 88, з яких брало найбільш поширений останній (82,56%). Відомі 18 радіоактивних ізотопів С. (з масовими числами 78-83, 85, 89-99) та 4 ізомери в ізотопів з масовими числами 79, 83, 85 та 87 (див. Ізомерія).

У медицині 90Sr застосовують для променевої терапії в офтальмології та дерматології, а також у радіобіологічних експериментах як джерело р-изл вчення. 85Sr отримують або опроміненням в ядерному реакторі нейтронами стронцієвої мішені, збагаченої по ізотопу 84Sr, реакції 84Sr (11,7) 85Sr, або виробляють на циклотроні, опромінюючи протонами або дейтронами мішені з природного рубідія, наb, 85Sr. Радіонуклід 85Sr розпадається з електронним захопленням, випускаючи гамма-випромінювання з енергією Е гамма, що дорівнює 0,513 Мев (99,28%) та 0,868 Мев (< 0,1%).

87m Sr також можна отримати опроміненням стронцієвої мішені в реакторі реакції 86Sr (n, гама) 87mSr, але вихід шуканого ізотопу малий, крім того, одночасно з 87mSr утворюються ізотопи 85Sr і 89Sr. Тому зазвичай 87niSr одержують за допомогою ізотопного генератора (див. Генератори радіоактивних ізотопів) на основі материнського ізотопу ітрію-87 - 87Y (Т1/2 = 3,3 сут.). 87mSr розпадається з ізомерним переходом, випускаючи гамма-випромінювання з енергією Егамма, що дорівнює 0,388 Мев, і частково з електронним захопленням (0,6%).

89Sr міститься в продуктах поділу разом з 90Sr, тому 89Sr отримують опроміненням природного С. реакторі. При цьому неминуче утворюється домішка 85Sr. Ізотоп 89Sr розпадається з випромінюванням P-випромінювання з енергією 1,463 МеВ (бл. 100%). У спектрі є дуже слабка лінія гамма-випромінювання з енергією Е гамма, що дорівнює 0,95 Мев (0,01%).

90Sr отримують виділенням із суміші продуктів розподілу урану (див.). Цей ізотоп розпадається з випромінюванням бета-випромінювання з енергією Е бета, що дорівнює 0,546 Мее (100%), без супроводжуючого гамма-випромінювання. Розпад 90Sr призводить до утворення дочірнього радіонукліду 90Y, який розпадається (Т1/2 = 64 години) з випромінюванням р-випромінювання, що складається з двох компонентів з Ер, що дорівнює 2,27 Мев (99%) і 0,513 Мев (0 02%). При розпаді 90Y випускається дуже слабке гамма-випромінювання з енергією 1,75 Мев (0,02%).

Радіоактивні ізотопи 89Sr та 90Sr, присутні у відходах атомної промисловості та утворюються при випробуваннях ядерної зброї, при забрудненні довкілляможуть потрапляти до організму людини з їжею, водою, повітрям. Кількісна оцінка міграції С. у біосфері зазвичай проводиться порівняно з кальцієм. Найчастіше під час руху 90Sr від попереднього ланки ланцюга до наступного відбувається зменшення концентрації 90Sr для 1 р кальцію (так зв. коефіцієнт дискримінації), в дорослих людей ланці організм - раціон цей коефіцієнт дорівнює 0,25.

Подібно до розчинних сполук інших лужноземельних елементів розчинні сполуки С. добре всмоктуються з жел.-киш. тракту (10-60%), всмоктування поганорозчинних сполук С. (напр., SrTi03) не перевищує 1%. Ступінь всмоктування радіонуклідів С. у кишечнику залежить від віку. Зі збільшенням вмісту кальцію в раціоні накопичення С. в організмі зменшується. Молоко сприяє збільшенню всмоктування С. та кальцію в кишечнику. Вважають, що це пов'язано з присутністю в молоці лактози та лізину.

При вдиханні розчинні сполуки С. швидко елімінуються з легенів, тоді як поганорозчинний SrTi03 обмінюється в легенях вкрай повільно. Проникнення радіонукліду С. через неушкоджену шкіру становить прибл. 1%. Через пошкоджену шкіру (різана рана, опіки та ін.)? так само як з підшкірної клітковини та м'язової тканини, С. всмоктується майже повністю.

є остеотропним елементом. Незалежно від шляху та ритму надходження в організм розчинні сполуки 90Sr вибірково накопичуються у кістках. В м'яких тканинахзатримується менше ніж 1% 90Sr.

При внутрішньовенному введенні С. дуже швидко елімінується із кров'яного русла. Незабаром після введення концентрація С. у кістках стає в 100 разів і більшою, ніж у м'яких тканинах. Відзначені деякі відмінності в накопиченні 90Sr в окремих органах і тканинах. Відносно більш висока концентрація 90Sr у експериментальних тварин виявляється у нирках, слинній та щитовидній залозах, а найнижча – у шкірі, кістковому мозку та надниркових залозах. Концентрація 90Sr у кірковій речовині нирок завжди вища, ніж у мозковій речовині. С. спочатку затримується на кісткових поверхнях (окістяні, ендосте), а потім розподіляється порівняно рівномірно по всьому обсягу кістки. Проте розподіл 90Sr різних частинаходнієї і тієї ж кістки та в різних кістках виявляється нерівномірним. Спочатку після введення концентрація 90Sr в епіфізі і метафізі кістки експериментальних тварин приблизно в 2 рази вище, ніж у діафізі. З епіфізу та метафізу 90Sr виділяється швидше, ніж з діафізу: за 2 міс. концентрація 90Sr в епіфізі та метафізі кістки знижується в 4 рази, а в діафізі майже не змінюється. Спочатку 90Sr концентрується в тих ділянках, в яких брало відбувається активне утворення кістки. Рясне крово- та лімфообіг в епіметафізарних ділянках кістки сприяє більш інтенсивному відкладенню в них 90Sr порівняно з діафізом трубчастої кістки. Величина відкладення 90Sr у кістках у тварин непостійна. Різке зниження фіксації 90Sr у кістках з віком виявлено у всіх видів тварин. Відкладення 90Sr у скелеті істотно залежить від статі, вагітності, лактації, стану нейроендокринної системи. Більш високе відкладення 90Sr у скелеті відзначено у самців щурів. У кістяку вагітних самок 90Sr накопичується менше (до 25%), ніж у контрольних тварин. Істотний вплив на накопичення 90Sr у скелеті самок надає лактація. При введенні 90Sr через 24 години після пологів у скелеті щурів 90Sr затримується в 1,5-2 рази менше, ніж у самок, що не лактують.

Проникнення 90Sr у тканини ембріона та плода залежить від стадії їх розвитку, стану плаценти та тривалості циркуляції ізотопу в крові матері. Проникнення 90Sr у плід тим більше, ніж більше термінвагітності у момент введення радіонукліду.

Для зменшення шкідливої ​​дії радіонуклідів стронцію необхідно обмежити накопичення їх в організмі. З цією метою при забрудненні шкіри слід зробити швидку дезактивацію її відкритих ділянок (препаратом «Захист-7», миючими порошками «Ера» або «Астра», пастою НЕДЕ). При пероральному надходженні радіонуклідів стронцію слід застосовувати антидоти, що дозволяють зв'язати або сорбувати радіонуклід. До таких антидотів відносять активований сульфат барію (адсо-бар), полісурмін, препарати альгінової к-ти та ін. Адсорбенти та антидоти слід призначати відразу після виявлення ураження радіонуклідами стронцію, тому що зволікання в цьому випадку призводить до різкого зниження їхньої позитивної дії. Одночасно рекомендують призначати блювотні засоби (апоморфін) або проводити промивання шлунка, застосовувати сольові проносні, очисні клізми. При ураженні пилоподібними препаратами необхідне рясне промивання носа та порожнини рота, відхаркувальні засоби (термопсис із содою), хлорид амонію, ін'єкції препаратів кальцію, сечогінні. У більш пізні термінипісля ураження для зменшення відкладення радіонуклідів С. у кістках рекомендують застосовувати так зв. стабільний стронцій (лактат С. чи глюконат С.). Великі дози кальцію перорально або внутрішньовенно MofyT замінять препарати стабільного стронцію, якщо вони недоступні. У зв'язку з гарною реабсорбцією радіонуклідів стронцію у ниркових канальцях показано також застосування сечогінних засобів.

Деяке зменшення накопичення радіонуклідів С. в організмі може бути досягнуто шляхом створення конкурентних відносин між ними та стабільним ізотопом С. або кальцію, а також створенням дефіциту цих елементів у тих випадках, коли радіонуклід С. вже зафіксувався в скелеті. Проте ефективних засобівдекорпорації радіоактивного стронцію з організму поки що не знайдено.

Мінімально значуща активність, яка не вимагає реєстрації або отримання дозволу органів Державного санітарного нагляду, для 85mSr, 85Sr, 89Sr та 90Sr становить відповідно 3,5*10 -8 , 10 -10 , 2,8*10 -11 та 1,2*10 -12 кюрі/л.

Бібліографія:Борисов В. П. та ін. Невідкладна допомога при гострих радіаційних впливах, М., 1976; Булдаков Л. А. і Москальов Ю. І. Проблеми розподілу та експериментальної оцінки допустимих рівнів Cs137, Sr90 та Ru106, М., 1968, бібліогр.; Войнар А. І. Біологічна роль мікроелементів в організмі тварин та людини, с. 46, М., 1960; Ільїн JI. А. та Іванніков А. Т. Радіоактивні речовини та рани, М., 1979; Касав fi-на Б. С. і Т о р б е н к о В. П. Життя кісткової тканини, М., 1979; JI е в і н Ст І. Отримання радіоактивних препаратів, М., 1972; Метаболізм стронцію, за ред. Дж. М. А. Леніхена та ін, пров. з англ., М., 1971; Напівектів Н. С. та ін. Аналітична хімія стронцію, М., 1978; P е м та Г. Курс неорганічної хімії, пров. з ньому., Т. 1, М., 1972; Protection of the pacient в radionuclide investigations, Oxford, 1969, bibliogr.; Table of isotopes, ed. by С. M. Lederer a. V. S. Shirley, N. Y. a. o., 1978.

А. В. Бабков, Ю. І. Москальов (рад.).