ОКСИД СТРОНЦІЮ: ВЛАСТИВОСТІ, СТРУКТУРА, ВИКОРИСТАННЯ ТА РИЗИКИ - ХІМІЯ - 2025

Оксид стронцію , хімічна формула якого SrO (Не для плутати з стронцій пероксид, який є SRO2), є продуктом окиснювальної реакції між металом і киснем в повітрі при кімнатній температурі: 2SR (тв) + O2 (g) → 2SrO (s).

Шматок стронцію згоряє при контакті з повітрям як наслідок його високої реакційної здатності, і оскільки він має електронну конфігурацію типу ns2, він легко віддає свої два валентні електрони, особливо до діатомової молекули кисню.

Якщо площа поверхні металу збільшується шляхом подрібнення його до дрібнодисперсного порошку, реакція відбувається негайно і навіть горить інтенсивним червонуватим полум’ям. Стронцій, метал, який бере участь у цій реакції, є металом у групі 2 періодичної таблиці.

Цю групу складають елементи, відомі як лужні землі. Перший з елементів, який веде групу, - це берилій, за ним - магній, кальцій, стронцій, барій і, нарешті, радій. Ці елементи мають металеву природу, і як мнемонічне їх запам'ятовування можна використовувати вираз: Бекамбара ”.

"Sr", до якого відноситься вираз, є не що інше, як металевий стронцій (Sr), високореактивний хімічний елемент, який природним чином не зустрічається в чистому вигляді, але поєднується з іншими елементами в навколишньому середовищі або його середовищі, щоб породжувати його солі, нітриди та оксиди.

З цієї причини мінерали та оксид стронцію є сполуками, в яких стронцій зустрічається в природі.

Фізичні та хімічні властивості

Оксид стронцію - це біла, пориста та без запаху тверда сполука, і, залежно від фізичної обробки, його можна знайти на ринку як тонкий порошок, як кристали або наночастинки.

Його молекулярна маса становить 103,619 г / моль і має високий показник заломлення. Він має високі температури плавлення (2531ºC) і температури кипіння (3200ºC), що призводить до сильних взаємозв'язків між стронцію і киснем. Ця висока температура плавлення робить його термостійким матеріалом.

Основний оксид

Це високоосновний оксид; Це означає, що він реагує при кімнатній температурі з водою з утворенням гідроксиду стронцію (Sr (OH) 2):

SrO (s) + H2O (l) → Sr (OH) 2

Розчинність

Він також реагує або затримує вологу, важливу характеристику гігроскопічних сполук. Тому оксид стронцію має високу реакційну здатність з водою.

В інших розчинниках - наприклад, таких спиртах, як аптечний етанол або метанол - він слабо розчинний; тоді як у розчинниках, таких як ацетон, ефір або дихлорметан, він нерозчинний.

Чому це так? Оскільки оксиди металів - а тим більше ті, що утворюються з лужноземельних металів - є полярними сполуками і тому краще взаємодіють з полярними розчинниками.

Він може не тільки реагувати з водою, але і з вуглекислим газом, утворюючи карбонат стронцію:

SrO (s) + CO2 (g) → SrCO3 (s)

Реагує з кислотами - такими як розведена фосфорна кислота - з утворенням фосфатної солі стронцію та води:

3SrO (s) + 2 H3PO4 (dil) → Sr3 (PO4) 2 (s) + 3H2O (g)

Ці реакції є екзотермічними, через що утворюється вода випаровується через високі температури.

Хімічна структура

Хімічна структура сполуки пояснює розташування її атомів у просторі. Що стосується оксиду стронцію, він має кристалічну структуру гемо-солі, таку ж, як кухонна сіль або хлорид натрію (NaCl).

На відміну від NaCl, одновалентна сіль - тобто з катіонами та аніонами однієї величини заряду (+1 для Na та -1 для Cl) - SrO є двовалентним, із зарядами 2+ для Sr та -2 для O (O2-, оксид-аніон).

У цій структурі кожен іон O2 (червоного кольору) оточений шістьма іншими об'ємними іонами оксиду, в яких розміщуються менші іони Sr2 + (зеленого кольору) в їх октаедричних проміжках. Ця упаковка або композиція відома як кубічна одиниця з кубічною одиницею (ccc).

Тип посилання

Хімічна формула оксиду стронцію є SrO, але вона не пояснює абсолютно хімічну структуру або тип зв’язку, який існує.

У попередньому розділі було зазначено, що він має кам’яно-солеподібну структуру; тобто дуже поширена кристалічна структура для багатьох солей.

Тому тип зв’язку є переважно іонним, що могло б уточнити, чому цей оксид має високі температури плавлення та кипіння.

Оскільки зв’язок є іонним, електростатичні взаємодії утримують атоми стронцію та кисню разом: Sr2 + O2-.

Якби ця зв'язок була ковалентною, з'єднання могло бути представлене зв’язками в її структурі Льюїса (опускаючи незабруднені пари кисню електронів).

Програми

Фізичні властивості сполуки мають важливе значення для прогнозування, якими були б її потенційні можливості в промисловості; отже, це макровідбиття його хімічних властивостей.

Замінник свинцю

Оксид стронцію завдяки високій термостійкості знаходить багато застосувань у керамічній, скляній та оптичній промисловості.

Її використання в цих галузях промисловості в основному призначене для заміни свинцю і бути добавкою, яка надає кращі кольори та в'язкість сировині продуктів.

Які продукти? У цьому списку не було б кінця, оскільки в будь-якому з них, у якому є окуляри, емалі, кераміка або кристали в будь-якому зі своїх частин, оксид стронцію може бути корисним.

Аерокосмічна промисловість

Оскільки він є дуже пористим твердим речовиною, він може вбудовувати більш дрібні частинки і, таким чином, надавати широкий спектр можливостей у формуванні матеріалів, таких легких, що їх слід вважати космічною промисловістю.

Каталізатор

Ця ж пористість дозволяє використовувати потенційні можливості як каталізатор (прискорювач хімічних реакцій) і як теплообмінник.

Електронні цілі

Оксид стронцію також служить джерелом виробництва чистого стронцію в електронних цілях, завдяки здатності металу поглинати рентгенівські промені; і для промислового приготування його гідроксиду, Sr (OH) 2, і його перекису, SrO2.

Ризики для здоров'я

Це агресивна сполука, тому може викликати опіки при простому фізичному контакті в будь-якій частині тіла. Він дуже чутливий до вологості і повинен зберігатися в сухих і холодних приміщеннях.

Солі, що є продуктом реакції цього оксиду з різними кислотами, поводяться в організмі так само, як і солі кальцію, і зберігаються або виганяються за аналогічними механізмами.

В даний час сам оксид стронцію не становить великих ризиків для здоров'я.

Список літератури

1. Американські елементи. (1998-2018). Американські елементи. Отримано 14 березня 2018 року з американських елементів: americanelements.com
2. Всіреференції. Отримано 14 березня 2018 року з AllReactions: allreactions.com
3. Шивер і Аткінс. (2008). Неорганічна хімія. У структурах простих твердих тіл (Четверта редакція, стор. 84). Mc Graw Hill.
4. ATSDR. Отримано 14 березня 2018 року з ATSDR: atsdr.cdc.gov
5. Кларк, Дж. (2009). хемгуїд. Отримано 14 березня 2018 року з chemguide: chemguide.co.uk
6. Тіварі, Р., Нараян, С., і Пандей, О. (2007). Приготування оксиду стронцію з селеститу: огляд. Матеріалознавство, 201-211.
7. Chegg Inc. (2003-2018). Дослідження Чегга. Отримано 16 березня 2018 року з дослідження Chegg: chegg.com