Strontium

Strontium
Strontium opbevaret under argon.
Rubidium ← Strontium → Yttrium Det     38 Sr                                                                                                                                                                                                                                                                                           ↑ Sr ↓ Ba Fuldt bord • Udvidet bord
Position i det periodiske system
Symbol	Sr
Efternavn	Strontium
Atom nummer	38
Gruppe	2
Periode	5 th periode
Blok	Bloker s
Elementfamilie	Jordalkalimetal
Elektronisk konfiguration	[ Kr ] 5 s 2
Elektroner efter energiniveau	2, 8, 18, 8, 2
Elementets atomare egenskaber
Atommasse	87,62  ± 0,01  u
Atomisk radius (calc)	219  pm
Kovalent radius	195  ±  22.00
Van der Waals-radius	249  pm
Oxidationstilstand	2
Elektronegativitet ( Pauling )	0,95
Oxid	Stærk base
Ioniseringsenergier
1 re  : 5.69485  eV	2 e  : 11.0301  eV
3 e  : 42,89  eV	4 th  : 57  eV
5 e  : 71,6  eV	6 e  : 90,8  eV
7 th  : 106  eV	8 e  : 122,3  eV
9 e  : 162  eV	10 th  : 177  eV
11 e  : 324,1  eV
Mest stabile isotoper
Iso ÅR Periode MD Ed PD MeV 84 Sr 0,56  % stabil med 46 neutroner 86 Sr 9,86  % stabil med 48 neutroner 87 Sr 7,0  % stabil med 49 neutroner 88 Sr 82,58  % stabil med 50 neutroner 90 Sr {syn.} 28,78  a β - 0,546 90 Y
Enkle kropsfysiske egenskaber
Almindelig tilstand	Solid ( paramagnetisk )
Volumenmasse	2,64  g · cm -3
Krystal system	Ansigtscentreret kubik
Hårdhed	1.5
Farve	Metallisk sølvhvid
Fusionspunkt	777  ° C
Kogepunkt	1382  ° C
Fusionsenergi	8,3  kJ · mol -1
Fordampningsenergi	144  kJ · mol -1
Molært volumen	33,94 × 10 -6  m 3 · mol -1
Damptryk	246  Pa ved 768,85  ° C
Massiv varme	300  J · kg -1 · K- 1
Elektrisk ledningsevne	7,62 x 106  S · m- 1
Varmeledningsevne	35,3  W · m- 1 · K- 1
Forskellige
N o  CAS	7440-24-6
N o  ECHA	100.028.303
N o  EF	231-133-4
Forholdsregler
SGH
Fare H261, P231, P232, P233, P280, P370, P378, P402, P404, P501, H261  : Ved kontakt med vand frigøres brændbare gasser P231  : Håndteres under inaktiv gas. P232  : Beskyt mod fugt. P233  : Opbevar beholderen tæt lukket. P280  : Bær beskyttelseshandsker / beskyttelsestøj / øjenbeskyttelse / ansigtsbeskyttelse. P370  : I tilfælde af brand: P378  : Brug ... til udryddelse. P402  : Opbevares tørt. P404  : Opbevares i en lukket beholder. P501  : Bortskaf indhold / beholder til ...
Transportere
43    1383    Kemler-kode: 43  : spontant brandfarligt fast stof (pyroforisk) UN-nummer  : 1383  : PYROPHORIC ALLOY, NOS; eller pyrofore METAL, NOS Klasse: 4.2 Label: 4.2  : Stoffer som kan selvantændelse Emballage: Pakning gruppe I  : meget farlige stoffer;
Enheder af SI & STP, medmindre andet er angivet.

Den strontium er det grundstof af atomnummer 38, af symbol Sr.

Strontium er ligesom calcium en jordalkalisk jord . Den er blød, formbar, grå-gul. Ved kontakt med luft danner den en beskyttende oxidfilm ( passivering ). Det antændes og brænder let i luften og reagerer med vand .

Opdagelse

Strontium blev isoleret af Sir Humphry Davy (England) i 1808, efter at dets oxid blev identificeret i malm fra en mine i Skotland nær Strontian , strontianit SrCO 3 i 1790 af Thomas Charles Hope . Det stod på arbejdet fra William Cruickshank og Adair Crawford  (i) den første til at postulere eksistensen af ​​et ukendt element i Strontianite.

Strontium har 35 kendte isotoper med massetal fra 73 til 107 og seks nukleare isomerer . Blandt dem er fire isotoper stabile og repræsenterer al naturlig strontium: 84 Sr (0,56%), 86 Sr (9,86%), 87 Sr (7,0%) og 88 Sr (82,58%). Selvom 84 Sr mistænkes for at gå i opløsning ved nedbrydning β + β + i 84 Kr, er det hidtil aldrig blevet observeret, og der betragtes som stabilt. Den normale atommasse af strontium er 87,62 (1)  u .

Hændelse

Strontium findes i mineraler som celestin SrSO 4 og strontianit SrCO 3 .
Strontiumniveauet i jordskorpen er lavt (0,034%). Nogle forbindelser (opløselige) er til stede i havvand og nogle kilder ( mineralvand ).

Af radioaktivt strontium ( 90 Sr ) og cæsium har radioaktivt ( 137 Cs ) kontamineret biosfæren som et resultat af nukleare test i luften og som et resultat af Tjernobyl-katastrofen (strontium var den vigtigste forurenende fjernbetjening med ' jod og cæsium ) og Fukushima .

En del af dette strontium er blevet koncentreret af fødekæden , især via visse svampe. En analytisk metode er blevet offentliggjort for at standardisere analysen af ​​strontium i svampe efter passage af Tjernobylskyen .

Udvaskningen af ​​strontium og / eller dets biokoncentration i madvævet betyder, at vand- og luftforurening ifølge UNSCAR hurtigt er faldet (I 2009 overskred drikkevand og vandingsvand ikke længere 1 becquerel cæsium og strontium pr. Liter).

Kinetik i miljøet

Strontiumsedimenter (i ferskvand, men især oceaniske). En stor del vil gradvist blive integreret i de kalkholdige metamorfe klipper . Den koralrev absorberer også.

Omvendt kan visse svampe nedbryde grundfjeldet (især strontianit; naturlig strontiummalm) og bringe dem op på jordoverfladen . Dette er for eksempel tilfældet med Resinicium bicolor  (en) (ikke-mycorrhizal saprofytisk svamp), som har vist sig at være i stand til at opløse Sr 2+ -ioner for at bringe dem op på jordoverfladen. Det "genudfælder" dem i calciumoxalatkrystaller, der således er beriget med strontium. Det blev bemærket, at i dette tilfælde akkumuleres Sr fortrinsvis i svampens myceliale ledninger .

Afhængigt af tilfældet absorberer mycorrhizal-associeringer eller tværtimod visse toksiner (faktisk har rødderne generelt brug for omkring 100 gange mere kulstof end hyphaen fra de associerede symbiontsvampe for at udforske den samme mængde jord. Hyferne øger således kapaciteten af visse planter til at absorbere strontium 90 (eller cæsium 137).

Miljøkinetikken for dette metal varierer alt efter arten af ​​den betragtede forbindelse: jo mere opløselig det er, jo mere sandsynligt er det at cirkulere, og visse vanduopløselige forbindelser kan blive eller blive opløselige igen efter kemiske reaktioner. Opløselige forbindelser er også dem, der findes mest i mad (frø, bladgrøntsager og mejeriprodukter), der påvirker sundheden og økosystemet. Drikkevand indeholder normalt mindre end 1  mg / l .

Kinetik i kroppen

Strontium absorberes fra fordøjelseskanalen med de samme mekanismer som calcium, men calciumabsorption foretrækkes. 99% af det strontium, der indtages eller inhaleres, eller som har forurenet en menneskelig organisme, elimineres ikke og viser sig at være 99% koncentreret i knoglesystemet , tænderne og bindevævet . Analysen af mælketænder kan således bidrage til opfølgningen af ​​en mulig forurening med strontium og nogle andre radioemitterende elementer lettere end at bruge ben. I USA observerede vi en uventet stigning i strontiumniveauer i baby tænder i 1990'erne .

Anvendelser

• Rødt farvestof : nitrat eller klorat i fyrværkeri og nødblusser for at give en rød farvetone.
• Strontium bruges som en flux i lakker og glasurer til keramik .
• Nogle pigmenter er strontiumsalte.
• Malinger baseret på strontium aluminate SrAl 2 O 4er phosphorescerende og har erstattet de radioaktive malinger baseret på radium til fremstilling af urhænder.
• Strontium kan blive et "dopemiddel" for nye katalysatorer ( perovskiteoxider ), der i øjeblikket testes for at reducere omkostningerne ved katalysatorer ved at begrænse brugen af ​​platin, hvilket er sjældent og dyrt.
• Den strontiumcarbonat SrCO 3 sættes til glas frontpladen af katodestrålerør for farve bremse X-ray produkter. I Vesteuropa foretrækkes bariumcarbonat, som er billigere.
• Den strontiumoxid , strontiumoxid SrO, bruges også til at ekstrakt sukker fra melasse fra sukkerroer .
• Måling af de isotopiske forhold mellem strontium i visse klipper tillader deres absolutte datering ( datering af rubidium-strontium ).
• Strontiumniveauet i havvand er meget højere end niveauet i humant serum (forholdet 650 til 1). Ferskvand indeholder meget mindre strontium end havvand, men stadig mere end serum (ca. 5 gange mere). Dette er grunden til, at strontium er en foreslået indikator til datering af en drukning (især til søs). Strontiumniveauer i druknet serum og i vandprøver kan måles ved atomabsorptionsspektrometri .
• Strontium hexaferrit bruges i motorer til elruder i biler. Ekstruderet med en polymer bruges den til at fremstille køleskabsmagneter.
• Eksperimentel tidsreference ( atomur ), der potentielt erstatter den aktuelle reference, baseret på Cæsium 133- atomet .
• Tilføjet som overflade til aluminiumpigment (som polyphosphat kan det hjælpe med at beskytte stålet mod korrosion. Forbundet med visse legeringer af aluminium tillader strontium forbedring af deres mekaniske egenskaber (det øges især (forlængelse af sidstnævnte) I små mængder i en blylegering, muligvis kombineret med tin og / eller cadmium, kan det hjælpe med at hærde blypladerne og gitterene på blybatteriet

Farligt og undertiden nyttigt (med omhu)

Dens isotop 90 er et af de farligste fissionsprodukter (atomeksplosioner, atomreaktor). Faktisk viste Sydney Ringers eksperimenter for over hundrede år siden, at strontium blev erstattet af calcium i knoglerne. Derudover er halveringstiden lang: næsten 29 år.

Virkningerne af strontium på knogler kan opsummeres som følger:

• taget som erstatning for calcium eller i større mængder end calcium, forårsager strontium knoglesygdomme, der minder om rakitis og hypokalcæmi .
• taget på samme tid som calcium, fremmer det knogledannelse . Det er licenseret og i vid udstrækning brugt hos kvinder til behandling af osteoporose i form af strontiumranelat ( anti-osteoporotisk ) under varemærket Protelos ikke uden risiko for uønskede bivirkninger. På grund af en signifikant øget risiko for venøs tromboembolisme og undertiden svære hudreaktioner indførte Afssaps (i 2011) og implementerede Det Europæiske Lægemiddelagentur (EMA) en revurdering af fordelingsforholdet. / Risiko for dette lægemiddel, mens den sendte en advarsel til fagfolk og anbefale brugsbegrænsninger (især for personer over 80 år, immobiliserede patienter og / eller lider eller har lidt af venøs tromboembolisk lidelse).

Lægemidler indeholdende strontium og calcium undersøges i øjeblikket til forebyggelse af osteoporose.

Det ville være nyttigt regelmæssigt at supplere vandet fra visse revfisk opdrættet i akvarier med strontium, da de aktive kulstoffiltre fjerner noget af strontium fra vandet.

Toksicitet , økotoksicitet

I naturen er strontium ofte naturligt til stede i jorden og undertiden endda i luften i form af aerosoler eller adsorberet på andre partikler. Den aske kul eller forbrændingsovn er en kilde, der lokalt forurener drikkevandet . Adskillige af dets forbindelser, som er opløselige, er nemme at finde i vand og derfor i sedimenter og i visse planter og dyr, herunder ferskvand ( zebramuslinger for eksempel, som detoxifies ved at fastgøre den i sin skal), der kan den biokoncentreres . Den test af Radiolarians søfolk i klassen af acanthaires består også af strontiumsulfat .

Det ville være mest til stede i visse fødevarer (frø, bladgrøntsager og mejeriprodukter). Hos dyr er den del, der ikke elimineres i slim , urin eller ekskrementer, fortrinsvis fastgjort i knoglerne . Kvæg, vildt, fisk eller skaldyr kan indeholde det.

Tidligere er strontium fanget og begravet, især i olie og kul . Forbrændingen af ​​disse fossile produkter er en kilde til frigivelse af strontium i form af støv eller partikler i luften.

Bortset fra meget lave doser er ikke-radioaktivt strontium giftigt for dyr og mennesker med symptomer, der varierer efter art, alder, dosis og muligvis synergier med andre produkter eller afhængigt af den betragtede isotop. Hos mennesker, selv ved lave doser, forårsager strontiumchromat  (in) lungekræft ved indånding.

Når strontium i form af carbonat (SrCO 3 ) indtages gennem fordøjelseskanalen, kan det forårsage kramper, smertefuld sammentrækning af forskellige muskler og en udrensende virkning. Hvad angår strontiumnitrat (SrNO 3 ), kan det, hvis det inhaleres, forårsage flere problemer af forskellige typer (hjerte-, lunge-, lever- og nyre). Radioaktivt strontium forårsager også anæmi og iltmangel og i højere doser kræft ved at påvirke DNA'et fra celler, der er direkte udsat for det.

Forholdsregler

Det oxiderer hurtigt i luften. Det reagerer voldsomt med vand for at producere hydroxid af strontium , ætsende og brint.

Dosering

Mængden af ​​strontium i forskellige medier kan kvantificeres ved forskellige analysemetoder.

For at adskille strontium fra matricen fra sit miljø er det for det meste nødvendigt at udføre fordøjelsen ved hjælp af en syre (generelt salpetersyre og / eller saltsyre ). Centret for ekspertise i miljøanalyser i Quebec anvender koblede teknikker: ICP-MS til analyser i kød af fisk og små hvirvelløse dyr og ICP-OES til analyser i vand, der først skal syrnes.

Noter og referencer

1. (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics , CRC Press Inc,2009, 90 th  ed. , 2804  s. , Indbundet ( ISBN  978-1-420-09084-0 )
2. (i) Beatriz Cordero Verónica Gómez, Ana E. Platero-Prats, Marc Reves Jorge Echeverría, Eduard Cremades, Flavia og Santiago Barragan Alvarez , "  Covalent radier revisited  " , Dalton Transactions ,2008, s.  2832 - 2838 ( DOI  10.1039 / b801115j )
3. Manjeera Mantina, Adam C. Chamberlin, Rosendo Valero, Christopher J. Cramer, Donald G. Truhlar: Konsekvent Van der Waals-radius for hele hovedgruppe. I: J. Phys. Chem. A . 2009, 113, S. 5806-5812, DOI : 10.1021 / jp8111556 .
4. Chemical Abstracts database forespørges via SciFinder Web December 15, 2009 (søg resultater )
5. Indtastning "Strontium" i kemikaliedatabasen GESTIS fra IFA (tysk organ med ansvar for arbejdsmiljø) ( tysk , engelsk ), adgang 14. februar 2010 (JavaScript krævet)
6. MASCANZONI D. (svensk landbrugsvidenskab, dep. Radioøkologi, Uppsala ); "Bestemmelse af 90Sr og 137C i svampe efter Tjernobyl-nedfaldet"  ; Tidsskrift for radioanalytisk og nuklear kemi; ( ISSN  0236-5731 )  ; MARC-II: international konference om metoder og anvendelser af radioanalytisk kemi No2, Kona HI, USA (04/21/1991) American Nuclear Society. Aktuel konference, Kona HI, USA (21/04/1991) 1992, bind. 161, nr. 2 (305 p)
7. Nicole Priollaud, Tjernobyl; Svar på dine spørgsmål (på webstedet for laboratoriet for subatomær fysik og kosmologi, hørt 2009 12 11)
8. Jon H. Connolly, Walter C. Shortle, og Jody Jellison translokation og inkorporering af strontiumcarbonat afledt strontium i calcium oxalat krystaller ved træet henfald svamp Resinicium bicolor  ; Kan. J. Bot. 77 (1): 179–187 (1999); doi: 10.1139 / cjb-77-1-179; 1999 NRC Canada ( resumé ) (adgang til 2009 12 11)
9. JL Harley, “Betydningen af ​​mycorrhizae” . Mycological Research 1989. 92: 129-134.
10. GJD Kirk og S. Staunton. Om at forudsige radioaktivt cæsiums skæbne i jord under græsarealer . Journal of Soil Science, 1989. 40: 71-84
11. "  Kemiske egenskaber - Konsekvenser af strontium på sundhed - Strontiums indvirkning på miljøet  " , på LENNTECH BV (adgang 14. marts 2013 )
12. Stamoulis, KC, Assimakopoulos, PA, Ioanides, KG, Johnson, E. og Soucacos, PN (1999) Strontium-90 koncentrationsmålinger i menneskelige knogler og tænder i Grækenland. Videnskaben om det samlede miljø , 229, 165- 182. https://dx.doi.org/10.1016/S0048-9697(99)00052-2
13. Rosenthal, HL (1969) Akkumulering af miljøstrontium-90 i børns tænder . Forhandlingerne med det niende årlige Hanford Biology Symposium i Richland Washington, Washington DC, 5.-8. Maj 1969, US Atomic Energy Commission
14. Rytomaa I (1972) Strontium-90 i løvfældende tænder indsamlet i det nordlige Finland fra børn født i 1952-1964 . Acta Onkologica Scandanivia, 30, 219-233. https://dx.doi.org/10.3109/00016357208997461
15. Aarkrog, A. (1968) Strontium-90 i udskudte dedikerede tænder indsamlet i Danmark, Færøerne og Grønland fra børn født i 1950-1958. Sundhedsfysik, 15, 105. https://dx.doi.org/10.1097/00004032-196808000-00001
16. Kulev, YD, Polikarpov, GG, Prigodey, EV og Assimakopoulos, PA (1994) Strontium-90 koncentration i menneskelige tænder i det sydlige Ukraine, 5 år efter Tjernobyl-ulykken. Videnskaben om det samlede miljø, 155, 214-219. https://dx.doi.org/10.1016/0048-9697(94)90500-2
17. O'Donnell, RG, Mitchell, PL, Priest, ND, Strange, L., Fox, A., Henshaw, DL og Long, SC (1997) Variationer i koncentrationen af plutonium, strontium-90, og total alfa- emitterer i menneskelige tænder indsamlet inden for de britiske øer . Videnskaben om det samlede miljø, 201, 235-243. Https://dx.doi.org/10.1016/S0048-9697(97)84060-0
18. Mangano, JJ, Gould, JM, Sternglass, EJ, Sherman, JD og McDonnell, W. (2003) En uventet stigning i strontium-90 i amerikanske løvtænder i 1990'erne . The Science of the Total Environment, 317, 37-51. https://dx.doi.org/10.1016/S0048-9697(03)00439-X
19. Kim, CH et al. Science 327, 1624-1627 (2010); Artikel  ; ChemPort
20. (in) Stephen G. Hibbins, Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology 4. udgave. : Strontium and Strontium Compounds , vol.  22, John Wiley & Sons.
21. PowerPoint-præsentation af D r Michael Segondy om temaet Flooding (Nancy Seminar, marts 2003), adgang til 12. november 2009
22. (in) Eksperimentel realisering af et optisk gitterure andet med strontium offentliggjort 9. juli 2013
23. Optiske netværksure: mod en omdefinering af det andet?
24. Liu, Y., Zhou, X., Lyon, SB, Emad, R., Hashimoto, T., Gholinia, A., ... & Francis, D. (2017). En organisk belægning pigmenteret med strontiumaluminiumpolyphosphat til korrosionsbeskyttelse af zinklegeret belagt stål . Fremskridt inden for organisk belægning, 102, 29-36.
25. Yassine, YA, Saissi, S., Zentalla, E., Aguizir, A., Saad, E., Ibnlfassi, A., ... & Bouirden, L. (2017). Mekanismer til aldershærdning af bly-cadmium-strontium-tinlegeringer til batterinet. Metallurgisk forskning og teknologi, 114 (3), 313 | abstrakt
26. Lægemiddelovervågning .
27. ANSM, Communiqué Pressemeddelelse Protelos (strontiumranelate) Afssaps beslutter at revurdere risikovidhedsforholdet og sender en advarsel til fagfolk, der anbefaler begrænsninger i brugen , 2011-10-07, konsulteret den 14. marts 2013.
28. [1] opdateret 3. april 2012, hørt 2013-03-14.
29. Young, PS, Greer, AIM, Tsimbouri, MP, Meek, RD, Gadegaard, N., & Dalby, MJ (2017). STRONTIUM-ELUTERENDE NANOTOPOGRAFISKE OVERFLADER TIL KONTROL AF BONEHOMEOSTASE. Knoglesamling J, 99 (SUPP 18), 2-2.
30. Sirbu, PD, Tudor, R., Veringa, V., Ciuntu, BM, Radu, V., Ciubara, B., & Badulescu, OV (2017). Strontium Ranelate i helbredelse af frakturer kompliceret med forsinket union. Det er virkelig effektivt? . REVISTA DE CHIMIE, 68 (8), 1825-1828.
31. Strontiumcarbonat - Detalje
32. Strontiumnitrat - Detalje
33. http://www.ceaeq.gouv.qc.ca/methodes/pdf/MA207Met20.pdf
34. MA. 203 - Met. 3.2

Se også

Bibliografi

• (en) ATSDR (2004), toksikologisk profil for strontium  ; US Afdeling for sundhed og menneskelige tjenester Public Health Service, Agency for Toxic Substances and Disease Registry (ATSDR),April 2004, PDF, 445 sider
• (en) Coelho, I., Castanheira, I., Bordado, JM, Donard, O., & Silva, JAL (2017). Nyere udvikling og tendenser inden for anvendelse af strontium og dets isotoper på biologisk relaterede områder . TrAC-tendenser inden for analytisk kemi.
• (en) Chaudhuri, S., Broedel, V. og Clauer, N (1987), Strontium isotopisk udvikling af oliefeltvand fra carbonatreservoirsten i Bindley-felt, det centrale Kansas, USA . ; Geochimica og Cosmochimica Acta 51, 45-53
• (en) Hodell, DA, Mead, GA og Mueller, PA (1990), Variation i strontiumisotopisk sammensætning af havvand (8 Ma til i dag): Implikationer for kemisk vejrhastighed og opløste strømme til havene  ; Kemisk geologi: Isotop Geovidenskab sektion 80, 291-307.
• (en) Jones, CE og Jenkyns, H.C (2001), havvandstrontiumisotoper, oceaniske anoxiske begivenheder og havbundens hydrotermiske aktivitet i Jura og Kridt  ; American Journal of Science 301, 112-149
• (en) Pin, C. og Bassin, C (1992), Evaluering af en strontiumspecifik ekstraktionskromatografisk metode til isotopanalyse i geologiske materialer . Analytica Chimica Acta 269, 249-255.
• (en) Qiu, L., Feng, J., Dai, Y., & Chang, S. (2017). Biosorption af strontiumionen ved bestrålet Saccharomyces cerevisiae under dyrkningsbetingelser . Journal of Environmental Radioactivity, 172, 52-62 | resume .
• (en) Rigol, A., Roig, M., Vidal, M. og Rauret, G (1999), sekventielle ekstraktioner til undersøgelse af radiocesium- og radiosureziumdynamik i mineral- og organiske jordarter fra Vesteuropa og Tjernobyl-områder . Miljøvidenskab og teknologi 33, 887-895
• (en) Specht, AJ, Mostafaei, F., Lin, Y., Xu, J., & Nie, LH (2017). Målinger af strontiumniveauer i humant knogel in vivo ved hjælp af bærbar røntgenfluorescens (XRF) . Anvendt spektroskopi, 0003702817694383.

Relaterede artikler

• Radioaktivitet
• Strontium 90

eksterne links

• (da) “  Tekniske data for Strontium  ” (adgang til 2. juli 2016 ) med de kendte data for hver isotop på undersider