Stronsium adalah– sifat, kegunaan, kelimpahan, peran

Stronsium adalah logam alkali tanah yang lambang kimianya adalah Sr berwarna putih dengan kilau keperakan, tetapi ketika terkena udara teroksidasi dan menghasilkan warna kekuningan. Untuk alasan ini, stronsium harus dilindungi dari oksigen selama penyimpanan.

Stronsium diekstraksi dari pembuluh darahnya dalam bentuk mineral celestite atau celestine (SrSO4) dan strontianite (SrCO3). Namun, celestite adalah bentuk utama di mana penambangan stronsium diproduksi, endapannya berada di tanah sedimen dan dalam kaitannya dengan belerang.

Celestite muncul dalam bentuk kristal belah ketupat, biasanya tidak berwarna, seperti kaca dan transparan. Meskipun stronsium diekstraksi dengan cara ini, ia harus ditransformasikan menjadi karbonat masing-masing, yang darinya ia akhirnya dikurangi.

Pada 1790, stronsium diidentifikasi sebagai elemen baru oleh Adair Crawford dan William Cruickshank, dalam mineral dari tambang timah dekat desa Strontion di Argyll, Skotlandia. Stronsium diisolasi pada 1807 oleh Humphry Davy, melalui penggunaan elektrolisis.

Pengertian Stronsium

Stronsium adalah logam ulet yang mudah ditempa dan konduktor listrik yang baik; tetapi memiliki sedikit penggunaan industri dan komersial. Salah satu penerapannya adalah pembentukan paduan dengan aluminium dan magnesium, meningkatkan penanganan dan fluiditas logam ini.

Dalam tabel periodik, stronsium terletak di golongan 2, antara kalsium dan barium, menemukan bahwa beberapa sifat fisiknya, seperti kepadatan, titik lebur dan kekerasan, memiliki nilai menengah dalam hubungannya dengan yang ditunjukkan untuk kalsium dan barium.

Kelimpahan Stronsium

Stronsium terjadi di alam sebagai empat isotop stabil: 88Sr dengan, 82,6% kelimpahan; 86Sr, dengan kelimpahan 9,9%; 87Sr, dengan kelimpahan 7,0%; dan 84Sr, dengan kelimpahan 0,56%.

90Sr adalah isotop radioaktif yang merupakan komponen yang paling merusak dari kejatuhan radioaktif, karena ledakan nuklir dan kebocoran reaktor nuklir, karena karena kesamaan antara kalsium dan stronsium, isotop dimasukkan ke dalam tulang, memproduksi kanker tulang dan leukemia.

Sejarah Stronsium

Mineral dari tambang utama dekat desa Strontian di Argyll, Skotlandia dipelajari. Awalnya diidentifikasi sebagai jenis barium karbonat. Tetapi Adair Crawford dan William Cruickshank, pada 1789, mencatat bahwa substansi yang dipelajari adalah pertanyaan lain.

Ahli kimia Thomas Charles Hope menamakan mineral strontite baru yang sesuai (stronsium oksida SrO) menamakannya strontia.

Pada 1790, Crawford dan Cruickshank membakar substansi yang diteliti dan mengamati bahwa nyala berwarna merah merah, berbeda dari nyala api yang diamati hingga saat itu dalam unsur-unsur yang diketahui. Mereka menyimpulkan bahwa mereka ada di depan barang baru.

Pada tahun 1808, Sir William Humphry Davy mengelektrolisis campuran basah stronsium hidroksida atau klorida dengan merkuri oksida, menggunakan katoda merkuri. Kemudian, merkuri dari amalgam yang terbentuk diuapkan, membiarkan stronsium bebas.

Davy menamakan elemen terisolasi stronsium.

Struktur stronsium dan konfigurasi elektron

Stronsium logam mengkristal pada suhu kamar menjadi Kubus berpusat-muka atau face centered cubic (fcc).

Dalam struktur ini, atom Sr terletak di simpul dan muka kubus sel satuan. Ini relatif lebih padat daripada struktur lain (seperti kubik atau bcc) karena memiliki total empat atom Mr.

Atom Sr tetap bersatu berkat ikatan logam, produk dari tumpang tindih orbital atom valensi mereka di semua arah dalam kristal. Orbital ini adalah 5s, yang memiliki dua elektron sesuai dengan konfigurasi elektron:

[Kr] 5s2

Jadi, orbital 5s penuh berasal, dan pita konduksi 5p.

Mengenai fase logam lainnya, tidak ada banyak informasi bibliografi, meskipun dapat dipastikan bahwa kristalnya mengalami transformasi ketika mengalami tekanan tinggi.

Bilangan oksidasi Stronsium

Stronsium, seperti logam lainnya, memiliki kecenderungan tinggi untuk kehilangan elektron valensinya; ini adalah dua elektron dalam orbital 5s. Dengan demikian, atom Sr dikonversi menjadi kation Sr2 + divalen (M2 +, seperti sisa logam alkali tanah), isoelektron ke krypton gas mulia. Stronsium kemudian dikatakan memiliki bilangan oksidasi +2.

Ketika alih-alih kehilangan dua elektron, kehilangan hanya satu elektron, kation Sr + terbentuk; dan karenanya, bilangan oksidasinya adalah +1. Sr + jarang ditemukan dalam senyawa turunan stronsium.

Sifat Stronsium

  • Penampilan. Perak putih dengan kilau logam, dengan sedikit warna kuning.
  • Masa molar. 87,62 g / mol.
  • Titik lebur. 777 ºC.
  • Titik didih. 1,377 ºC.
  • Massa jenis.  2.64 g / cm3
  • Keadaan cair (titik lebur): 2,375 g / cm3
  • Kelarutan. Larut dalam alkohol dan asam. Ini tidak larut dalam air, karena bereaksi kuat dengannya.
  • Panas fusi. 7,43 kJ / mol.
  • Panas penguapan. 141 kJ / mol.
  • Kapasitas molar termal. 26,4 J / (mol · K).
  • Keelektronegatifan. 0,95 pada skala Pauling.
  • Energi ionisasi. Level ionisasi pertama: 549,5 kJ / mol. Level ionisasi kedua: 1.064.2 kJ / mol.
  • Tingkat ionisasi ketiga: 4,138 kJ / mol.
  • Ekspansi termal. 22,5 µm / (m · K) pada 25 ºC.
  • Konduktivitas termal. 35,4 W / (m · K).
  • Hambatan listrik. 132 nΩ · m pada 20 ºC.
  • Kekerasan. 1,5 pada skala Mohs.
  • Potensi kebakaran. Stronsium, ketika terbelah halus, terbakar secara spontan di udara. Selain itu, api akan terbakar ketika dipanaskan di atas titik leleh, dan dapat menimbulkan bahaya ledakan bila terkena panas dari nyala api.

Penyimpanan

Untuk menghindari oksidasi stronsium, disarankan untuk menyimpannya direndam dalam minyak tanah atau nafta. Stronsium harus disimpan di tempat yang sejuk, berventilasi baik, jauh dari bahan organik dan bahan mudah teroksidasi lainnya.

Tata nama stronsium

Karena bilangan oksidasi +1 tidak begitu umum, diasumsikan bahwa hanya +2 yang ada untuk penyederhanaan nomenklatur di sekitar senyawa stronsium. Itulah sebabnya dalam nomenklatur stok, (II) di akhir nama diabaikan; dan dalam nomenklatur tradisional, mereka selalu diakhiri dengan akhiran -ida.

Sebagai contoh, SrO adalah stronsium oksida atau timah oksida, masing-masing sesuai dengan stok dan nomenklatur tradisional.

Bentuk stronsium

Karena reaktivitasnya yang hebat, stronsium logam tampaknya tidak terisolasi di alam. Namun, ia dapat ditemukan dalam keadaan unsurnya yang terlindung dari oksigen, dengan perendaman dalam minyak tanah atau dalam atmosfer gas inert (seperti gas mulia).

Ini juga ditemukan dalam paduan dengan aluminium dan magnesium, serta tambahan pada paduan timah-timah. Stronsium ditemukan dalam bentuk ion (Sr2 +) yang dilarutkan dalam tanah atau air laut, dll.

Oleh karena itu, berbicara tentang stronsium berarti merujuk pada kation Sr2 + (dan pada tingkat lebih rendah, Sr +).

Ia juga dapat berinteraksi secara ionik dengan unsur-unsur lain untuk membentuk garam atau senyawa kimia lainnya; seperti klorida, karbonat, sulfat, stronsium sulfida, dll.

Stronsium hadir, pada dasarnya, dalam dua mineral: celestite atau celestine (SrSO4) dan strontite (SrCO3). Celestite adalah sumber utama penambangan stronsium.

Stronsium memiliki 4 isotop alami, yang paling melimpah adalah 88Sr. Juga, ada banyak isotop radioaktif, yang diproduksi secara buatan dalam reaktor nuklir.

Peran biologis stronsium

Peran biologis stronsium dalam vertebrata tidak diketahui. Karena kemiripannya dengan kalsium, dapat menggantikannya di jaringan tulang; yaitu, Sr2 + menggantikan Ca2 +. Tetapi rasio yang ditemukan dalam tulang antara stronsium dan kalsium adalah antara 1 / 1.000 dan 1 / 2.000; itu sangat rendah.

Karena itu, stronsium tidak boleh memenuhi fungsi biologis alami dalam tulang.

Stronsium ranelat telah digunakan dalam pengobatan osteoporosis, karena ia menghasilkan pengerasan tulang; tetapi bagaimanapun juga, ini adalah tindakan terapi.

Salah satu dari beberapa contoh fungsi biologis stronsium terjadi di Acantharea, sebuah protozoa radiolarian yang memiliki kerangka dengan kehadiran stronsium.

Di mana letaknya dan produksi

Stronsium ditemukan di sekitar 0,034% dari semua batuan beku. Namun, hanya dua mineral: celestite atau celestine, yang ditemukan dalam deposit dengan kandungan stronsium yang signifikan.

Dari dua mineral stronsium yang penting, hanya celestite yang ditemukan dalam jumlah yang cukup dalam endapan sedimen untuk memungkinkan terciptanya fasilitas mengekstraksi stronsium.

Strationite lebih berguna daripada celestite, karena sebagian besar stronsium diproduksi dalam bentuk stronsium karbonat; tetapi beberapa deposit telah ditemukan yang memungkinkan penambangan berkelanjutan.

Kandungan stronsium dalam air laut berkisar antara 82 hingga 90 μmol / L, konsentrasi yang jauh lebih rendah daripada kalsium, antara 9,6 dan 11 mmol / L.

Hampir semua penambangan didasarkan pada endapan selestit, karena vena strontianit langka dan tidak terlalu menguntungkan untuk ekstraksi stronsium darinya. Meskipun demikian, stronsium sebagian besar diproduksi dalam bentuk stronsium karbonat.

Elektrolisis

Stronsium dapat diperoleh dalam bentuk batangan dengan metode elektrolisis katoda kontak. Dalam prosedur ini, batang besi yang didinginkan yang bertindak sebagai katoda bersentuhan dengan permukaan campuran potasium klorida dan stronsium klorida yang cair.

Saat stronsium membeku di katoda (batang besi), batang itu naik.

Reaksi

Dengan Kalkogen dan halogen

Stronsium adalah logam pereduksi aktif dan bereaksi dengan halogen, oksigen, dan belerang untuk menghasilkan halida, oksida, dan belerang masing-masing. Stronsium adalah logam perak, tetapi teroksidasi untuk membentuk stronsium oksida ketika terkena udara:

Sr(s)   +   1/2O2(g)  =>   SrO(s)

Oksida membentuk lapisan gelap pada permukaan logam. Sedangkan reaksinya dengan klorin dan belerang adalah sebagai berikut:

Sr(s) + Cl2(g)     =>    SrCl2(s)

Sr(s) + S(l)  =>  SrS(s)

Stronsium bereaksi dengan belerang cair.

Dengan udara

Dapat bergabung dengan oksigen untuk membentuk stronsium peroksida; tetapi membutuhkan tekanan oksigen tinggi untuk pembentukannya. Selain itu, dapat bereaksi dengan nitrogen untuk menghasilkan stronsium nitrida:

3Sr(s)    + N2(g)   => Sr3N2(s)

Namun, suhu harus di atas 380 ° C agar terjadi reaksi.

Dengan air

Stronsium dapat bereaksi keras dengan air untuk membentuk stronsium hidroksida, Sr (OH) 2, dan gas hidrogen. Reaksi antara stronsium dan air tidak memiliki kekerasan yang diamati dalam reaksi antara logam alkali dan air, serta yang diamati dalam kasus barium.

Dengan asam dan hidrogen

Stronsium dapat bereaksi dengan asam sulfat dan asam nitrat untuk menghasilkan, masing-masing, stronsium sulfat dan nitrat. Ini juga menggabungkan panas dengan hidrogen untuk membentuk stronsium hidrida.

Stronsium, seperti elemen-elemen berat lainnya dalam blok tabel periodik, memiliki sejumlah bilangan koordinasi yang luas; seperti 2, 3, 4, 22 dan 24, yang diamati dalam senyawa seperti SrCd11 dan SrZn13, misalnya.

Kegunaan Stronsium

Ini digunakan sebagai pengubah eutektik untuk meningkatkan kekuatan dan keuletan paduan Al-Ag. Ini digunakan sebagai inokulan dalam pengecoran besi ulet untuk mengontrol pembentukan grafit. Juga, ditambahkan ke paduan timah dan timah untuk menambah kekerasan dan keuletan.

Selain itu, digunakan sebagai deoxidizer untuk tembaga dan perunggu. Stronsium ditambahkan dalam jumlah kecil untuk membuat aluminium untuk mengoptimalkan meltability logam, membuatnya lebih cocok untuk membuat objek yang secara tradisional terbuat dari baja.

Ini adalah agen paduan untuk aluminium atau magnesium yang digunakan dalam pengecoran blok mesin dan roda. Stronsium meningkatkan penanganan dan fluiditas logam yang melekat pada paduan.

Isotop

Meskipun tindakannya merusak, 90Sr digunakan sebagai generator termoelektrik, menggunakan energi panas dari radiasi untuk menghasilkan listrik yang tahan lama, dengan aplikasi pada kendaraan luar angkasa, stasiun penelitian jarak jauh, dan pelampung navigasi.

89Sr telah digunakan dalam pengobatan kanker tulang, jenis emisi radioaktif β yang digunakan untuk penghancuran sel-sel tumor.

Atom stronsium telah digunakan untuk pembentukan sistem pengukuran waktu, yang hampir tidak membutuhkan satu detik setiap 200 juta tahun. Apa yang membuatnya menjadi jam tangan paling akurat.

Senyawa

Stronsium karbonat (SrCO3) bereaksi dengan oksida besi (Fe2O3) pada suhu antara 1.000 dan 1.300 ºC, untuk membentuk stronsium ferrite. Keluarga ferrite ini memiliki rumus umum SrFexO4.

Magnet keramik terbuat dari ferrites dan digunakan dalam berbagai aplikasi. Diantaranya: membuat pengeras suara, motor untuk wiper kaca depan mobil dan mainan anak-anak.

Stronsium karbonat juga digunakan dalam produksi kaca untuk layar televisi dan unit display.

Kacamata

Selain meningkatkan sifat kaca untuk tampilan kristal cair (LCD), kaca ini juga digunakan dalam peralatan makan keramik berlapis kaca, meningkatkan ketahanannya terhadap goresan dan pembentukan gelembung selama pembakaran.

Stronsium digunakan dalam produksi kaca yang dapat digunakan dalam optik, barang pecah belah dan pencahayaan. Ini juga merupakan bagian dari fiberglass dan gelas laboratorium dan farmasi, karena meningkatkan kekerasan dan ketahanan gores, serta kecerahannya.

Produksi logam dan garam

Stronsium digunakan untuk memperoleh seng dengan kemurnian tinggi, karena berkontribusi pada penghapusan pengotor timbal. Stronsium membantu dalam produksi stronsium chromate, senyawa yang digunakan sebagai inhibitor korosi dalam pencetakan cat.

Air limbah dan lampu berpendar

Ini digunakan dalam pengolahan air limbah untuk menghilangkan sulfat. Selain itu, digunakan dalam produksi asam ortofosfat, yang digunakan dalam pembuatan lampu neon.

Kembang api

Stronsium karbonat, seperti garam stronsium lainnya, digunakan dalam kembang api untuk memberinya warna merah merah. Pewarnaan yang juga digunakan dalam tes deteksi stronsium.

Hidroksida

Stronsium digunakan dalam ekstraksi gula dari bit, karena stronsium hidroksida bergabung dengan gula untuk membuat sakarida yang kompleks. Kompleks ini dapat dipisahkan oleh aksi karbon dioksida, sehingga gula bebas. Itu juga digunakan dalam menstabilkan plastik.

Oksida

Hadir dalam gelas yang digunakan dalam pembuatan tabung gambar televisi, aplikasi ini dimulai pada tahun 1970. Televisi berwarna, serta perangkat lain yang mengandung sinar katoda, diharuskan menggunakan stronsium pada pelat depan untuk menghentikan Sinar X.

Televisi ini sudah usang, karena tabung sinar katoda telah diganti oleh perangkat lain, dan oleh karena itu penggunaan senyawa stronsium tidak diperlukan.

Di sisi lain, stronsium oksida digunakan untuk meningkatkan kualitas enamel keramik.

Klorida

Stronsium klorida digunakan dalam beberapa pasta gigi untuk gigi sensitif dan kembang api. Selain itu, digunakan secara terbatas untuk menghilangkan gas yang tidak diinginkan dalam wadah di bawah vakum.

Ranelat

Ini digunakan dalam pengobatan osteoporosis, karena meningkatkan kepadatan tulang dan mengurangi insiden patah tulang. Dioleskan secara topikal, menghambat iritasi sensorik. Namun, penggunaannya telah menurun karena bukti bahwa hal itu meningkatkan kejadian penyakit kardiovaskular.

Aluminasi

Ini digunakan sebagai dopan dalam industri elektronik. Ini juga sering digunakan untuk membuat mainan tertentu bersinar dalam gelap, karena merupakan senyawa lembam secara kimia dan biologis.



Leave a Reply