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鍶
(化學元素)
鎖定
鍶(Strontium)是一種化學元素,元素符號是Sr,被發現於1791-1792年間,英國化學家、醫生荷普研究礦石時,肯定其中含有一種新土,就從它的產地Strontian命名它為strontia(鍶土)。
鍶發現簡史
1790年間英國醫生克勞福德分析研究了這種礦石,把它溶解在鹽酸中,獲得一種氯化物,在多方面和氯化鋇的性質不同。這種氯化物在水中的溶解度比氯化鋇大,在熱水中的溶解度又比在冷水中大得多,在溶於水後使温度降低的效應較大。它和氯化鋇的結晶形也不同。他認為其中可能存在一種新土(氧化物)。
此後不久,大約在1791~1792年間,英國化學家、醫生荷普再次研究了這種礦石,明確它是碳酸鹽,但是與碳酸鋇不同,肯定其中含有一種新土,就從它的產地Strontian命名它為strontia(鍶土)。他指出鍶土比石灰和重土更易吸收水分,它在水中的溶解度很大,且在熱水中的比在冷水中溶解的量大得多。並且他指出它的化合物在火焰中呈洋紅色,而鋇的化合物在火焰中呈現綠色。
這樣,在1789年拉瓦錫發表的元素表中就沒有來得及把鍶土排進去,戴維卻趕上了,在1808年利用電解法,從碳酸鍶中分離出金屬鍶,就命名為strontium,元素符號為Sr。
鍶元素分佈
世界範圍內的土壤樣本都含有大約300mg/kg的鍶。輸入到海洋的鍶主要(80%)是由於碳酸鹽、硫酸鹽的風化。海水含有7mg/L的鍶,相對於天青石沉澱來説,是不飽和的。Sr在鹽中的濃度為221μg/g。世界河水的鍶/鈣比率是5×10-3,以河水含鍶68.5μg/L計算,排放到海水中的鍶(至少)是22噸/年。天青石組成了浮游生物棘谷蟲的骨骼(灰燼中有21.8%的Sr)。有證據表明,動物骨骼中的鍶含量比人的高。
鍶理化性質
外觀 | |
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質地 | 質軟 |
導電性 | 容易導電 |
傳熱性 | 容易傳熱 |
密度 | 2.54g/cm3 |
熔點 | 769℃ |
沸點 | 1384℃ |
原子體積 | 34.496cm3/mol |
原子半徑 | 215pm |
鍶跟鹵素、硫、硒等容易化合,常温時可以跟氮化合生成氮化鍶(Sr3N2),加熱時跟氫化合生成氫化鍶(SrH2)。跟鹽酸、稀硫酸劇烈反應放出氫氣。
鍶在常温下跟水反應生成氫氧化鍶和氫氣。鍶在空氣中表面會被氧化成黃色。由於鍶很活潑,應保存在煤油中。
鍶是一種活潑金屬,化學性質與Ca或Ba類似。水溶性鍶鹽有SrX2,這裏X=Cl-,Br-,I-,NO2-,NO3-,ClO3-,ClO4-,BrO3-,CN-。含有C22-的SrC2和Sr3N2有顯著的離子性。不溶於水的Sr鹽有SrF2、SrSO3,SrSO4,SrMoO4,SrHP4,SrSeO4、SrB6等。
Pedersen發現的多環醚,所謂的冠狀化合物,以及被Lehn等發現並稱為“穴狀配體”的重阿扎聚氧化二環化合物也會和Sr2+形成1:1的化合物.。
鍶應用領域
不論是在用碳還原SrS然後反應的製造過程中還是在蘇打處理過程中,天青石都是製造SrCO3的起始物質,由於碳酸鍶可以製造出其它Sr化合物,用於提純製造陶瓷永磁體的Zn(清除Pb和Cd),用作製造電視熒光屏,它是最重要的Sr化合物。Sr(NO3)2用於煙火裝置,SrO用於鋁的冶煉,Sr、SrCl2用於修補牙齒。Sr(OH)2早已用於磨拉石的提純。
金屬鍶用於製造合金、光電管、照明燈。它的化合物用於制信號彈、煙火等。
鍶-90可做β射線的放射源,對人體有相當大的危害,半衰期為28.1年,它在核試驗中由鈾產生,以粉塵的形態被人體吸入,對人體產生放射性傷害。
鍶-87m因其會釋放γ射線而在醫學上有一定的應用。把鍶-87m引入患者體內,待骨骼吸收後,用輻射檢測器可測定其在人體骨骼中所處的位置,並確定人體中出現異常的情況。鍶-87m雖然半衰期只有2.8小時,但會很快從人體中排出,因此,人體所受輻射量很小。
鍶製備方法
鍶注意事項
鍶鹽工廠工人的膽鹼酯酶、乙酰膽鹼酯酶活性在職業暴露期間會被明顯削弱。
放射性90Sr存在於核爆炸的輻射微塵中。由於鍶和鈣性質相似,它是一種強烈的污染源。在IPCS-WHO的環境健康標準文獻中曾概括了90Sr的人放射性暴露。
英國的Papworth研究了Sr的吸收和在骨骼中的轉變。
澳大利亞的鍶暴露工人尿液中的濃度為0.5-5.0pCl/L(正常的是<2pCl/L)。
美國一項長達18年的對獵犬的90Sr終生毒性研究觀察到毒性和劑量有關。
哺乳動物對Sr的排泄模式隨物種不同而不同。對人類來説吸收的鍶有90%通過尿液排泄。
食物中的藻酸鈉會加速老鼠對Sr的排泄。
只有蘇聯規定了Sr化合物的TLV。對於Sr(NO3)2,SrO,Sr(OH)2浮質,建議的極限是1mg Sr/m3。飲用水中允許的忍耐極限是2mg Sr/L。
德國沒有規定SrCrO4的MAK值,但是建議的技術指導濃度是0.1mg CrO3/m3。
沒有發現文獻中有正常血清鍶濃度值。Schroder和Nason提出在全身的血中有0.17mg的鍶。Biswas等研究了指甲中的鍶濃度,一個澳大利亞小組測量了骨骼中的鍶濃度(100-120mg Sr/kg)。牙齒表層琺琅的鍶濃度為300mg/kg,這是由於飲用水中含有鍶(0.02-34mg/L)。
- 參考資料
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- 1. 《核燃料後處理工藝》編寫組編寫. 核燃料後處理工藝[M]. 北京:原子能出版社, 1978.11.287頁
- 2. 宋天佑,徐家寧,程功臻編.無機化學(下冊)[M].高等教育出版社
- 3. 中國大百科全書出版社.中國大百科全書:中國大百科全書出版社,1978
- 4. 中國鍶原子光鍾或將改變“秒”的內涵 .中國科學院電子學研究所[引用日期2013-09-04]
- 5. 墜毀美軍直升機疑含放射性鍶 沖繩要求美軍調查 .中國新聞網[引用日期2013-09-04]
- 6. 鍶 .化源網[引用日期2022-11-10]