ОКСИД СТРОНЦИЯ: СВОЙСТВА, СТРУКТУРА, ПРИМЕНЕНИЕ И РИСКИ - ХИМИЯ - 2026

Оксид стронция , химическая формула которого SrO (не для путать с стронций пероксид, который является SRO2), является продуктом окислительной реакции между металлом и кислородом в воздухе при комнатной температуре: 2SR (тв) + O2 (г) → 2SrO (т).

Кусок стронция горит при контакте с воздухом из-за его высокой реакционной способности, а поскольку он имеет электронную конфигурацию типа ns2, он легко отдает свои два валентных электрона, особенно двухатомной молекуле кислорода.

Если площадь поверхности металла увеличить путем измельчения его в мелкодисперсный порошок, реакция происходит немедленно, и даже горит интенсивным красноватым пламенем. Стронций, металл, который участвует в этой реакции, входит в группу 2 периодической таблицы.

Эта группа состоит из элементов, известных как щелочноземельные земли. Первым из элементов, который возглавляет группу, является бериллий, за ним следуют магний, кальций, стронций, барий и, наконец, радий. Эти элементы имеют металлическую природу, и в качестве мнемоники для их запоминания можно использовать выражение: «Mr. Бекамбара ».

«Sr», к которому относится это выражение, представляет собой не что иное, как металлический стронций (Sr), химический элемент с высокой реакционной способностью, который не встречается в природе в чистом виде, но сочетается с другими элементами в окружающей среде или окружающей среде, чтобы вызвать его соли, нитриды и оксиды.

По этой причине минералы и оксид стронция являются соединениями, в которых стронций встречается в природе.

Физические и химические свойства

Оксид стронция представляет собой белое пористое твердое вещество без запаха, и, в зависимости от его физической обработки, его можно найти на рынке в виде тонкого порошка, кристаллов или наночастиц.

Его молекулярная масса составляет 103,619 г / моль, и он имеет высокий показатель преломления. Он имеет высокие температуры плавления (2531ºC) и кипения (3200ºC), что приводит к сильным связывающим взаимодействиям между стронцием и кислородом. Эта высокая температура плавления делает его термостойким материалом.

Основной оксид

Это очень основной оксид; Это означает, что он реагирует при комнатной температуре с водой с образованием гидроксида стронция (Sr (OH) 2):

SrO (т) + H2O (л) → Sr (OH) 2

Растворимость

Он также реагирует или удерживает влагу, что является важной характеристикой гигроскопичных соединений. Следовательно, оксид стронция обладает высокой реакционной способностью по отношению к воде.

В других растворителях - например, в спиртах, таких как аптечный этанол или метанол - он мало растворим; в то время как в растворителях, таких как ацетон, эфир или дихлорметан, он нерастворим.

Почему это так? Потому что оксиды металлов - и тем более оксиды щелочноземельных металлов - являются полярными соединениями и поэтому лучше взаимодействуют с полярными растворителями.

Он может реагировать не только с водой, но и с углекислым газом, образуя карбонат стронция:

SrO (т) + CO2 (г) → SrCO3 (т)

Реагирует с кислотами, такими как разбавленная фосфорная кислота, с образованием фосфатной соли стронция и воды:

3SrO (тв) + 2 H3PO4 (дил) → Sr3 (PO4) 2 (тв) + 3H2O (г)

Эти реакции являются экзотермическими, поэтому получаемая вода испаряется из-за высоких температур.

Химическая структура

Химическая структура соединения объясняет расположение его атомов в пространстве. В случае оксида стронция он имеет кристаллическую структуру каменной соли, такую ​​же, как поваренная соль или хлорид натрия (NaCl).

В отличие от NaCl, одновалентной соли, то есть с катионами и анионами с одной величиной заряда (+1 для Na и -1 для Cl), SrO является двухвалентным, с зарядами 2+ для Sr и -2 для O (O2-, оксид-анион).

В этой структуре каждый ион O2- (красный цвет) окружен шестью другими объемными ионами оксида, вмещающими более мелкие ионы Sr2 + (зеленого цвета) в их результирующих октаэдрических промежутках. Эта упаковка или расположение известно как гранецентрированная кубическая элементарная ячейка (ccc).

Тип ссылки

Химическая формула оксида стронция - SrO, но она не полностью объясняет химическую структуру или тип существующей связи.

В предыдущем разделе упоминалось, что он имеет структуру, напоминающую каменную соль; то есть очень обычная кристаллическая структура для многих солей.

Следовательно, тип связи преимущественно ионный, что проясняет, почему этот оксид имеет высокие температуры плавления и кипения.

Поскольку связь является ионной, электростатические взаимодействия удерживают атомы стронция и кислорода вместе: Sr2 + O2-.

Если бы эта связь была ковалентной, соединение могло бы быть представлено связями в его структуре Льюиса (без учета неподеленных электронных пар кислорода).

Приложения

Физические свойства соединения важны для предсказания его потенциальных применений в промышленности; следовательно, это макроотражение его химических свойств.

Заменитель свинца

Оксид стронция, благодаря своей высокой термостойкости, находит множество применений в керамической, стекольной и оптической промышленности.

Его использование в этих отраслях промышленности в основном предназначено для замены свинца и в качестве добавки, улучшающей цвет и вязкость сырья для продуктов.

Какие продукты? У этого списка не будет конца, потому что в любом из них, где есть стекло, эмаль, керамика или кристаллы, может быть полезен оксид стронция.

Аэрокосмическая промышленность

Поскольку это очень пористое твердое вещество, оно может интеркалировать более мелкие частицы и, таким образом, обеспечивает ряд возможностей при составлении материалов, столь легких, что их можно рассматривать в аэрокосмической промышленности.

катализатор

Та же самая пористость позволяет использовать его в качестве катализатора (ускорителя химических реакций) и в качестве теплообменника.

Электронные цели

Оксид стронция также служит источником чистого стронция для производства электроники, благодаря способности металла поглощать рентгеновские лучи; и для промышленного получения его гидроксида Sr (OH) 2 и его пероксида SrO2.

Риски для здоровья

Это едкое соединение, поэтому при простом физическом контакте оно может вызвать ожоги в любой части тела. Он очень чувствителен к влажности и должен храниться в сухих и холодных помещениях.

Соли, которые являются продуктом реакции этого оксида с различными кислотами, ведут себя в организме так же, как соли кальция, и сохраняются или удаляются с помощью аналогичных механизмов.

Оксид стронция сам по себе не представляет серьезной опасности для здоровья в настоящее время.

Ссылки

1. Американские элементы. (1998-2018). Американские элементы. Получено 14 марта 2018 г. с сайта American Elements: americanelements.com.
2. Все реакции. Получено 14 марта 2018 г. с сайта AllReactions: allreactions.com
3. Шивер и Аткинс. (2008). Неорганическая химия. В Строениях простых тел (Четвертое изд., С. 84). Мак Гроу Хилл.
4. ATSDR. Получено 14 марта 2018 г. из ATSDR: atsdr.cdc.gov.
5. Кларк, Дж. (2009). химгид. Получено 14 марта 2018 г. с сайта chemguide: chemguide.co.uk.
6. Тивари, Р., Нараян, С., и Пандей, О. (2007). Получение оксида стронция из целестита: обзор. Материаловедение, 201-211.
7. Chegg Inc. (2003-2018). Исследование Чегга. Получено 16 марта 2018 г. из Chegg Study: chegg.com