Strontium ist ein chemisches Element mit dem Symbol Sr und die Atomnummer 38. Ein alkalisches Erdmetall, Strontium ist ein weiches silberweißes oder gelbliches metallisches Element, das chemisch hoch reaktiv ist. Das Metall wird gelb, wenn ausgestellt, zu lüften. Es kommt natürlich in den Mineralen celestine und strontianite vor. Während natürliches Strontium stabil ist, ist das synthetische Isotop von Sr im radioaktiven radioaktiven Niederschlag da und hat eine Halbwertzeit von 28.90 Jahren. Sowohl Strontium als auch strontianite werden nach Strontian, einem Dorf in Schottland nahe genannt, das das Mineral zuerst entdeckt wurde.

Eigenschaften

Strontium ist ein graues, silberfarbenes Metall, das weicher als Kalzium und in Wasser noch mehr reaktiv ist, mit dem es auf Kontakt einwirkt, um Strontium-Hydroxyd und Wasserstoffbenzin zu erzeugen. Es brennt in Luft, um sowohl Strontium-Oxyd-als auch Strontium-Nitrid zu erzeugen, aber da es mit dem Stickstoff unter 380 °C bei der Raumtemperatur nicht reagiert, wird es nur das Oxyd spontan bilden.

Wegen seiner äußersten Reaktionsfähigkeit mit Sauerstoff und Wasser kommt dieses Element natürlich nur in Zusammensetzungen mit anderen Elementen, solcher als in den Mineralen strontianite und celestite vor. Es wird unter einem flüssigen Kohlenwasserstoff wie Mineralöl oder Leuchtpetroleum behalten, um Oxydation zu verhindern; frisch ausgestelltes Strontium-Metall dreht schnell eine gelbliche Farbe mit der Bildung des Oxyds. Fein bestäubtes Strontium-Metall ist pyrophoric das Meinen, dass es sich spontan in Luft bei der Raumtemperatur entzünden wird. Flüchtige Strontium-Salze geben eine hellrote Farbe Flammen, und diese Salze werden in der Feuerwerkerei und in der Produktion von Aufflackern verwendet. Natürliches Strontium ist eine Mischung von vier stabilen Isotopen.

Geschichte

Strontium wird nach dem schottischen Dorf Strontian (gälischer Sron ein t-Sithein) genannt, in den Erzen entdeckt, die von den Leitungsgruben dort genommen sind. 1790 hat Adair Crawford, ein Arzt hat sich mit der Vorbereitung von Barium beschäftigt, erkannt, dass die Erze von Strontian verschiedene Eigenschaften zu denjenigen ausgestellt haben, die normalerweise mit anderen "schweren Spieren" Quellen gesehen sind. Das hat ihm erlaubt aufzuhören "..., dass es tatsächlich wahrscheinlich ist, dass das schottische Mineral eine neue Art der Erde ist, die nicht bisher genug untersucht worden ist." Das neue Mineral wurde strontites 1793 von Thomas Charles Hope, einem Professor der Chemie an der Universität Glasgows genannt. Er hat die frühere Arbeit von Crawford bestätigt und hat nachgezählt: "... Als ich es als eine eigenartige Erde betrachtet habe, habe ich es notwendig vorgehabt, ihm einen Namen zu geben. Ich habe es Strontites vom Platz genannt, der es gefunden wurde; eine Weise der Abstammung nach meiner Meinung, völlig so richtig wie jede Qualität, die es besitzen kann, der die gegenwärtige Mode ist." Das Element wurde schließlich von Herrn Humphry Davy 1808 durch die Elektrolyse einer Mischung isoliert, die Strontium-Chlorid und mercuric Oxyd enthält, und von ihm in einem Vortrag zur Königlichen Gesellschaft am 30. Juni 1808 bekannt gegeben. In Übereinstimmung mit dem Namengeben der anderen alkalischen Erden hat er den Namen in Strontium geändert.

Die erste in großem Umfang Anwendung von Strontium war in der Produktion von Zucker von der Rübe. Obwohl ein Kristallisationsprozess mit Strontium-Hydroxyd von Augustin-Pierre Dubrunfaut 1849 patentiert wurde, ist die in großem Umfang Einführung mit der Verbesserung des Prozesses am Anfang der 1870er Jahre gekommen. Die deutsche Zuckerindustrie hat den Prozess gut ins 20. Jahrhundert verwendet. Vor dem Ersten Weltkrieg hat die Rübenzucker-Industrie 100,000 bis 150,000 Tonnen Strontium-Hydroxyd für diesen Prozess pro Jahr verwendet. Das Strontium-Hydroxyd wurde dabei wiederverwandt, aber die Nachfrage, Verluste während der Produktion einzusetzen, war hoch genug, um ein bedeutendes Nachfrageeinleiten-Bergwerk von strontianite in Münsterland zu schaffen. Das Bergwerk von strontianite in Deutschland hat geendet, als das Bergwerk der Celestite-Ablagerungen in Gloucestershire angefangen hat. Diese Gruben haben den grössten Teil der Weltstrontium-Versorgung von 1884 bis 1941 geliefert

Ereignis

Strontium kommt allgemein in der Natur, dem 15. reichlichsten Element auf der Erde vor, 0.034 % des ganzen Eruptivfelsens im Durchschnitt betragend, und wird hauptsächlich als die Form des Sulfat-Minerals celestite (SrSO) und des Karbonats strontianite (SrCO) gefunden. Der zwei kommt celestite viel öfter in sedimentären Ablagerungen der genügend Größe vor, um Entwicklung von abbauenden Möglichkeiten attraktiv zu machen. Weil Strontium meistenteils in der Karbonat-Form verwendet wird, würde strontianite die nützlicheren von den zwei allgemeinen Mineralen sein, aber wenige Ablagerungen sind entdeckt worden, die für die Entwicklung passend sind.

Strontium-Blechkanister, durch die Elektrolyse des geschmolzenen Strontium-Chlorids bereit sein, hat sich mit dem Kaliumchlorid vermischt:

:Sr + 2  Sr

:2 Kl.  Kl. (g) + 2

Wechselweise wird es durch das Reduzieren von Strontium-Oxyd mit Aluminium in einem Vakuum bei einer Temperatur gemacht, bei der Strontium davon destilliert.

Drei allotropes von metallischem Strontium bestehen mit Übergangspunkten an 235 und 540 °C.

Gemäß dem britischen Geologischen Überblick war China der Spitzenerzeuger von Strontium 2007 mit mehr als zwei Drittel-Weltanteil, der von Spanien, Mexiko, der Türkei, Argentinien und dem Iran gefolgt ist.

Isotope

Strontium hat vier stabile, natürlich vorkommende Isotope:

Sr (0.56 %), Sr (9.86 %), Sr (7.0 %) und Sr (82.58 %). Nur Sr ist radiogenic; es wird durch den Zerfall vom radioaktiven alkalischen Metall Rb erzeugt, der eine Halbwertzeit von 4.88 × 10 Jahre hat. So gibt es zwei Quellen von Sr in jedem Material: Zuerst hat der Teil in Sternen zusammen mit den Isotopen Sr, Sr und Sr gebildet; und zweit hat sich der Teil durch den radioaktiven Zerfall von Rb geformt. Das Verhältnis Sr/Sr ist der Parameter normalerweise, hat in geologischen Untersuchungen berichtet; Verhältnisse in Mineralen und Felsen haben Werte im Intervall von ungefähr 0.7 zum größeren als 4.0. Weil Strontium einen diesem von Kalzium ähnlichen Atomradius hat, wechselt es sogleich Ca in Mineralen aus.

bekannt, bestehen sechzehn nicht stabile Isotope. Der größten Wichtigkeit sind Sr mit einer Halbwertzeit von 28.78 Jahren und Sr mit einer Halbwertzeit von 50.5 Tagen. Sr ist ein Nebenprodukt der Atomspaltung, die im radioaktiven Kernniederschlag gefunden ist, und wirft ein Gesundheitsproblem auf, da es Kalzium im Knochen auswechselt, Ausweisung aus dem Körper verhindernd. Dieses Isotop ist einer der besten langlebigen energiereichen Beta-Emitter bekannt, und wird im SCHNAPPEN (Systeme für die Kernhilfsmacht) Geräte verwendet. Diese Geräte halten Versprechung für den Gebrauch im Raumfahrzeug, den entfernten Wetterwarten, der Navigationsboje usw., wo eine leichte, langlebige, kernelektrische Macht-Quelle erforderlich ist. 1986 Tschernobyl Kernunfall hat ein riesengroßes Gebiet mit Sr verseucht. Innerhalb eines konkaven Silberflecks beschränkter Sr wird auch für die ärztliche Behandlung eines resected pterygium verwendet.

Sr ist ein kurzlebiges künstliches Radioisotop, das in der Behandlung des Knochen-Krebses verwendet wird. In Verhältnissen, wo Krebs-Patienten weit verbreitete und schmerzhafte knochige Metastasen (secondaries) haben, läuft die Regierung von Sr auf die Übergabe von radioaktiven Emissionen (Beta-Partikeln in diesem Fall) direkt zum Gebiet des knochigen Problems hinaus (wo Kalzium-Umsatz am größten ist). Der Sr wird als das Chlorid-Salz verfertigt (der auflösbar ist), und wenn aufgelöst, in der normalen Salzquelle intravenös eingespritzt werden kann. Gewöhnlich werden Krebs-Patienten mit einer Dosis von 150 MBq behandelt. Patienten müssen im Anschluss daran Vorsorge treffen, weil ihr Urin verseucht mit der Radioaktivität wird, so müssen sie sitzen, um zu urinieren und sich zu verdoppeln - spülen. Die ungefähr 3.5 Beta-Partikel-Reisen-Mm im Knochen (Energie 0.583 MeV) und 6.5 Mm im Gewebe, also gibt es keine Voraussetzung, um Patienten zu isolieren, die behandeln worden sind, außer zu sagen, dass sie keinen (besonders kleine Kinder) haben sollten, die in ihren Runden seit 10-40 Tagen sitzen. Die Schwankung in der Zeit ergibt sich aus der variablen Abrüstzeit für Sr, der von Nierenfunktion und der Zahl von knochigen Metastasen abhängt. Mit vielen knochigen Metastasen kann die komplette Dosis von Sr in den Knochen aufgenommen werden, und so wird die Radioaktivität behalten, um über eine 50.5-tägige Halbwertzeit zu verfallen. Man braucht ungefähr 10 Halbwertzeiten oder ungefähr 500 Tage für 99.9 % des radioaktiven Strontiums, um zu verfallen. Jedoch, wo es wenige knochige Metastasen gibt, wird das große Verhältnis von durch den Knochen nicht aufgenommenem Sr durch die Niere gefiltert, so dass die wirksame Halbwertzeit (eine Kombination der physischen und biologischen Halbwertzeit) viel kürzer sein wird.

Anwendungen

Die erste in großem Umfang Anwendung von Strontium war in der Produktion von Zucker von der Rübe. Obwohl ein Kristallisationsprozess mit Strontium-Hydroxyd von Augustin-Pierre Dubrunfaut 1849 patentiert wurde, ist die in großem Umfang Einführung mit der Verbesserung des Prozesses am Anfang der 1870er Jahre gekommen. Die deutsche Zuckerindustrie hat den Prozess gut ins 19. Jahrhundert verwendet. Vor dem Ersten Weltkrieg hat die Rübenzucker-Industrie 100,000 bis 150,000 Tonnen Strontium-Hydroxyd für diesen Prozess pro Jahr verwendet.

Strontium-Karbonat oder andere Strontium-Salze werden in der Fertigung des Feuerwerks verwendet, weil sie eine tiefrote Farbe dem Feuerwerkskörper geben.

Strontium-Metall wird in Strontium 90 %-Aluminium-10-%-Legierung einer eutektischen Zusammensetzung für die Modifizierung von Aluminiumsilikongusslegierungen verwendet. AJ62, ein haltbarer, kriechen - widerstandsfähige Magnesium-Legierung, die in Auto- und Motorrad-Motoren durch den BMW verwendet ist, enthält 2-%-Strontium durch das Gewicht.

Strontium wird in wissenschaftlichen Studien der Neurotransmitter-Ausgabe in Neuronen verwendet. Wie Kalzium erleichtert Strontium synaptic vesicle Fusion mit der synaptic Membran. Aber, verschieden von Kalzium, verursacht Strontium asynchrone vesicle Fusion. Deshalb erlaubt das Ersetzen von Kalzium in einem Kulturmedium mit Strontium Wissenschaftlern, die Effekten eines einzelnen-vesicle Fusionsereignisses, z.B, der Größe der postsynaptic durch den neurotransmitter Inhalt eines einzelnen vesicle entlockten Antwort zu messen.

Das wichtige Konzept für die Isotopic-Nachforschung ist, dass Sr auf jedes Mineral durch verwitternde Reaktionen zurückzuführen gewesen ist, wird denselben 87Sr/86Sr wie das Mineral haben. Deshalb verlangen Unterschiede in 87Sr/86Sr unter Grundwasser entweder (a) Unterschiede in der Mineralogie entlang dem Kontrastieren flowpaths oder (b) Unterschiede in den Verhältnisbeträgen von von demselben Gefolge von Mineralen abgewettertem Sr. Diese letzte Situation kann auf mehrere Weisen entstehen. Erstens werden Unterschiede in der anfänglichen Wasserchemie innerhalb einer homogenen Felsen-Einheit die verwitternden Verhältnisraten der Minerale betreffen. Zum Beispiel laden Abteilungen der Boden-Zone, die durch die evaporative Konzentration dessen betroffen ist, Wasser wieder, oder durch Unterschiede in pCO2 kann erwartet werden, verschiedenen 87Sr/86Sr zu haben. Zweitens können Unterschiede im relativen mobilities von Wasser an Skalen im Intervall von Zwischenkorn-Poren zur Auffangen-Skala auch 87Sr/86Sr tief betreffen (Bullen u. a. 1996). Zum Beispiel werden die chemische Zusammensetzung und das Endergebnis 87Sr/86Sr in unbeweglichem Wasser an einer plagioclase-hornblende Korn-Grenze gegen eine Quarzglimmerschiefer-Grenze verschieden sein. Drittens wird ein Unterschied in den "wirksamen" Verhältnisflächen von Mineralen in einem Teil der Felsen-Einheit auch Unterschiede in der Chemie und isotopic Zusammensetzung verursachen; "die Vergiftung" von reaktiven Oberflächen durch organische Überzüge ist ein Beispiel dieser Art des Prozesses. In einem grundsätzlichen Sinn, weil das Wasser in seichten Systemen nicht im chemischen Gleichgewicht mit den Felsen ist, ist es unrealistisch zu erwarten, dass das Wasser entlang flowpaths innerhalb sogar einer Einheit der unveränderlichen Mineralogie einen unveränderlichen 87Sr/86Sr haben sollte. Statt dessen das Wasser, das vorankommt, reagieren spezifische flowpaths langsam mit den Felsen und nähern sich allmählich chemischem Gleichgewicht im Laufe langer Zeitabschnitte.

Zusammensetzungen

Der primäre Gebrauch für Strontium-Zusammensetzungen ist im Glas für Farbenfernsehkathode-Strahl-Tuben, um Röntgenstrahl-Emission zu verhindern. Alle Teile der CRT Tube müssen Röntgenstrahlen absorbieren. Im Hals und dem Trichter der Tube, führen Sie Glas wird für diesen Zweck verwendet, aber dieser Typ des Glases zeigt eine Bräunen-Wirkung wegen der Wechselwirkung der Röntgenstrahlen mit dem Glas. Deshalb muss die Frontplatte eine verschiedene Glasmischung verwenden, in der Strontium und Barium die Röntgenstrahl absorbierenden Materialien sind. Die durchschnittlichen Werte für die Glasmischung, die für eine Wiederverwertungsstudie 2005 bestimmt ist, sind 8.5-%-Strontium-Oxyd und 10-%-Barium-Oxyd.

Andere Anwendungen sind wie folgt:

• Magnete von Ferrite und Raffinierung von Zink.
• Strontium titanate hat einen äußerst hohen Brechungsindex und eine optische Streuung, die größer ist als dieser des Diamanten, es machend, nützlich in einer Vielfalt von Optik-Anwendungen. Diese Qualität hat auch dazu geführt, dass es in Edelsteine, insbesondere als ein Diamant simulant geschnitten wird. Jedoch ist es sehr weich und kratzt leicht so es wird selten verwendet.
• Strontium-Karbonat, Strontium-Nitrat und Strontium-Sulfat werden im Feuerwerk für die rote Farbe, und manchmal für andere Farben auch allgemein verwendet.
• Strontium aluminate wird als ein heller Phosphor mit der langen Fortsetzung der Phosphoreszenz verwendet.
• Strontium-Chlorid wird manchmal in Zahnpasten für empfindliche Zähne verwendet. Eine populäre Marke schließt 10-%-Gesamtstrontium-Chlorid hexahydrate durch das Gewicht ein.
• Strontium-Oxyd wird manchmal verwendet, um die Qualität von einigen Töpferwaren-Polituren zu verbessern.
• Strontium ranelate wird in der Behandlung von osteoporosis verwendet. Es ist ein verschreibungspflichtiges Medikament in der EU, aber nicht in den USA.
• Strontium-Barium niobate kann in freien holografischen 3D-Anzeigen als ein "Schirm" verwendet werden.
• Strontium-Phosphid ist eine anorganische Zusammensetzung mit der Formel SrP und wird als ein Laborreagens und in der Fertigung chemisch reaktiver Geräte verwendet.

Radioaktive Strontium-Isotope

Sr ist die aktive Zutat in Metastron (die allgemeine Version von Metastron, Allgemeines Strontium-Chlorid Sr-89 Einspritzung, sein verfertigtes durch Bio-Nucleonics Inc.), ein radiopharmaceutical, der für zu metastatic Knochen-Krebs sekundären Knochen-Schmerz verwendet ist. Das Strontium handelt wie Kalzium und wird in den Knochen an Seiten von vergrößertem osteogenesis bevorzugt vereinigt. Diese Lokalisierung stellt die Strahlenaussetzung auf die krebsbefallene Verletzung ein.

Sr ist als eine Macht-Quelle für das Radioisotop thermoelektrische Generatoren (RTGs) verwendet worden. Sr erzeugt ungefähr 0.93 Watt der Hitze pro Gramm (es ist für die Form von Sr niedriger, der in RTGs verwendet ist, der Strontium-Fluorid ist). Jedoch hat Sr eine Lebenszeit etwa 3mal kürzer und hat eine niedrigere Dichte als Pu, ein anderer RTG Brennstoff. Der Hauptvorteil von Sr besteht darin, dass es preiswerter ist als Pu und im radioaktiven Abfall gefunden wird. Die Sowjetunion hat fast 1000 dieser RTGs auf der nördlichen Küste als Macht-Quelle für Leuchttürme und Meteorologie-Stationen eingesetzt.

Sr wird auch in der Krebs-Therapie verwendet. Seine Beta-Emission und lange Halbwertzeit sind für die oberflächliche Strahlentherapie ideal.

Weil Strontium Kalzium so ähnlich ist, wird es im Knochen vereinigt. Alle vier stabilen Isotope werden in grob ähnlichen Verhältnissen vereinigt, weil sie in der Natur gefunden werden (sieh bitte unten). Jedoch neigt der wirkliche Vertrieb der Isotope dazu, sich außerordentlich von einer geografischer Position bis einen anderen zu ändern. So kann das Analysieren des Knochens einer Person helfen, das Gebiet zu bestimmen, es ist hergekommen. Diese Annäherung hilft, die alten Wanderungsmuster zu identifizieren, sowie der Ursprung des vermischten Menschen bleibt in Schlachtfeld-Begräbnis-Seiten. Strontium hilft so forensischen Wissenschaftlern auch.

Sr/Sr Verhältnisse werden allgemein verwendet, um die wahrscheinlichen Herkunft-Gebiete von Bodensatz in natürlichen Systemen besonders in fluvialen und Seeumgebungen zu bestimmen. Dasch (1969) hat gezeigt, dass Oberflächenbodensätze des Atlantiks Sr/Sr Verhältnisse gezeigt haben, die als Hauptteil-Durchschnitte der Sr/Sr Verhältnisse von geologischem terranes von angrenzendem landmasses betrachtet werden konnten. Ein gutes Beispiel eines Fluvial-Seesystems, zu dem Isotop-Herkunft-Studien von Sr erfolgreich verwendet worden sind, ist das Flusssystem des Nils-Mittelmeeres wegen der sich unterscheidenden Alter der Felsen, die die Mehrheit des Blauen und Weißen Nils einsetzen, können Einzugsgebiete der sich ändernden Herkunft von Bodensatz, der das Delta von Fluss Nil und das Östliche Mittelmeer erreicht, durch Studien von Sr isotopic wahrgenommen werden. Solche Änderungen werden in der Späten Vierergruppe klimatisch kontrolliert.

Mehr kürzlich sind Sr/Sr Verhältnisse auch verwendet worden, um die Quelle von alten archäologischen Materialien wie Bauhölzer und Getreide in der Chaco Felsschlucht, New Mexico zu bestimmen. Sr/Sr Verhältnisse in Zähnen können auch verwendet werden, um Tierwanderungen oder in kriminellem forensics zu verfolgen.

Wirkung auf den menschlichen Körper

Der menschliche Körper absorbiert Strontium, als ob es Kalzium war. Wegen der chemischen Ähnlichkeit der Elemente könnten die stabilen Formen von Strontium keine bedeutende Gesundheitsbedrohung — tatsächlich darstellen, die Niveaus gefunden können wirklich natürlich (sieh unten) vorteilhaft sein - aber radioaktiver Sr kann zu verschiedenen Knochen-Unordnungen und Krankheiten einschließlich Knochen-Krebses führen. Die Strontium-Einheit wird in der Messradioaktivität von absorbiertem Sr verwendet.

Ein neuer in - vitro Studie hat die NY Universität von Zahnwissenschaften mit Strontium auf osteoblasts geführt hat gekennzeichnete Verbesserung auf dem Knochen-Gebäude osteoblasts gezeigt.

fand, hat das Rauschgift-Strontium ranelate, gemacht durch das Kombinieren von Strontium mit ranelic Säure, Knochen-Wachstum, Zunahme-Knochen-Dichte geholfen, und sich vertebral, peripherisch, und Hüfte-Brüche vermindert. Frauen, die das Rauschgift erhalten, haben eine 12.7-%-Zunahme in der Knochen-Dichte gezeigt. Frauen, die ein Suggestionsmittel erhalten, hatten eine 1.6-%-Abnahme. Hälfte der Zunahme in der Knochen-Dichte (gemessen durch den Röntgenstrahl densitometry) wird dem höheren Atomgewicht von Sr im Vergleich zu Kalzium, wohingegen andere eine halbe wahre Zunahme in der Knochen-Masse zugeschrieben. Strontium ranelate wird als ein verschreibungspflichtiges Medikament in Europa und vielen Ländern weltweit eingeschrieben. Es muss von einem Arzt vorgeschrieben werden, muss von einem Apotheker geliefert werden, und verlangt strenge medizinische Aufsicht.

Es gibt eine lange Geschichte der medizinischen Forschung bezüglich der Vorteile von Strontium, in den 1950er Jahren beginnend. Studien zeigen einen Mangel an unerwünschten Nebenwirkungen an. Mehrere andere Salze von Strontium wie Strontium-Zitrat und Strontium-Karbonat sind in den Vereinigten Staaten unter der Diätetischen Ergänzungsgesundheit und dem Ausbildungsgesetz von 1994 verfügbar, in der Nähe vom empfohlenen Strontium-Inhalt, ungefähr 680 Milligramme pro Tag, Strontiums ranelate zur Verfügung stellend. Ihre langfristige Sicherheit und Wirkung sind auf Menschen in groß angelegten medizinischen Proben nicht bewertet worden.

Siehe auch

Links

• WebElements.com - Strontium
• Chemie in seinem Element podcast (MP3) von der Königlichen Gesellschaft der Chemie-Welt der Chemie: Strontium
• Universität Nottinghams, Periodensystem von Videos: Strontium