Stronsium (Sr) adalah unsur kimia, logam alkali tanah dari golongan ke-2 tabel periodik. Digunakan dalam lampu sinyal merah dan fosfor, menimbulkan bahaya kesehatan utama dalam kontaminasi radioaktif.
Riwayat penemuan
Mineral dari tambang timah dekat desa Strontian di Skotlandia. Awalnya dikenal sebagai berbagai barium karbonat, tetapi Adair Crawford dan William Cruikshank pada tahun 1789 menyarankan bahwa itu adalah zat yang berbeda. Ahli kimia Thomas Charles Hope menamai mineral baru strontite setelah desa, dan strontium oksida SrO yang sesuai, strontium. Logam ini diisolasi pada tahun 1808 oleh Sir Humphry Davy, yang mengelektrolisis campuran hidroksida basah atau klorida dengan oksida merkuri menggunakan katoda merkuri dan kemudian menguapkan merkuri dari amalgam yang dihasilkan. Dia menamai elemen baru menggunakan akar kata "strontium".
Berada di alam
Kelimpahan relatif strontium, unsur ketiga puluh delapan dari tabel periodik, di ruang angkasa diperkirakan 18,9 atom untuk setiap 106 atom silikon. Ini adalah tentang0,04% dari massa kerak bumi. Rata-rata konsentrasi unsur dalam air laut adalah 8 mg/L.
Unsur kimia strontium banyak ditemukan di alam dan diperkirakan menjadi zat paling melimpah ke-15 di Bumi, mencapai konsentrasi 360 bagian per juta. Mengingat reaktivitasnya yang ekstrem, ia hanya ada dalam bentuk senyawa. Mineral utamanya adalah celestine (sulfat SrSO4) dan strontianit (karbonat SrCO3). Dari jumlah tersebut, celestite terjadi dalam jumlah yang cukup untuk penambangan yang menguntungkan, lebih dari 2/3 dari pasokan dunia berasal dari Cina, dan Spanyol dan Meksiko memasok sebagian besar sisanya. Namun, lebih menguntungkan untuk menambang strontianit, karena strontium lebih sering digunakan dalam bentuk karbonat, tetapi deposit yang diketahui relatif sedikit.
Properti
Stronsium adalah logam lunak, mirip dengan timah, yang bersinar seperti perak saat dipotong. Di udara, ia dengan cepat bereaksi dengan oksigen dan uap air yang ada di atmosfer, memperoleh warna kekuningan. Oleh karena itu, harus disimpan dalam isolasi dari massa udara. Paling sering disimpan dalam minyak tanah. Itu tidak terjadi dalam keadaan bebas di alam. Mendampingi kalsium, strontium hanya termasuk dalam 2 bijih utama: celestite (SrSO4) dan strontianite (SrCO3).
Dalam deret unsur kimia magnesium-kalsium-strontium (logam alkali tanah) Sr berada dalam golongan 2 (sebelumnya 2A) dari tabel periodik antara Ca dan Ba. Selain itu, terletak di periode ke-5 antara rubidium dan yttrium. Karena jari-jari atom strontiummirip dengan jari-jari kalsium, ia dengan mudah menggantikan yang terakhir dalam mineral. Tapi itu lebih lembut dan lebih reaktif dalam air. Membentuk hidroksida dan gas hidrogen pada kontak. Diketahui 3 alotrop strontium dengan titik transisi 235 °C dan 540 °C.
Logam alkali tanah umumnya tidak bereaksi dengan nitrogen di bawah 380 °C dan hanya membentuk oksida pada suhu kamar. Namun, dalam bentuk bubuk, strontium secara spontan menyatu membentuk oksida dan nitrida.
Sifat kimia dan fisik
Karakterisasi unsur kimia strontium menurut rencana:
- Nama, simbol, nomor atom: strontium, Sr, 38.
- Grup, titik, blok: 2, 5, s.
- Massa atom: 87,62 g/mol.
- E-config: [Kr]5s2.
- Distribusi elektron pada kulit: 2, 8, 18, 8, 2.
- Gensitas: 2.64g/cm3.
- Titik lebur dan didih: 777 °C, 1382°C.
- Kondisi oksidasi: 2.
Isotop
Stronsium alami adalah campuran dari 4 isotop stabil: 88Sr (82,6%), 86Sr (9, 9%), 87Sr (7,0%) dan 84Sr (0,56%). Dari jumlah tersebut, hanya 87Sr yang bersifat radiogenik - ia dibentuk oleh peluruhan isotop radioaktif rubidium 87Rb dengan waktu paruh 4,88 × 10 10 tahun. Dipercaya bahwa 87Sr dihasilkan selama "nukleosintesis primordial" (tahap awal Dentuman Besar) bersama dengan isotop 84Sr,86 Sr dan 88Sr. Tergantung padalokasi, rasio 87Sr dan 86Sr mungkin berbeda lebih dari 5 kali. Ini digunakan dalam penentuan umur sampel geologi dan dalam menentukan asal usul kerangka dan artefak tanah liat.
Sebagai hasil dari reaksi nuklir, sekitar 16 isotop radioaktif sintetis strontium diperoleh, yang paling tahan lama adalah 90Sr (waktu paruh 28,9 tahun). Isotop ini, yang dihasilkan dalam ledakan nuklir, dianggap sebagai produk peluruhan paling berbahaya. Karena kesamaan kimianya dengan kalsium, ia diserap ke dalam tulang dan gigi, di mana ia terus mengeluarkan elektron, menyebabkan kerusakan radiasi, kerusakan sumsum tulang, mengganggu pembentukan sel darah baru, dan menyebabkan kanker.
Namun, dalam kondisi yang dikontrol secara medis, strontium digunakan untuk mengobati keganasan superfisial dan kanker tulang tertentu. Ini juga digunakan dalam bentuk strontium fluorida dalam sumber arus kimia dan dalam generator termoelektrik radioisotop, yang mengubah panas peluruhan radioaktifnya menjadi listrik, berfungsi sebagai sumber daya ringan dan berumur panjang dalam pelampung navigasi, stasiun cuaca terpencil dan pesawat ruang angkasa.
89Sr digunakan untuk mengobati kanker karena menyerang jaringan tulang, menghasilkan radiasi beta, dan meluruh setelah beberapa bulan (waktu paruh 51 hari).
Elemen kimia strontium tidak penting untuk bentuk kehidupan yang lebih tinggi, garamnya biasanya tidak beracun. Apa yang membuat90Sr berbahaya, digunakan untuk meningkatkan kepadatan dan pertumbuhan tulang.
Koneksi
Sifat unsur kimia strontium sangat mirip dengan kalsium. Dalam senyawa, Sr memiliki keadaan oksidasi eksklusif +2 sebagai ion Sr2+. Logam ini merupakan zat pereduksi aktif dan mudah bereaksi dengan halogen, oksigen, dan belerang untuk menghasilkan halida, oksida, dan sulfida.
Senyawa strontium memiliki nilai komersial yang agak terbatas, karena senyawa kalsium dan barium yang sesuai umumnya melakukan hal yang sama tetapi lebih murah. Namun, beberapa dari mereka telah menemukan aplikasi di industri. Belum diketahui dengan zat apa untuk mencapai warna merah pada kembang api dan lampu isyarat. Saat ini hanya garam strontium seperti Sr(NO3)2 dan Sr(ClO) klorat yang digunakan untuk mendapatkan warna ini. 3)2 . Sekitar 5-10% dari total produksi unsur kimia ini dikonsumsi oleh kembang api. Strontium hidroksida Sr(OH)2 kadang-kadang digunakan untuk mengekstrak gula dari molase karena ia membentuk sakarida larut yang darinya gula dapat dengan mudah diregenerasi oleh aksi karbon dioksida. SrS monosulfida digunakan sebagai agen depilatory dan bahan dalam fosfor perangkat electroluminescent dan cat bercahaya.
Stronsium ferit membentuk keluarga senyawa dengan rumus umum SrFexOy, diperoleh sebagai hasil dari suhu tinggi (1000-1300 °C) reaksi SrCO3 danFe2O3. Mereka digunakan untuk membuat magnet keramik, yang banyak digunakan di speaker, motor wiper kaca mobil dan mainan anak-anak.
Produksi
Sebagian besar mineralisasi celestit SrSO4 diubah menjadi karbonat dengan dua cara: dilarutkan secara langsung dengan larutan natrium karbonat atau dipanaskan dengan batu bara untuk membentuk sulfida. Pada tahap kedua, zat berwarna gelap diperoleh, terutama mengandung strontium sulfida. "Abu hitam" ini larut dalam air dan disaring. Strontium karbonat mengendap dari larutan sulfida dengan memasukkan karbon dioksida. Sulfat direduksi menjadi sulfida melalui reduksi karbotermal SrSO4 + 2C → SrS + 2CO2. Sel dapat diproduksi melalui kontak elektrokimia katodik, di mana batang besi yang didinginkan, bertindak sebagai katoda, menyentuh permukaan campuran kalium dan strontium klorida, dan naik ketika strontium mengeras di atasnya. Reaksi pada elektroda dapat direpresentasikan sebagai berikut: Sr2+ + 2e- → Sr (katoda); 2Cl- → Cl2 + 2e- (anoda).
Metallic Sr juga dapat diperoleh kembali dari oksidanya dengan aluminium. Ini dapat ditempa dan ulet, konduktor listrik yang baik, tetapi digunakan relatif sedikit. Salah satu kegunaannya adalah sebagai bahan paduan aluminium atau magnesium dalam pengecoran blok silinder. Strontium meningkatkan kemampuan mesin dan ketahanan mulurlogam. Cara alternatif untuk mendapatkan strontium adalah dengan mereduksi oksidanya dengan aluminium dalam ruang hampa pada suhu distilasi.
Penggunaan komersial
Elemen kimia strontium banyak digunakan dalam kaca tabung sinar katoda TV berwarna untuk mencegah penetrasi sinar-X. Ini juga dapat digunakan dalam cat semprot. Ini tampaknya menjadi salah satu sumber paparan publik yang paling mungkin terhadap strontium. Selain itu, elemen ini digunakan untuk memproduksi magnet ferit dan menghaluskan seng.
Garam strontium digunakan dalam pembuatan kembang api karena mereka mewarnai api menjadi merah saat dibakar. Dan paduan garam strontium dengan magnesium digunakan sebagai bagian dari campuran pembakar dan sinyal.
Titanate memiliki indeks bias dan dispersi optik yang sangat tinggi, sehingga berguna dalam optik. Ini dapat digunakan sebagai pengganti berlian, tetapi jarang digunakan untuk tujuan ini karena sangat lembut dan rentan terhadap goresan.
Stronsium aluminat adalah fosfor terang dengan stabilitas pendar yang tahan lama. Oksida kadang-kadang digunakan untuk meningkatkan kualitas glasir keramik. Isotop 90Sr adalah salah satu pemancar beta energi tinggi berumur panjang terbaik. Ini digunakan sebagai sumber daya untuk generator termoelektrik radioisotop (RTG), yang mengubah panas yang dilepaskan selama peluruhan unsur radioaktif menjadi listrik. Perangkat ini digunakan dalampesawat ruang angkasa, stasiun cuaca terpencil, pelampung navigasi, dll. - di mana sumber tenaga nuklir-listrik yang ringan dan berumur panjang diperlukan.
Penggunaan medis strontium: karakterisasi sifat, pengobatan dengan obat
Isotop 89Sr adalah bahan aktif dalam obat radioaktif Metastron, digunakan untuk mengobati nyeri tulang yang disebabkan oleh kanker prostat metastatik. Unsur kimia strontium bertindak seperti kalsium, itu terutama termasuk dalam tulang di tempat-tempat dengan peningkatan osteogenesis. Lokalisasi ini memfokuskan efek radiasi pada lesi kanker.
Radioisotop 90Sr juga digunakan dalam terapi kanker. Radiasi beta dan waktu paruh yang panjang ideal untuk terapi radiasi permukaan.
Obat eksperimental yang dibuat dengan menggabungkan strontium dengan asam ranelat meningkatkan pertumbuhan tulang, meningkatkan kepadatan tulang dan mengurangi patah tulang. Stronium ranelate terdaftar di Eropa sebagai pengobatan untuk osteoporosis.
Stronsium klorida terkadang digunakan dalam pasta gigi untuk gigi sensitif. Isinya mencapai 10%.
Kewaspadaan
Stronsium murni memiliki aktivitas kimia yang tinggi, dan dalam keadaan hancur, logam tersebut secara spontan menyala. Oleh karena itu, unsur kimia ini dianggap sebagai bahaya kebakaran.
Efek pada tubuh manusia
Tubuh manusia menyerap strontium dengan cara yang sama seperti kalsium. Dua iniUnsur-unsurnya sangat mirip secara kimiawi sehingga bentuk stabil Sr tidak menimbulkan risiko kesehatan yang signifikan. Sebaliknya, isotop radioaktif 90Sr dapat menyebabkan berbagai kelainan dan penyakit tulang, termasuk kanker tulang. Satuan strontium digunakan untuk mengukur radiasi yang diserap 90Sr.
