תחמוצת סטרונציום: תכונות, מבנה, שימושים וסיכונים - כִּימִיָה - 2025

תחמוצת סטרונציום , אשר נוסחה כימית היא SRO (לא כדי לבלבל עם סטרונציום חמצן, המהווה SRO2), היא תוצר של התגובה חמצוני בין המתכת לבין חמצן באוויר בטמפרטורת החדר: 2SR (ים) + O2 (g) → 2SrO (ים).

חתיכת סטרונציום נשרפת במגע עם אוויר כתוצאה מהתגובה הגבוהה שלה, ומאחר שיש לה תצורה אלקטרונית מסוג ns2, היא מוותרת בקלות על שני האלקטרונים הערכיים שלה, במיוחד למולקולת החמצן הדיאטומית.

אם שטח הפנים של המתכת מוגדל על ידי הכתמתו לאבקה מחולקת דק, התגובה מתרחשת מייד, ואף נשרפת עם להבה אדמדמה עז. סטרונציום, המתכת שמשתתפת בתגובה זו, היא מתכת בקבוצה 2 של הטבלה המחזורית.

קבוצה זו מורכבת מהיסודות המכונים אדמות אלקליות. הראשון מבין היסודות המובילים את הקבוצה הוא בריליום, ואחריו מגנזיום, סידן, סטרונציום, בריום, ולבסוף, רדיום. אלמנטים אלה הם מטאליים מטבעם, וככדי לזכור אותם ניתן להשתמש בביטוי: "מר בקמברה ".

"Sr" שאליו מתייחס הביטוי הוא לא אחר מאשר סטרונציום המתכת (Sr), יסוד כימי תגובתי ביותר שלא נמצא באופן טבעי בצורתו הטהורה, אלא משולב עם אלמנטים אחרים בסביבה או בסביבתו כדי להצמיח מלחים, ניטרידים ותחמוצות.

מסיבה זו מינרלים ותחמוצת סטרונציום הם התרכובות בהן נמצא סטרונציום בטבע.

תכונות פיזיקליות וכימיות

תחמוצת סטרונציום היא תרכובת מוצקה לבנה, נקבובית ונטולת ריח, ובהתאם לטיפול הגופני שלה, היא יכולה להימצא בשוק כאבקה דקה, כגבישים או כחלקיקים.

משקלו המולקולרי הוא 103.619 גרם / מול ויש לו אינדקס שבירה גבוה. יש לו נקודות התכה גבוהות (2531 מעלות צלזיוס) ונקודות רתיחה (3200 מעלות צלזיוס), מה שמביא לאינטראקציות של קשרים חזקים בין סטרונציום וחמצן. נקודת ההתכה הגבוהה הזו הופכת אותו לחומר יציב תרמית.

תחמוצת בסיסית

זוהי תחמוצת בסיסית ביותר; המשמעות היא שהיא מגיבה בטמפרטורת החדר עם מים ליצירת סטרונציום הידרוקסיד (Sr (OH) 2):

SrO (s) + H2O (l) → Sr (OH) 2

מְסִיסוּת

זה גם מגיב או שומר על לחות, מאפיין חיוני של תרכובות היגרוסקופיות. לפיכך, לתחמוצת סטרונציום יש תגובתיות גבוהה עם מים.

בממסים אחרים - למשל, אלכוהולים כמו אתנול או מתנול בית מרקחת - הם מעט מסיסים; בעוד בממסים כמו אצטון, אתר או דיכלורומתאן, זה לא מסיס.

למה זה ככה? מכיוון שתחמוצות מתכתיות - ואף יותר מכך נוצרות ממתכות אדמה אלקליות - הן תרכובות קוטביות ולכן אינטראקציה טובה יותר עם ממסים קוטביים.

זה לא יכול להגיב רק עם מים, אלא גם עם פחמן דו חמצני, לייצר סטרונציום קרבונט:

SrO (ים) + CO2 (g) → SrCO3 (ים)

מגיב עם חומצות - כמו חומצה זרחתית מדוללת - לייצור מלח הפוספט של סטרונציום ומים:

3SrO (ים) + 2 H3PO4 (dil) → Sr3 (PO4) 2 (s) + 3H2O (g)

תגובות אלו אקסותרמיות, וזו הסיבה שהמים המופקים מתאדים בגלל טמפרטורות גבוהות.

מבנה כימי

המבנה הכימי של תרכובת מסביר את סידור האטומים שלו בחלל. במקרה של תחמוצת סטרונציום, יש לו מבנה גבישי מלח סלעים, זהה למלח שולחן או נתרן כלורי (NaCl).

שלא כמו NaCl, מלח חד-פעמי - כלומר עם קטיונים ואנונים בעוצמה אחת של מטען (+1 עבור Na ו- -1 עבור Cl) - SrO הוא דו-ערכי, עם מטענים של 2+ עבור Sr, ו -2 עבור O (O2-, אניון תחמוצת).

במבנה זה, כל O2- יון (אדום בצבעו) מוקף בשישה יוני תחמוצת מגושמים אחרים, המאכלסים את יוני ה- Sr2 + הקטנים יותר (בצבע ירוק) בתוואי האוקטאדרלה שלהם. אריזה או סידור זה מכונה תא יחידת מעוקב פנים-פנים (סמ"ק).

סוג קישור

הנוסחה הכימית של תחמוצת סטרונציום היא SrO, אך היא אינה מסבירה באופן מוחלט את המבנה הכימי או את סוג הקשר הקיים.

בחלק הקודם הוזכר שיש לו מבנה דמוי מלח-סלע; כלומר מבנה גבישי נפוץ מאוד למלחים רבים.

לפיכך, סוג הקשר הוא בעיקר יוני, מה שיביר מדוע לתחמוצת זו יש נקודות התכה ורתיחה גבוהות.

מכיוון שהקשר הוא יוני, אינטראקציות אלקטרוסטטיות מחזיקות את אטומי הסטרונטיום והחמצן יחד: Sr2 + O2-.

אם קשר זה היה קוולנטי, ניתן היה לייצג את המתחם על ידי קשרים במבנה לואיס שלו (השמטת זוגות האלקטרונים החמצן הלא משותפים).

יישומים

התכונות הפיזיקליות של תרכובת חיוניות כדי לחזות מה יהיו היישומים הפוטנציאליים שלה בתעשייה; לכן אלה הם השתקפות מאקרו של תכונותיו הכימיות.

תחליף עופרת

תחמוצת סטרונציום, בזכות היציבות התרמית הגבוהה שלו, מוצאת יישומים רבים בתעשיית הקרמיקה, הזכוכית והאופטיקה.

השימוש בו בענפים אלה נועד בעיקר להחליף עופרת ולהיות תוסף המעניק צבעים וצמיגות טובים יותר לחומר הגלם של המוצרים.

אילו מוצרים? לרשימה אין סוף, מכיוון שאף אחד מאלה שיש בו זכוכית, אמייל, קרמיקה או גבישים באחת מחתיכותיו, תחמוצת סטרונציום עשויה להועיל.

תעשיית התעופה והחלל

מכיוון שמדובר במוצק נקבובי מאוד, הוא יכול לערוך בין חלקיקים קטנים יותר, ובכך לספק מגוון אפשרויות בגיבוש חומרים, קלילים עד שתחשיב על ידי ענף התעופה והחלל.

זָרָז

נקבוביות זהה מאפשרת לו שימושים פוטנציאליים כזרז (מאיץ של תגובות כימיות) וכמחליף חום.

מטרות אלקטרוניות

תחמוצת סטרונציום משמשת גם כמקור לייצור סטרונטיום טהור למטרות אלקטרוניות בזכות יכולת המתכת לספוג קרני רנטגן; ולהכנה התעשייתית של ההידרוקסיד שלו, Sr (OH) 2, והפרוקסיד שלו, SrO2.

סיכונים בריאותיים

זהו תרכובת מאכלת, ולכן היא עלולה לגרום לכוויות במגע פיזי פשוט בכל חלק בגוף. הוא רגיש מאוד ללחות ויש לאחסן אותו בחללים יבשים וקרים.

המלחים שהם תוצר התגובה של תחמוצת זו עם חומצות שונות מתנהגים בגוף ממש כמו מלחי סידן, והם מאוחסנים או גורשים על ידי מנגנונים דומים.

תחמוצת סטרונציום כשלעצמה אינה מהווה סיכונים בריאותיים גדולים בשלב זה.

הפניות

1. אלמנטים אמריקאים. (1998-2018). אלמנטים אמריקאים. הוחזר ב -14 במרץ 2018 מ- American Elements: americanelements.com
2. AllReactions. הוחזר ב- 14 במרץ 2018 מ- AllReactions: allreactions.com
3. שיבר ואטקינס. (2008). כימיה אורגנית. במבנים של מוצקים פשוטים (מהדורה רביעית, עמ '84). מק גריי היל.
4. ATSDR. הוחזר ב- 14 במרץ 2018 מ- ATSDR: atsdr.cdc.gov
5. קלארק, ג'יי (2009). כימגייד. הוחזר ב- 14 במרץ 2018 מ- chemguide: chemguide.co.uk
6. טיארי, ר., נאראיאן, ש. ופנדיי, או. (2007). הכנת תחמוצת סטרונציום מ- celestite: סקירה. מדעי החומרים, 201-211.
7. Chegg Inc. (2003-2018). מחקר Chegg. הוחזר ב -16 במרץ 2018 ממחקר Chegg: chegg.com