Stroncium

český názevStroncium
latinský názevStrontium
anglický názevStrontium
chemická značkaSr
protonové číslo38
relativní atomová hmotnost87,62
perioda5
skupinaII.A
zařazeníkovy alkalických zemin
rok objevu1793
objevitelM. H. Klaproth
teplota tání [°C]769
teplota varu [°C]1384
hustota [g cm-3]2,6
hustota při teplotě tání [g cm-3]6,98
elektronegativita0,95
standardní el. potenciál [V]−2,899
oxidační stavy-II, +II
elektronová konfigurace[Kr]5s2
atomový poloměr [pm]219
kovalentní poloměr [pm]182
specifické teplo [J g-1K-1]0,3
slučovací teplo [kJ mol-1]8,3
tepelná vodivost [W m-1 K-1]35,4
elektrická vodivost [S m-1]2.106
1. ionizační potenciál [eV]5,6948
2. ionizační potenciál [eV]11,03
3. ionizační potenciál [eV]43,6
tvrdost podle Mohse1,5
modul pružnosti [GPa]6,1
skupenství za norm. podmíneks

Chemické vlastnosti a reakce stroncia

Chemický prvek stroncium je šedobílý, lesklý a poměrně měkký kov. Kovové stroncium se na vzduchu rychle pokrývá nažloutlou vrstvou oxidu strontnatého. Jsou známy tři krystalografické modifikace, krychlové α-Sr přechází při teplotě 233°C na šesterečné β-Sr, při teplotě nad 540°C existuje v krychlové modifikaci jako γ-Sr. Práškové stroncium je pyroforní.

Stroncium reaguje s neoxidujícími kyselinami za vzniku strontnaté soli a vývoje vodíku:

Sr + 2HCl → SrCl2 + H2

Se zředěnou kyselinou dusičnou reaguje za vzniku strontnaté soli a vývoje oxidu dusného, s velmi zředěnou kyselinou vzniká dusičnan amonný:

4Sr + 10HNO3 → 4Sr(NO3)2 + N2O + 5H2O
4Sr + 10HNO3 → 4Sr(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O

Za normální teploty reaguje s vodou za vzniku hydroxidu strontnatého, při teplotě nad 200°C reaguje s vodní párou za vzniku oxidu a hydridu strontnatého:

Sr + 2H2O → Sr(OH)2 + H2
2Sr + H2O → SrO + SrH2

Stroncium je chemicky značně reaktivní prvek, s řadou ostatních prvků se přímo slučuje. Ve sloučeninách vystupuje stroncium téměř výhradně jako dvojmocný kation Sr2+, za zvláštních podmínek může stroncium ve sloučeninách existovat i v oxidačním stupni -II jako stroncidový anion. Stroncidy jsou velmi nestabilní sloučeniny, které působí jako silná redukční činidla.

Vodné roztoky solí stroncia jsou bezbarvé, nerozpustné sloučeniny stroncia jsou bílé látky, mezi barevné výjimky patří žlutý chroman strontnatý SrCrO4.

Analytické stanovení stroncia je možné uskutečnit komplexometrickou titrací na indikátor eriochromová čerň. V alkalickém prostředí (pH=10-11) je bod ekvivalence indikován barevným přechodem indikátoru z červené na modrou. Tabulka rozpustnosti strontnatých sloučenin.

Stroncium tvoří celkem 28 izotopů s hmotnostními čísly 75 až 102, z toho čtyři (84Sr, 86Sr, 87Sr a 88Sr) jsou stabilní a jsou součástí přírodního stroncia, ve kterém má nejvyšší podíl (82,6 %) izotop 88Sr.

Výskyt stroncia v přírodě

V přírodě se volné stroncium nenalézá. Obsah stroncia v zemské kůře je 0,037 %. Nejdůležitější minerály stroncia celestin SrSO4 a stroncianit SrCO3 se vyskytují v různých typech ložisek, zejména jako hydrotermální žíly, infiltrační polohy ve vápencích i jako sedimentární chemogenní vrstvy.

Nejvyšší obsah stroncia (69,75 % Sr) ze všech minerálů má nerost s poetickým názvem IMA2009-014, chemicky se jedná o fluorid strontnatý SrF2. Celkem je známo přibližně 120 nerostů s obsahem stroncia.

V roce 2011 se nejvíce nerostů stroncia vytěžilo v Čině - 210 kt, ve Španělsku 120 kt a v Mexiku 35 kt. Největší ověřené zásoby stroncia ve výši 6,8 Mt jsou v Číně, celosvětové zásoby se odhadují na 1 miliardu tun.

Výroba stroncia

Hlavním zdrojem stroncia pro průmyslovou výrobu je dusičnan strontnatý Sr(NO3)2, který se získává jako vedlejší produkt při výrobě kombinovaných hnojiv typu NPK rozkladem přírodních fosfátů kyselinou dusičnou. Z rozložené břečky se dusičnan odděluje krystalizací, konverzí s uhličitanem amonným se převádí na uhličitan strontnatý, který je základní látkou pro přípravu všech dalších sloučenin stroncia.

Výroba kovového stroncia se provádí elektrolýzou tavenin jeho halogenidů nebo aluminotermickou redukcí oxidu strontnatého:

3SrO + 2Al → 3Sr + Al2O3

Praktické využití

Kovové stroncium je součástí některých lehkých slitin, přídavek stroncia se používá pro výrobu ferryto-keramických magnetů. Chlorid strontnatý SrCl2 se používá do zubních past pro citlivé zuby, oxid strontnatý SrO je součástí glazur a skel. Titaničitan strontnatý SrTiO3 má velmi vysoký index lomu světla a používá se v optice a jako náhrada diamantu, sulfid strontnatý SrS je součástí depilačních prostředků a luminiscenčních barev, chroman strontnatý SrCrO4 slouží jako žlutý pigment stronciová žluť k probarvování PVC a jako inhibitor koroze natěrových hmot na slitiny hořčíku, hliníku a zinku. Dusičnan strontnatý Sr(NO3)2, bromid strontnatý SrBr2 a chlorečnan strontnatý Sr(ClO3)2 se využívají v pyrotechnice - barví plamen intenzivně červeně. Peroxid strontnatý SrO2 se používá jako bělidlo, antiseptikum a zejména jako součást značkovací světelné munice. Uhličitan strontnatý SrCO3 se používá jako tavidlo do keramických glazur.

Radioaktivní izotop stroncia 90Sr se jako silný zdroj beta záření využívá v radioterapii a jako trvanlivý a lehký energetický zdroj pro satelity, automatické meteostanice a navigační bóje.

Zdroje

rubidium ← stroncium → yttrium