أكسيد السترونتيوم (SrO): الخصائص والتطبيقات والمخاطر

وأكسيد السترونتيوم ، الذي تركيبة كيميائية له هو SrO (لا يتم الخلط بينه وبين بيروكسيد السترونتيوم ، وهو SrO2) ، هو نتاج تفاعل الأكسدة بين هذا المعدن والأكسجين الموجود في الهواء عند درجة حرارة الغرفة: 2Sr (s) + O2 (g) → 2SrO (s).

تحترق قطعة من السترونتيوم بالهواء نتيجة لتفاعلها العالي ، ولأن لديها تكوين إلكتروني من النوع ns2 ، فإنها تنتج بسهولة إلكترونات التكافؤ ، وخاصة جزيء ثنائي الأكسجين.

إذا تم زيادة مساحة سطح المعدن عن طريق رشه في مسحوق منقسم بدقة ، يحدث التفاعل على الفور ، وحتى يحترق بلهب أحمر كثيف. سترونتيوم ، المعدن الذي يشارك في هذا التفاعل ، هو معدن من المجموعة 2 من الجدول الدوري.

تتكون هذه المجموعة من العناصر المعروفة باسم الأرض القلوية. أول العناصر التي تقود المجموعة هي البريليوم ، يليه المغنيسيوم والكالسيوم والسترونتيوم والباريوم ، وأخيرا الراديوم. هذه العناصر هي ذات طبيعة معدنية ، وكقاعدة تذكر أن تذكرها ، يمكنك استخدام التعبير: "السيد بيكامبارا ".

إن "Sr" الذي يشير إليه التعبير ليس سوى معدن السترونتيوم (Sr) ، وهو عنصر كيميائي شديد التفاعل لا يوجد بشكل طبيعي في شكله النقي ، ولكن مقترنًا بعناصر أخرى من البيئة أو بيئتها لتؤدي إلى أملاحها ، النتريدات وأكاسيدها.

لهذا السبب ، فإن المعادن وأكسيد السترونتيوم هما المركبات التي توجد فيها السترونتيوم في الطبيعة.

الخصائص الفيزيائية والكيميائية

يعتبر أكسيد السترونتيوم مركبًا صلبًا وأبيضًا يسهل اختراقه وعديم الرائحة ، ويمكن العثور عليه في السوق على هيئة مسحوق ناعم أو بلورات أو جسيمات متناهية الصغر اعتمادًا على معالجته الجسدية.

وزنه الجزيئي هو 103.619 جم / مول وله مؤشر انكسار عالٍ. لديها درجة انصهار عالية (2531 درجة مئوية) ونقاط غليان (3200 درجة مئوية) ، مما يترجم إلى تفاعلات رابطة قوية بين السترونتيوم والأكسجين. نقطة الانصهار العالية هذه تجعلها مادة مستقرة حرارياً.

أكسيد الأساسية

وهو أكسيد أساسي للغاية. هذا يعني أنه يتفاعل في درجة حرارة الغرفة مع الماء لتكوين هيدروكسيد السترونتيوم (Sr (OH) 2):

SrO (s) + H2O (l) → Sr (OH) 2

الذوبانية

كما أنه يتفاعل أو يحتفظ بالرطوبة ، وهي خاصية أساسية للمركبات الاسترطابية. لذلك ، يكون لأكسيد السترونتيوم تفاعل عالي مع الماء.

في المذيبات الأخرى - على سبيل المثال ، الكحوليات مثل الإيثانول من الصيدلية أو الميثانول - قابلة للذوبان بشكل طفيف ؛ بينما في المذيبات مثل الأسيتون ، الأثير أو ثنائي كلورو ميثان ، يكون غير قابل للذوبان.

لماذا هذا هكذا؟ لأن أكاسيد المعادن - وأكثر من تلك المتكونة من معادن الأرض القلوية - هي مركبات قطبية وبالتالي تتفاعل بدرجة أفضل مع المذيبات القطبية.

لا يمكن أن يتفاعل فقط مع الماء ، ولكن أيضًا مع ثاني أكسيد الكربون ، ينتج كربونات السترونتيوم:

SrO (s) + CO2 (g) → SrCO3 (s)

يتفاعل مع الأحماض - مثل حمض الفوسفوريك المخفف - لإنتاج ملح فوسفات السترونتيوم والماء:

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

هذه التفاعلات طاردة للحرارة ، ولهذا يتبخر الماء الناتج في درجات حرارة عالية.

التركيب الكيميائي

يشرح التركيب الكيميائي للمركب كيفية ترتيب ذراته في الفضاء. في حالة أكسيد السترونتيوم ، يكون له هيكل بلوري مثل ملح الصخور ، مثل ملح الطعام أو كلوريد الصوديوم (NaCl).

على عكس كلوريد الصوديوم ، الملح أحادي التكافؤ - أي مع الكاتيونات والأنيونات ذات حجم شحنة (+1 لـ Na و -1 لـ Cl) - SrO ثنائي التكافؤ ، بتهمة 2+ لـ Sr ، و من -2 لـ O (O2- ، أكسيد الأنيون).

في هذا الهيكل ، يحيط كل O2- أيون (من اللون الأحمر) بستة أيونات أكاسيد كبيرة الحجم ، مما يسهم في تقاطعات الأوكتاهدرا الناتجة عن ذلك مع أيونات Sr2 + (خضراء) ، أصغر. تُعرف هذه الحزمة أو الترتيب بخلية الوحدة المكعبة المتمركزة على الوجوه (ccc).

نوع الرابط

الصيغة الكيميائية لأكسيد السترونتيوم هي SrO ، لكنها لا تفسر تمامًا التركيب الكيميائي أو نوع الرابطة الموجودة.

في المقطع السابق ذكر أنه يحتوي على بنية تشبه الجواهر. وهذا هو ، هيكل الكريستال شائع جدا لكثير من الأملاح.

لذلك ، فإن نوع الرابطة هو في الغالب الأيونية ، والتي من شأنها أن توضح لماذا هذا أكسيد لديه درجة انصهار وغليان عالية.

بما أن الرابطة أيونية ، فإن التفاعلات الإلكتروستاتيكية هي التي تجمع ذرات السترونتيوم والأكسجين: Sr2 + O2-.

إذا كان هذا الرابط تساهميًا ، فيمكن تمثيل المركب بالروابط في بنية لويس (مع حذف أزواج الأكسجين غير المشتركة).

تطبيقات

تعد الخصائص الفيزيائية للمركب ضرورية للتنبؤ بما ستكون عليه تطبيقاته المحتملة في الصناعة ؛ لذلك ، هذه هي انعكاس الكلي لخصائصها الكيميائية.

بديلا عن الرصاص

يجد أكسيد السترونتيوم ، بفضل ثباته الحراري العالي ، العديد من التطبيقات في صناعات السيراميك والزجاج والبصريات.

يهدف استخدامه في هذه الصناعات أساسًا إلى استبدال الرصاص ويكون مادة مضافة تعطي ألوانًا ولزوجة أفضل للمواد الخام للمنتجات.

ما المنتجات؟ لن يكون لهذه القائمة نهاية ، لأنه في أي من هذه النظارات التي تحتوي على أكواب أو مينا أو سيراميك أو بلورات في أي من قطعها ، قد يكون أكسيد السترونتيوم مفيدًا.

صناعة الفضاء

نظرًا لكونها مادة صلبة يسهل اختراقها ، فإنها يمكن أن تتقاطع بين الجزيئات الصغيرة ، وبالتالي توفر مجموعة من الاحتمالات في صياغة المواد ، بحيث تكون خفيفة بحيث يتم النظر فيها من قبل صناعة الطيران.

الحفاز

تسمح نفس المسامية لها باستخدامات محتملة كمحفز (مسرع التفاعلات الكيميائية) وكمبادل حراري.

أغراض إلكترونية

يعمل أكسيد السترونتيوم أيضًا كمصدر لإنتاج السترونتيوم النقي للأغراض الإلكترونية ، وذلك بفضل قدرة هذا المعدن على امتصاص الأشعة السينية ؛ وللإعداد الصناعي لهيدروكسيدها ، Sr (OH) 2 ، وبيروكسيدها ، SrO2.

المخاطر الصحية

إنه مركب تآكل ، لذلك يمكن أن يسبب حروقًا مع ملامسة جسدية بسيطة على أي جزء من الجسم. إنه حساس للغاية للرطوبة ويجب تخزينه في أماكن جافة وباردة.

سلوك أملاح تفاعل هذا الأكسيد مع أحماض مختلفة تتصرف في الكائن الحي وكذلك أملاح الكالسيوم ، ويتم تخزينها أو طردها بواسطة آليات مماثلة.

في الوقت الحالي ، لا يمثل أكسيد السترونتيوم بحد ذاته مخاطر كبيرة على الصحة.