OXID STRONTNATÝ: VLASTNOSTI, STRUKTURA, POUŽITÍ A RIZIKA - CHEMIE - 2025

Oxid strontnatý, jehož chemický vzorec je SrO (není na splést s peroxidu strontnatého, který je SRO2), je produktem oxidační reakce mezi kovem a kyslíkem ve vzduchu při pokojové teplotě: 2SR (y) + O2 (g) → 2SrO (s).

Část stroncia hoří při kontaktu se vzduchem v důsledku své vysoké reaktivity a protože má elektronickou konfiguraci typu ns2, snadno se vzdává svých dvou valenčních elektronů, zejména molekuly diatomického kyslíku.

Pokud se povrchová plocha kovu zvětšuje jeho rozmělněním na jemně rozmělněný prášek, reakce nastane okamžitě a dokonce hoří intenzivním načervenalým plamenem. Strontium, kov, který se účastní této reakce, je kov ve skupině 2 periodické tabulky.

Tato skupina se skládá z prvků známých jako alkalické zeminy. Prvním z prvků, který skupinu vede, je berylium, dále hořčík, vápník, stroncium, baryum a nakonec radium. Tyto prvky jsou kovové povahy a jako mnemotechnická pomůcka pro jejich zapamatování lze použít výraz: „Pan Becambara “.

"Sr", na který se výraz vztahuje, není nikde jiný než kovové stroncium (Sr), vysoce reaktivní chemický prvek, který se přirozeně nenachází v čisté formě, ale je kombinován s jinými prvky v prostředí nebo jeho prostředí, aby vznikl jeho soli, nitridy a oxidy.

Z tohoto důvodu jsou minerály a oxid strontnatý sloučeniny, ve kterých se stroncium nachází v přírodě.

Fyzikální a chemické vlastnosti

Oxid strontnatý je bílá, porézní a bez zápachu pevná látka a podle svého fyzikálního zpracování ji lze nalézt na trhu jako jemný prášek, krystaly nebo nanočástice.

Jeho molekulová hmotnost je 103,619 g / mol a má vysoký index lomu. Má vysoké teploty tání (2531 ° C) a body varu (3 200 ° C), což vede k silným vazebným interakcím mezi stronciem a kyslíkem. Tato vysoká teplota tání z něj činí tepelně stabilní materiál.

Základní oxid

Je to vysoce zásaditý oxid; To znamená, že reaguje při teplotě místnosti s vodou za vzniku hydroxidu strontnatého (Sr (OH) 2):

SrO (s) + H2O (l) → Sr (OH) 2

Rozpustnost

Reaguje nebo udržuje vlhkost, což je základní charakteristika hygroskopických sloučenin. Proto má oxid strontnatý vysokou reaktivitu s vodou.

V jiných rozpouštědlech - například alkoholech, jako je ethanol nebo metanol v lékárně - je mírně rozpustný; zatímco v rozpouštědlech, jako je aceton, ether nebo dichlormethan, je nerozpustný.

Proč je to tak? Protože oxidy kovů - a ještě více ty, které se vyrábějí z kovů alkalických zemin - jsou polárními sloučeninami, a proto lépe reagují s polárními rozpouštědly.

Může nejen reagovat s vodou, ale také s oxidem uhličitým a vytvářet uhličitan strontnatý:

SrO (s) + CO2 (g) → SrCO3 (s)

Reaguje s kyselinami - například zředěnou kyselinou fosforečnou - za vzniku fosfátové soli stroncia a vody:

3SrO (s) + 2 H3PO4 (zředěný) → Sr3 (PO4) 2 (s) + 3H20 (g)

Tyto reakce jsou exotermické, a proto se vyprodukovaná voda v důsledku vysokých teplot odpařuje.

Chemická struktura

Chemická struktura sloučeniny vysvětluje uspořádání atomů v prostoru. V případě oxidu stroncia má krystalickou strukturu kamenné soli, stejnou jako stolní sůl nebo chlorid sodný (NaCl).

Na rozdíl od NaCl, monovalentní soli - tj. S kationty a anionty o jedné velikosti náboje (+1 pro Na a -1 pro Cl) -, SrO je dvojmocný, s náboji 2+ pro Sr a -2 pro O (O2-, oxidový anion).

V této struktuře je každý iont O2 (červený v barvě) obklopen šesti dalšími objemnými oxidovými ionty, ve kterých vznikají menší Sr2 + ionty (zelená barva) ve svých výsledných oktaedrálních mezerách. Toto balení nebo uspořádání je známé jako kubická jednotková buňka zaměřená na obličej (ccc).

Typ odkazu

Chemický vzorec oxidu strontnatého je SrO, ale nevysvětluje absolutně chemickou strukturu ani typ vazby, která existuje.

V předchozí části bylo uvedeno, že má strukturu podobnou skále; to je velmi běžná krystalická struktura pro mnoho solí.

Typ vazby je proto převážně iontový, což by objasnilo, proč má tento oxid vysoké teploty tání a teploty varu.

Protože vazba je iontová, elektrostatické interakce drží atomy stroncia a kyslíku pohromadě: Sr2 + O2-.

Pokud by tato vazba byla kovalentní, mohla by být sloučenina představována vazbami v její Lewisově struktuře (vynecháním párů elektronů kyslíku bez sdílení).

Aplikace

Fyzikální vlastnosti sloučeniny jsou nezbytné k předpovědi, jaké by byly její potenciální aplikace v průmyslu; jedná se tedy o makro odraz jeho chemických vlastností.

Náhrada olova

Oxid strontnatý díky své vysoké tepelné stabilitě nachází mnoho aplikací v keramickém, sklářském a optickém průmyslu.

Účelem jeho použití v těchto průmyslových odvětvích je nahradit olovo a být přísadou, která propůjčuje surovinám produktů lepší barvy a viskozity.

Jaké produkty? Seznam by neměl žádný konec, protože v kterémkoli z těchto kusů, které mají brýle, smalt, keramiku nebo krystaly v kterémkoli z jeho kusů, může být užitečný oxid strontnatý.

Letecký průmysl

Vzhledem k tomu, že se jedná o velmi porézní pevnou látku, může interkalovat menší částice, a tak poskytovat řadu možností při formulaci materiálů, takže světlo je považováno za letecký průmysl.

Katalyzátor

Stejná pórovitost mu umožňuje potenciální použití jako katalyzátoru (urychlovač chemických reakcí) a jako tepelný výměník.

Elektronické účely

Oxid strontnatý také slouží jako zdroj čisté produkce stroncia pro elektronické účely, díky schopnosti kovu absorbovat rentgenové paprsky; a pro průmyslovou přípravu svého hydroxidu, Sr (OH) 2 a jeho peroxidu, Sr02.

Zdravotní rizika

Je to žíravá směs, takže může způsobovat popáleniny s jednoduchým fyzickým kontaktem v jakékoli části těla. Je velmi citlivý na vlhkost a musí být skladován v suchých a chladných prostorách.

Soli, které jsou produktem reakce tohoto oxidu s různými kyselinami, se v těle chovají stejně jako vápenaté soli a jsou ukládány nebo vypuzovány podobnými mechanismy.

Samotný oxid strontnatý nepředstavuje v této době velká zdravotní rizika.

Reference

1. Americké prvky. (1998-2018). Americké prvky. Citováno z 14. března 2018, z American Elements: americanelements.com
2. AllReactions. Citováno z 14. března 2018, z AllReactions: allreactions.com
3. Shiver & Atkins. (2008). Anorganická chemie. In Structures of simple solidids (Fourth ed., P. 84). Mc Graw Hill.
4. ATSDR. Citováno z 14. března 2018, z ATSDR: atsdr.cdc.gov
5. Clark, J. (2009). chemguide. Citováno z 14. března 2018, z chemguide: chemguide.co.uk
6. Tiwary, R., Narayan, S., & Pandey, O. (2007). Příprava oxidu strontnatého z celestitu: Přehled. Materials Science, 201-211.
7. Chegg Inc. (2003-2018). Cheggova studie. Citováno z 16. března 2018, z Chegg Study: chegg.com