रासायनिक तत्व स्ट्रोंटियम - विवरण, गुण और सूत्र

2024 लेखक: Angel Austin | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-02 17:47

स्ट्रोंटियम (सीनियर) एक रासायनिक तत्व है, जो आवर्त सारणी के दूसरे समूह का एक क्षारीय पृथ्वी धातु है। रेड सिग्नल लाइट और फॉस्फोर में प्रयुक्त, रेडियोधर्मी संदूषण में एक प्रमुख स्वास्थ्य खतरा बन गया है।

खोज इतिहास

स्कॉटलैंड के स्ट्रोंटियन गांव के पास एक सीसे की खदान से निकलने वाला खनिज। यह मूल रूप से बेरियम कार्बोनेट की एक किस्म के रूप में पहचाना गया था, लेकिन एडेयर क्रॉफर्ड और विलियम क्रुइशांक ने 1789 में सुझाव दिया कि यह एक अलग पदार्थ था। केमिस्ट थॉमस चार्ल्स होप ने गांव के बाद नए खनिज स्ट्रोंटाइट का नाम दिया, और इसी स्ट्रोंटियम ऑक्साइड SrO, स्ट्रोंटियम। धातु को 1808 में सर हम्फ्री डेवी द्वारा अलग किया गया था, जिन्होंने पारा कैथोड का उपयोग करके पारा ऑक्साइड के साथ गीले हाइड्रॉक्साइड या क्लोराइड के मिश्रण को इलेक्ट्रोलाइज किया और फिर परिणामस्वरूप अमलगम से पारा को वाष्पित कर दिया। उन्होंने "स्ट्रोंटियम" शब्द की जड़ का उपयोग करके नए तत्व का नाम रखा।

प्रकृति में होना

आवर्त सारणी के अड़तीसवें तत्व स्ट्रोंटियम की सापेक्ष बहुतायत, अंतरिक्ष में प्रत्येक 106 सिलिकॉन परमाणुओं के लिए 18.9 परमाणु होने का अनुमान है। इसके बारे में हैपृथ्वी की पपड़ी के द्रव्यमान का 0.04%। समुद्र के पानी में तत्व की औसत सांद्रता 8 मिलीग्राम/लीटर है।

रासायनिक तत्व स्ट्रोंटियम व्यापक रूप से प्रकृति में पाया जाता है और यह पृथ्वी पर 15वां सबसे प्रचुर मात्रा में पदार्थ होने का अनुमान है, जो प्रति मिलियन 360 भागों की सांद्रता तक पहुंचता है। इसकी अत्यधिक प्रतिक्रियाशीलता को देखते हुए, यह केवल यौगिकों के रूप में मौजूद है। इसके मुख्य खनिज हैं सेलेस्टाइन (सल्फेट SrSO₄) और स्ट्रोंटियनाइट (कार्बोनेट SrCO_{3)। इनमें से, लाभदायक खनन के लिए पर्याप्त मात्रा में सेलेस्टाइट होता है, दुनिया की आपूर्ति का 2/3 से अधिक चीन से आता है, और स्पेन और मैक्सिको बाकी की आपूर्ति करते हैं। हालांकि, स्ट्रोंटियानाइट की खान के लिए यह अधिक लाभदायक है, क्योंकि स्ट्रोंटियम का उपयोग अक्सर कार्बोनेट रूप में किया जाता है, लेकिन अपेक्षाकृत कम ज्ञात जमा होते हैं।}

गुण

स्ट्रोंटियम सीसा के समान एक नरम धातु है, जो काटने पर चांदी की तरह चमकती है। हवा में, यह जल्दी से वातावरण में मौजूद ऑक्सीजन और नमी के साथ प्रतिक्रिया करता है, एक पीले रंग का रंग प्राप्त करता है। इसलिए, इसे वायु द्रव्यमान से अलगाव में संग्रहित किया जाना चाहिए। ज्यादातर इसे मिट्टी के तेल में संग्रहित किया जाता है। यह प्रकृति में मुक्त अवस्था में नहीं होता है। कैल्शियम के साथ, स्ट्रोंटियम केवल 2 मुख्य अयस्कों में शामिल है: सेलेस्टाइट (SrSO₄) और स्ट्रोंटियनाइट (SrCO_3)।

रासायनिक तत्वों की श्रृंखला में मैग्नीशियम-कैल्शियम-स्ट्रोंटियम (क्षारीय पृथ्वी धातु) Sr, Ca और Ba के बीच आवर्त सारणी के समूह 2 (पूर्व 2A) में है। इसके अलावा, यह रुबिडियम और यट्रियम के बीच 5 वीं अवधि में स्थित है। स्ट्रोंटियम के परमाणु त्रिज्या के बाद सेकैल्शियम की त्रिज्या के समान, यह आसानी से बाद वाले को खनिजों में बदल देता है। लेकिन यह पानी में नरम और अधिक प्रतिक्रियाशील है। संपर्क करने पर हाइड्रॉक्साइड और हाइड्रोजन गैस बनाता है। स्ट्रोंटियम के 3 आवंटन 235 डिग्री सेल्सियस और 540 डिग्री सेल्सियस के संक्रमण बिंदुओं के साथ जाने जाते हैं।

क्षारीय पृथ्वी धातु आमतौर पर 380 डिग्री सेल्सियस से नीचे नाइट्रोजन के साथ प्रतिक्रिया नहीं करती है और कमरे के तापमान पर केवल एक ऑक्साइड बनाती है। हालांकि, पाउडर के रूप में, स्ट्रोंटियम स्वचालित रूप से ऑक्साइड और नाइट्राइड बनाने के लिए प्रज्वलित होता है।

रासायनिक और भौतिक गुण

योजना के अनुसार रासायनिक तत्व स्ट्रोंटियम की विशेषता:

• नाम, प्रतीक, परमाणु क्रमांक: स्ट्रोंटियम, सीनियर, 38.
• समूह, अवधि, ब्लॉक: 2, 5, s.
• परमाणु द्रव्यमान: 87.62 g/mol.
• ई-कॉन्फ़िगरेशन: [क्र]5एस2.
• कोश में इलेक्ट्रॉनों का वितरण: 2, 8, 18, 8, 2.
• जेनसिटी: 2.64g/सेमी3।
• गलनांक और क्वथनांक: 777 डिग्री सेल्सियस, 1382 डिग्री सेल्सियस।
• ऑक्सीकरण अवस्था: 2.

आइसोटोप

प्राकृतिक स्ट्रोंटियम 4 स्थिर समस्थानिकों का मिश्रण है: ⁸⁸Sr (82.6%), ⁸⁶Sr (9, 9%), ⁸⁷सीनियर (7.0%) और ⁸⁴सीनियर (0.56%)। इनमें से केवल ⁸⁷Sr रेडियोजेनिक है - यह रूबिडियम के रेडियोधर्मी समस्थानिक के क्षय से बनता है ⁸⁷Rb 4.88 के आधे जीवन के साथ × 10 ¹⁰ साल। ऐसा माना जाता है कि ⁸⁷Sr का निर्माण "प्राइमॉर्डियल न्यूक्लियोसिंथेसिस" (बिग बैंग का प्रारंभिक चरण) के दौरान आइसोटोप के साथ किया गया था ⁸⁴Sr,86 ^{सीनियर और} 88^{सीनियर। निर्भर करनास्थानों,} 87^{Sr और} 86^{Sr के अनुपात में 5 गुना से अधिक अंतर हो सकता है। इसका उपयोग भूवैज्ञानिक नमूनों की डेटिंग और कंकालों और मिट्टी की कलाकृतियों की उत्पत्ति का निर्धारण करने में किया जाता है।}

परमाणु प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप, स्ट्रोंटियम के लगभग 16 सिंथेटिक रेडियोधर्मी समस्थानिक प्राप्त हुए, जिनमें से सबसे टिकाऊ 90Sr (आधा जीवन 28.9 वर्ष) है। परमाणु विस्फोट में बनने वाले इस आइसोटोप को सबसे खतरनाक क्षय उत्पाद माना जाता है। कैल्शियम के साथ इसकी रासायनिक समानता के कारण, यह हड्डियों और दांतों में अवशोषित हो जाता है, जहां यह इलेक्ट्रॉनों को बाहर निकालना जारी रखता है, जिससे विकिरण क्षति, अस्थि मज्जा क्षति, नई रक्त कोशिकाओं के निर्माण में बाधा उत्पन्न होती है और कैंसर होता है।

हालांकि, चिकित्सकीय रूप से नियंत्रित परिस्थितियों में, स्ट्रोंटियम का उपयोग कुछ सतही विकृतियों और हड्डी के कैंसर के इलाज के लिए किया जाता है। इसका उपयोग रासायनिक वर्तमान स्रोतों में स्ट्रोंटियम फ्लोराइड के रूप में और रेडियोआइसोटोप थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर में भी किया जाता है, जो इसके रेडियोधर्मी क्षय की गर्मी को बिजली में परिवर्तित करता है, नेविगेशन बॉय, दूरस्थ मौसम स्टेशनों और अंतरिक्ष यान में लंबे समय तक रहने वाले, हल्के बिजली स्रोतों के रूप में कार्य करता है।

89Sr का उपयोग कैंसर के इलाज के लिए किया जाता है क्योंकि यह हड्डी के ऊतकों पर हमला करता है, बीटा विकिरण पैदा करता है, और कुछ महीनों (आधा जीवन 51 दिन) के बाद क्षय हो जाता है।

रासायनिक तत्व स्ट्रोंटियम उच्च जीवन रूपों के लिए आवश्यक नहीं है, इसके लवण आमतौर पर गैर विषैले होते हैं। क्या बनाता है90 सीनियर खतरनाक, हड्डियों के घनत्व और वृद्धि को बढ़ाने के लिए इस्तेमाल किया जाता है।

कनेक्शन

रासायनिक तत्व स्ट्रोंटियम के गुण कैल्शियम के समान ही होते हैं। यौगिकों में, Sr में Sr2+ आयन के रूप में अनन्य ऑक्सीकरण अवस्था +2 है। धातु एक सक्रिय कम करने वाला एजेंट है और हलोजन, ऑक्सीजन और सल्फर के साथ आसानी से प्रतिक्रिया करके हैलाइड, ऑक्साइड और सल्फाइड का उत्पादन करता है।

स्ट्रोंटियम यौगिकों का व्यावसायिक मूल्य सीमित है, क्योंकि संबंधित कैल्शियम और बेरियम यौगिक आम तौर पर ऐसा ही करते हैं लेकिन सस्ते होते हैं। हालांकि, उनमें से कुछ ने उद्योग में आवेदन पाया है। यह अभी तक पता नहीं चल पाया है कि आतिशबाजी और सिग्नल लाइट में कौन से पदार्थ लाल रंग के होते हैं। वर्तमान में इस रंग को प्राप्त करने के लिए केवल स्ट्रोंटियम लवण जैसे Sr(NO₃)₂ और Sr(ClO) क्लोरेट का उपयोग किया जाता है।3₎2 _{। इस रासायनिक तत्व के कुल उत्पादन का लगभग 5-10% आतिशबाज़ी बनाने की विद्या द्वारा खपत होता है। स्ट्रोंटियम हाइड्रॉक्साइड Sr(OH)}2 _{कभी-कभी गुड़ से चीनी निकालने के लिए उपयोग किया जाता है क्योंकि यह एक घुलनशील सैकराइड बनाता है जिससे कार्बन डाइऑक्साइड की क्रिया द्वारा चीनी को आसानी से पुनर्जीवित किया जा सकता है। एसआरएस मोनोसल्फाइड का उपयोग डिपिलिटरी एजेंट और इलेक्ट्रोल्यूमिनसेंट उपकरणों और चमकदार पेंट के फॉस्फोर में एक घटक के रूप में किया जाता है।}

स्ट्रोंटियम फेराइट्स सामान्य सूत्र SrFe_xO_y के साथ यौगिकों का एक परिवार बनाते हैं, जो उच्च तापमान के परिणामस्वरूप प्राप्त होता है (1000-1300 °C) प्रतिक्रिया SrCO₃ andफे₂ओ_{3। इनका उपयोग सिरेमिक मैग्नेट बनाने के लिए किया जाता है, जो व्यापक रूप से स्पीकर, कार विंडशील्ड वाइपर मोटर और बच्चों के खिलौनों में उपयोग किया जाता है।}

उत्पादन

अधिकांश खनिजयुक्त celestite SrSO₄ कार्बोनेट में दो तरह से परिवर्तित होता है: या तो सीधे सोडियम कार्बोनेट के घोल से लीच किया जाता है या सल्फाइड बनाने के लिए कोयले के साथ गर्म किया जाता है। दूसरे चरण में, एक गहरे रंग का पदार्थ प्राप्त होता है, जिसमें मुख्य रूप से स्ट्रोंटियम सल्फाइड होता है। यह "काली राख" पानी में घुल जाती है और छान ली जाती है। स्ट्रोंटियम कार्बोनेट कार्बन डाइऑक्साइड को पेश करके सल्फाइड के घोल से निकलता है। कार्बोथर्मल कमी से सल्फेट सल्फाइड में कम हो जाता है SrSO₄ + 2C → SrS + 2CO₂। सेल को कैथोडिक इलेक्ट्रोकेमिकल संपर्क द्वारा उत्पादित किया जा सकता है, जिसमें एक ठंडा लोहे की छड़, कैथोड के रूप में कार्य करती है, पोटेशियम और स्ट्रोंटियम क्लोराइड के मिश्रण की सतह को छूती है, और जब स्ट्रोंटियम उस पर जम जाता है तो उगता है। इलेक्ट्रोड पर प्रतिक्रियाओं को निम्नानुसार दर्शाया जा सकता है: Sr²⁺ + 2e^- → Sr (कैथोड); 2Cl^- → Cl₂ + 2e^{- (एनोड)।}

धातु सीनियर को इसके ऑक्साइड से एल्युमिनियम के साथ भी प्राप्त किया जा सकता है। यह निंदनीय और तन्य है, बिजली का एक अच्छा संवाहक है, लेकिन अपेक्षाकृत कम उपयोग किया जाता है। इसका एक उपयोग सिलेंडर ब्लॉकों की ढलाई में एल्यूमीनियम या मैग्नीशियम के लिए एक मिश्र धातु एजेंट के रूप में है। स्ट्रोंटियम मशीनेबिलिटी और रेंगने के प्रतिरोध में सुधार करता हैधातु। स्ट्रोंटियम प्राप्त करने का एक वैकल्पिक तरीका आसवन तापमान पर निर्वात में एल्यूमीनियम के साथ इसके ऑक्साइड को कम करना है।

व्यावसायिक उपयोग

रासायनिक तत्व स्ट्रोंटियम का व्यापक रूप से रंगीन टीवी कैथोड रे ट्यूब के ग्लास में एक्स-रे प्रवेश को रोकने के लिए उपयोग किया जाता है। इसका उपयोग स्प्रे पेंट में भी किया जा सकता है। यह स्ट्रोंटियम के सार्वजनिक संपर्क के सबसे संभावित स्रोतों में से एक प्रतीत होता है। इसके अलावा, तत्व का उपयोग फेराइट चुंबक बनाने और जस्ता को परिष्कृत करने के लिए किया जाता है।

आतिशबाज़ी बनाने की कला में स्ट्रोंटियम लवण का उपयोग किया जाता है क्योंकि वे जलने पर लौ को लाल रंग में रंगते हैं। और मैग्नीशियम के साथ स्ट्रोंटियम लवण के एक मिश्र धातु का उपयोग आग लगाने वाले और संकेत मिश्रण के हिस्से के रूप में किया जाता है।

टाइटेनेट में एक अत्यंत उच्च अपवर्तनांक और ऑप्टिकल फैलाव है, जो इसे प्रकाशिकी में उपयोगी बनाता है। इसका उपयोग हीरे के विकल्प के रूप में किया जा सकता है, लेकिन इसकी अत्यधिक कोमलता और खरोंच के प्रति संवेदनशीलता के कारण इस उद्देश्य के लिए शायद ही कभी इसका उपयोग किया जाता है।

स्ट्रोंटियम एल्यूमिनेट लंबे समय तक चलने वाले फॉस्फोरेसेंस स्थिरता के साथ एक चमकीला फॉस्फोर है। ऑक्साइड का उपयोग कभी-कभी सिरेमिक ग्लेज़ की गुणवत्ता में सुधार के लिए किया जाता है। आइसोटोप 90Sr सबसे लंबे समय तक रहने वाले उच्च-ऊर्जा बीटा उत्सर्जक में से एक है। इसका उपयोग रेडियोआइसोटोप थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर (आरटीजी) के लिए एक शक्ति स्रोत के रूप में किया जाता है, जो रेडियोधर्मी तत्वों के क्षय के दौरान निकलने वाली गर्मी को बिजली में परिवर्तित करता है। इन उपकरणों का उपयोग में किया जाता हैअंतरिक्ष यान, दूरस्थ मौसम स्टेशन, नेविगेशन बॉय, आदि - जहां एक प्रकाश और लंबे समय तक रहने वाले परमाणु-विद्युत ऊर्जा स्रोत की आवश्यकता होती है।

स्ट्रोंटियम का चिकित्सा उपयोग: गुणों का लक्षण वर्णन, दवाओं के साथ उपचार

आइसोटोप 89Sr रेडियोधर्मी दवा मेटास्ट्रॉन में सक्रिय संघटक है, जिसका उपयोग मेटास्टेटिक प्रोस्टेट कैंसर के कारण होने वाले हड्डी के दर्द के इलाज के लिए किया जाता है। रासायनिक तत्व स्ट्रोंटियम कैल्शियम की तरह कार्य करता है, यह मुख्य रूप से अस्थि में बढ़े हुए अस्थिजनन वाले स्थानों में शामिल होता है। यह स्थानीयकरण कैंसर के घाव पर विकिरण प्रभाव को केंद्रित करता है।

रेडियोआइसोटोप 90Sr का उपयोग कैंसर चिकित्सा में भी किया जाता है। इसका बीटा विकिरण और लंबा आधा जीवन सतह विकिरण चिकित्सा के लिए आदर्श है।

स्ट्रोंटियम को रैनेलिक एसिड के साथ मिलाकर बनाई गई एक प्रायोगिक दवा हड्डियों के विकास को बढ़ावा देती है, हड्डियों के घनत्व को बढ़ाती है और फ्रैक्चर को कम करती है। स्ट्रोनियम रैनलेट यूरोप में ऑस्टियोपोरोसिस के इलाज के रूप में पंजीकृत है।

कभी-कभी संवेदनशील दांतों के लिए टूथपेस्ट में स्ट्रोंटियम क्लोराइड का उपयोग किया जाता है। इसकी सामग्री 10% तक पहुँच जाती है।

सावधानियां

शुद्ध स्ट्रोंटियम में उच्च रासायनिक गतिविधि होती है, और कुचल अवस्था में, धातु स्वतः प्रज्वलित हो जाती है। इसलिए इस रासायनिक तत्व को आग का खतरा माना जाता है।

मानव शरीर पर प्रभाव

मानव शरीर कैल्शियम की तरह ही स्ट्रोंटियम को अवशोषित करता है। ये दोनोंतत्व रासायनिक रूप से इतने समान हैं कि सीन के स्थिर रूप एक महत्वपूर्ण स्वास्थ्य जोखिम पैदा नहीं करते हैं। इसके विपरीत, रेडियोधर्मी समस्थानिक ⁹⁰Sr हड्डी के कैंसर सहित विभिन्न हड्डी विकारों और बीमारियों को जन्म दे सकता है। स्ट्रोंटियम इकाई का उपयोग अवशोषित के विकिरण को मापने के लिए किया जाता है ^90Sr.