Stronzio
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Generalità | |||||||||
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Nome, Simbolo, Numero atomico | stronzio, Sr, 38 | ||||||||
Serie chimica | metalli alcalino-terrosi | ||||||||
Gruppo, Periodo, Blocco | 2 (IIA), 5, s | ||||||||
Densità, Durezza | 2630 kg/m3, 1,5 | ||||||||
Aspetto | metallo bianco-argenteo |
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Proprietà atomiche | |||||||||
Peso atomico | 87,62 amu | ||||||||
Raggio atomico (calc.) | 215,1 pm | ||||||||
Raggio covalente | 192 pm | ||||||||
Raggio di van der Waals | nessun dato | ||||||||
Configurazione elettronica | [Kr]5s2 | ||||||||
elettroni (e-) per livello energetico | 2, 8, 18, 8, 2 | ||||||||
Stati di ossidazione | 2 (base forte) | ||||||||
Struttura cristallina | cubica a facce centrate | ||||||||
Proprietà fisiche | |||||||||
Stato a temperatura ambiente | solido (paramagnetico) | ||||||||
Punto di fusione | 1050 K (777 °C) | ||||||||
Punto di ebollizione | 1655 K (1382 °C) | ||||||||
Volume molare | 33,94×10-6 m3/mol | ||||||||
Calore di evaporazione | 144 kJ/mol | ||||||||
Calore di fusione | 8,3 kJ/mol | ||||||||
Tensione di vapore | 246 Pa a 1042 K | ||||||||
Velocità del suono | nessun dato | ||||||||
Varie | |||||||||
Elettronegatività | 0,95 (scala di Pauling) | ||||||||
Calore specifico | 300 J/(kg*K) | ||||||||
Conducibilità elettrica | 7,62 106/(m·ohm) | ||||||||
Conducibilità termica | 35,3 W/(m*K) | ||||||||
Energia di prima ionizzazione | 549,5 kJ/mol | ||||||||
Energia di seconda ionizzazione | 1064,2 kJ/mol | ||||||||
Energia di terza ionizzazione | 4138 kJ/mol | ||||||||
Isotopi più stabili | |||||||||
iso | NA | TD | DM | DE | DP | ||||
84Sr | 0,56 % | Sr è stabile con 46 neutroni | |||||||
86Sr | 9,86 % | Sr è stabile con 48 neutroni | |||||||
87Sr | 7,0 % | Sr è stabile con 49 neutroni | |||||||
88Sr | 82,58 % | Sr è stabile con 50 neutroni | |||||||
90Sr | sintetico | 28,78 anni | β- | 0,546 | 90Y | ||||
iso = isotopo |
Lo stronzio è l'elemento chimico di numero atomico 38. Il suo simbolo è Sr. Appartiene al gruppo dei metalli alcalino-terrosi e si presenta come un metallo tenero, argenteo, bianco o leggermente giallo. Come gli altri elementi del suo gruppo, è estremamente reattivo. Si trova nella celestite e nella stronzianite.
90Sr, radioattivo con una emivita di 28 anni, è presente nel fallout nucleare.
Indice |
[modifica] Caratteristiche
A causa della sua estrema reattività all'aria, questo elemento in natura è sempre combinato con altri. Isolato si presenta come un metallo piuttosto malleabile. Il suo composto più usato è il nitrato - Sr(NO3)2 - impiegato nella fabbricazione di fuochi artificali, alla cui luce impartisce un bel colore rosso brillante.
Lo stronzio è un metallo argenteo, più tenero del calcio ed anche più reattivo di esso nei confronti dell'acqua, che reagisce con lo stronzio metallico formando idrossido di stronzio e idrogeno gassoso. Lo stronzio brucia all'aria convertendosi nel suo ossido e nel suo nitruro, tuttavia non si infiamma spontaneamente all'aria - a meno che non sia in forma di polvere fine. Esposto all'aria ingiallisce, coprendosi di una patina di ossido, per questo viene normalmente conservato immerso in cherosene o olio minerale.
In natura, lo stronzio è una miscela di quattro isotopi stabili.
[modifica] Applicazioni
Il principale impiego dell'ossido di stronzio è nella fabbricazione di vetri per i tubi catodici dei televisori a colori.
Tra gli altri usi industriali e commerciali si hanno
- la produzione di magneti di ferrite e la raffinazione dello zinco;
- il titanato di stronzio, con il suo indice di rifrazione estremamente elevato ed il suo potere disperdente superiore a quello del diamante, viene usato in applicazioni ottiche; viene usato anche come gemma, benché raramente perché fragile e facilmente soggetto ad abrasioni;
- i sali di stronzio vengono impiegati per produrre fuochi d'artificio di colore rosso;
- il cloruro di stronzio è a volte usato nella formula di dentifrici per denti sensibili.
[modifica] Storia
Fu Adair Crawford nel 1790 a capire che la stronzianite, un minerale battezzato in onore della città scozzese di Strontian, era diverso dagli altri minerali di bario. Ma furono Klaproth e Hope, nel 1798, a capire che lo stronzio era un elemento, e lo stronzio metallico fu ottenuto poi nel 1808 da Sir Humphry Davy, con l'elettrolisi.
[modifica] Disponibilità
Lo stronzio è molto comune in natura, costituisce mediamente lo 0.034 % di tutte le rocce ignee ed è presente di solito sotto forma di celestite, un solfato (SrSO4), o di stronzianite, un carbonato (SrCO3). Di questi due minerali, la celestite è molto più frequente nei depositi sedimentari di grandi dimensioni, mentre la stronzianite, più interessante minerariamente poiché lo stronzio è spesso usato come carbonato, è molto più rara. Lo stronzio metallico si può ottenere per elettrolisi di una miscela di cloruro di stronzio e cloruro di potassio fusa:
Sr2+ + 2 e- → Sr
2 Cl- → Cl2 (g) + 2 e-
In alternativa si può ottenere riducendo l'ossido di stronzio con alluminio nel vuoto, a temperature al di sopra di quella di evaporazione dello stronzio, che viene così distillato. Lo stronzio metallico ha tre forme allotropiche, i cui punti di transizione di fase sono a 235 °C e a 540 °C. Il costo industriale dello stronzio metallico (puro al 98 %) era si circa 5 dollari l'oncia nel gennaio 1990; i giacimenti di stronzio più grandi al mondo sono situati in Inghilterra.
[modifica] Isotopi
In natura, lo stronzio presenta quattro isotopi: 84Sr (0,56 %), 86Sr (9,86 %), 87Sr (7,0 %) e 88Sr (82,58 %). Solo l'isotopo 87 proviene da un decadimento radioattivo, è infatti il prodotto di decadimento di 87Rb che ha un'emivita di 48 milioni e 800 mila anni. Vi sono quindi due fonti di 87Sr: quello prodotto durante la nucleosintesi primordiale insieme agli altri isopoti (84, 86, 88) e quello formato dal decadimento di 87Rb. I rapporti tra le concentrazioni dei diversi isotopi 87Sr/86Sr (il cui valore oscilla tra 0,7 e 4,0) e 87Rb/87Sr consentono pertanto di datare le rocce.
Sr si trova in concentrazioni sufficientemente elevate nei minerali perché avendo un raggio atomico simile a quello del calcio, vi si sostituisce facilmente.
Sono inoltre noti 16 isotopi meno stabili, tra i quali il più importante è 90Sr, con la sua emivita di 29 anni. 90Sr è un sotto-prodotto delle esplosioni nucleari ed è presente nel fallout (le polveri che ricadono sulla superficie dopo un'esplosione). È pericoloso per la salute perché tende a sostituirsi al calcio delle ossa e quindi a permanervi per lungo tempo, provocando tramite la sua radioattività l'insorgere di forme tumorali.
90Sr è uno dei più longevi emettitori noti di raggi beta ad alta energia ed è allo studio per poter essere impiegato in sistemi ausiliari di produzione di energia elettrica (Systems for Nuclear Auxiliary Power, SNAP) utilizzabili dove è richiesta una fonte di energia elettrica leggera, compatta e durevole.
[modifica] Precauzioni
Nella sua forma pura, lo stronzio è estremamente reattivo verso l'aria, alla cui esposizione si infiamma spontaneamente.
L'organismo umano assorbe lo stronzio in maniera simile al calcio; questo non è un problema per quanto riguarda gli isotopi non radioattivi, ma l'isotopo radioattivo 90Sr può provocare gravi danni alle ossa, incluso il cancro.