Stronsiyum

Özellikler

Stronsiyum, "Sr" sembolü ile gösterilen ve atom numarası 38 olan kimyasal elementtir. Bir alkali toprak metali olan stronsiyum, kimyasal olarak oldukça reaktif olan yumuşak sarımsı beyaz gümüş, metalik bir elementtir. Metal, havaya maruz kaldığında koyu bir oksit tabakası oluşturur.

Stronsiyum, periyodik tablodaki iki dikey komşusuna, yani kalsiyum ve baryuma benzer fiziksel ve kimyasal özelliklere sahiptir. Doğada çoğunlukla Selistin ve Strontianit minerallerinde bulunur ve genellikle bunlardan elde edilir. Stronsiyum, kurşun gibi yumuşak bir metaldir ve yeni kesildiğinde gümüşi bir parlaklığa sahiptir. Sarımsı bir renk almak için havada hızla reaksiyona girer; bu nedenle depolama için oksijenden korunmalıdır.

Doğada tek başına bulunamaz. Kalsiyum ile geniş çapta dağılmış olmasına rağmen, yalnızca iki ana stronsiyum cevheri vardır. Bunlar ise: celestine (SrSO₄) ve strontianite (SrCO₃).

Dünya'nın kabuğunun yaklaşık %0,04'ünü oluşturur. Stronsiyumun en önemli ticari kaynağı selestindir; Dünya arzının üçte ikisinden fazlası Çin'den gelmekte ve geri kalanının büyük kısmını İspanya ve Meksika karşılamaktadır. Stronsiyum, bir katot görevi gören soğutulmuş bir demir çubuğun, potasyum ve stronsiyum klorürlerin kaynaşmış bir karışımının yüzeyine sadece dokundurularak ve stronsiyumun katılaştıkça yükseldiği kontak katot elektroliz yöntemi ile çubuk şeklinde elde edilir. Metalik stronsiyum, oksidin alüminyum ile indirgenmesiyle de elde edilebilir. Stronsiyum, dövülebilir ve sünektir ve iyi bir elektrik iletkenidir; ancak elemental stronsiyumun nispeten az kullanılır. Bunlardan biri, döküm motor bloklarında ve tekerleklerde alüminyum veya magnezyum için bir alaşımlama maddesi olarak; stronsiyum işlenebilirliği artırır ve metalin direncini artırır.

Bulunma Sıklığı ve Üretimi

Stronsiyum çoğunlukla doğada oluşur ve tüm magmatik kayaların yaklaşık %0.034'ünü oluşturur ve sülfat mineral selestit (SrSO₄) ve karbonat strontianit (SrCO₃) şeklinde oluşur. Selestit, yeterli büyüklükteki tortul çökellerde sıklıkla bulunur, dolayısıyla madencilik tesisleri için cazip bir mineraldir. Ana madencilik alanları İngiltere, Meksika, Türkiye ve İspanya'dır. Dünya stronsiyum cevheri üretimi, değerlendirilmemiş toplam rezervlere göre yılda yaklaşık 140.000 tondur.

Stronsiyum içeren yiyecekler çok düşüktür örneğin; mısırda (0.4 ppm ve portakalda (0.5 ppm), lahana (45 ppm), soğan (50 ppm) ve marulda (74 ppm) şeklindedir.

Uygulama ve Kullanım Alanları

Stronsiyum, kalsiyum ve baryumunkine benzer kullanımlara sahiptir, ancak daha yüksek maliyeti nedeniyle nadiren kullanılır. Stronsiyum bileşiklerinin başlıca kullanımları, havai fişeklerdeki parlak kırmızılar, uyarı işaret fişekleri ve gresler için pirotekniktir. Hava izlerini gidermek için vakum tüplerinde toplayıcı olarak az miktarda kullanılır. Çoğu stronsiyum, televizyon ekranları ve görsel gösterim birimleri için özel camda karbonat olarak kullanılır. Stronsiyum-90 tehlikeli derecede radyoaktif bir izotop olmasına rağmen, nükleer reaktörlerin kullanılmış yakıtı çıkarılırken yararlı bir yan ürünüdür.

Tarihi

Stronsiyum, İrlandalı bir kimyager olan Adair Crawford tarafından 1790'da mineral witherit (BaCO₃) üzerinde çalışırken keşfedildi. Eriyik hidroklorik asitle (HCl) karıştırdığında beklediği sonuçları alamadı bu sebeple Witherit örneğinin, strontianite (SrCO₃) adını verdiği bir mineral olan bilinmeyen bir mineralle bulaşmış olduğunu varsaydı. Stronsiyum ilk olarak 1808'de bir stronsiyum klorür (SrCl₂) ve cıva oksit (HgO) karışımının elektroliziyle İngiliz kimyager Sir Humphry Davy tarafından izole edildi. Günümüzde stronsiyum, en yaygın iki cevheri olan celestite (SrSO₄) ve strontianite (SrCO₃) 'ten hidroklorik asit ile birleştirilerek stronsiyum klorür oluşturarak elde edilmektedir. Genellikle potasyum klorür (KCl) ile karıştırılan stronsiyum klorür daha sonra eritilir ve elektrolize edilerek stronsiyum ve klor gazı (Cl₂) oluşturulur.

Etimolojisi

1808'de İngiliz kimyager Humphry Davy tarafından, daha önceki "strontianite" teriminden sonra, İskoç kasabası Strontian'dan adını almıştır.

Önlem ve Güven

Stronsiyum İnsan Sağlığına Etkisi

Suda çözünmeyen stronsiyum bileşikleri, kimyasal reaksiyonların bir sonucu olarak suda çözünür hale gelebilir. Suda çözünen bileşikler, insan sağlığı için suda çözünmeyen bileşiklerden daha büyük bir tehdittir. Bu nedenle, suda çözünür stronsiyum formları, içme suyunu kirletebilir fakat genel olarak içme suyundaki konsantrasyonlar genellikle oldukça düşüktür. İnsanlar, hava veya toz soluyarak, yemek yiyerek, su içerek veya stronsiyum içeren toprakla temas ederek küçük seviyelerde (radyoaktif) stronsiyuma maruz kalabilirler. Gıdalardaki stronsiyum konsantrasyonları, insan vücudundaki stronsiyum konsantrasyonlarına katkıda bulunur. Önemli ölçüde yüksek konsantrasyonlarda stronsiyum içeren gıda maddeleri tahıllar, sebzeler ve süt ürünleridir.

Stronsiyumun Çevreye Etkileri

Temel formundaki stronsiyum, kayalar, toprak, su ve hava dahil çevrenin birçok bölümünde doğal olarak bulunur. Stronsiyum bileşikleri çevrede oldukça kolay bir şekilde hareket edebilir çünkü bileşiklerin çoğu suda çözünürdür. Stronsiyum havada her zaman belirli bir seviyede toz halinde bulunur. Havadaki stronsiyum konsantrasyonları, kömür ve petrol yanması gibi insan faaliyetleri ile artar. Stronsiyum içeren toz parçacıkları bir noktada yüzey suyuna, toprağa veya bitki yüzeylerine yerleşebilir. Parçacıklar çökelmediğinde yağmur veya kar yağdığında yeryüzüne geri düşeceklerdir. Tüm stronsiyum, nihayetinde zaten mevcut olan stronsiyum ile karıştıkları topraklarda veya yüzey sularının diplerinde son bulacaktır.