Stronzio

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Stronzio
Aspetto
Aspetto dell'elemento
bianco-grigio-argenteo
Generalità
Nome, simbolo, numero atomico stronzio, Sr, 38
Serie metalli alcalino terrosi
Gruppo, periodo, blocco 2(IIA), 5, s
Densità 2 630 kg/m³
Durezza 1,5
Configurazione elettronica
Configurazione elettronica
Proprietà atomiche
Peso atomico 87,62 u
Raggio atomico (calc.) 215,1 pm
Raggio covalente 192 pm
Configurazione elettronica [Kr]5s2
e per livello energetico 2, 8, 18, 8, 2
Stati di ossidazione 2 (base forte)
Struttura cristallina Cubica a facce centrate
Proprietà fisiche
Stato della materia solido (paramagnetico)
Punto di fusione 1 050 K (777 °C)
Punto di ebollizione 1 655 K (1 382 °C)
Volume molare 33,94 × 10−6  m³/mol
Entalpia di vaporizzazione 144 kJ/mol
Calore di fusione 8,3 kJ/mol
Tensione di vapore 1,56 × 10−4 Pa
Altre proprietà
Numero CAS 7440-24-6
Elettronegatività 0,95 (Scala di Pauling)
Calore specifico 300 J/(kg·K)
Conducibilità elettrica 7,62 × 106 /m·Ω
Conducibilità termica 35,3 W/(m·K)
Energia di prima ionizzazione 549,5 kJ/mol
Energia di seconda ionizzazione 1 064,2 kJ/mol
Energia di terza ionizzazione 4 138 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
NA: abbondanza in natura
TD: tempo di dimezzamento
DM: modalità di decadimento
DE: energia di decadimento in MeV
DP: prodotto del decadimento

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.

Lo 90Sr, radioattivo con un'emivita di 28 anni, è presente nel fallout nucleare.

Caratteristiche[modifica | modifica wikitesto]

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 artificiali, alla cui luce impartisce un 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 od olio minerale.

In natura lo stronzio è una miscela di quattro isotopi stabili.

Applicazioni[modifica | modifica wikitesto]

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:

Storia[modifica | modifica wikitesto]

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.

Disponibilità[modifica | modifica wikitesto]

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 celestina, 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 di circa $ l'oncia nel gennaio 1990; i giacimenti di stronzio più grandi al mondo sono situati in Inghilterra.

Isotopi[modifica | modifica wikitesto]

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 miliardi di anni. Vi sono quindi due fonti di 87Sr: quello prodotto durante la nucleosintesi primordiale insieme agli altri isotopi (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.

Precauzioni[modifica | modifica wikitesto]

Fluorescenza di stronzianite con calcite

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.

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