Sr là nguyên tố gì? Sr hóa trị mấy? Tính chất, điều chế và ứng dụng

Bảng tuần hoàn hóa học có rất nhiều nguyên tố, việc thiếu kiến thức về các nguyên tố trong đó với các em là điều dễ hiểu. Khi thiếu kiến thức và không sự hiểu biết về chúng, việc giải bài tập, làm bài thi cũng như quá trình nghiên cứu của các em sẽ gặp nhiều khó khăn. Hiểu được điều này, trong bài viết hôm nay Admin sẽ giúp các em có kiến thức tổng hợp về nguyên tố Sr. Sr hóa trị mấy, Sr là nguyên tố gì, cách điều chế, tính chất và ứng dụng như thế nào? Tất cả sẽ được giải đáp, đọc ngay để bỏ túi thông tin bổ ích nhé!

Sr là ký hiệu hóa học của nguyên tố Strontium trong bảng tuần hoàn hóa học, là một kim loại kiềm thổ có số hiệu nguyên tử là 38. Stronti thuộc nhóm IIA, chu kỳ 5 và có khối lượng nguyên tử là 87,62 mol/l. Strontium là nguyên tố có độ hoạt động hóa học mạnh, nó có màu trắng bạc và khi tiếp xúc với không khí sẽ chuyển sang màu vàng.

Sr là nguyên tố gì?

Strontium (Sr) là nguyên tố có mặt trong các khoáng celestin và strontianit ngoài tự nhiên. Tên gọi của nó được đặt theo tên ngôi làng Strontian ở Scotland gần mỏ khoáng sản đầu tiên được khai thác kim loại này. Đặc biệt đồng vị $^{90}Sr$ thể hiện rõ tính phóng xạ, vì vậy mà nó có ảnh hưởng lớn đến sức khỏe con người.

Strontium (Sr) thuộc nhóm chu kỳ IIA trong bảng tuần hoàn hóa học các nguyên tố. Vì vậy mà cấu hình electron của nó sẽ có 2e ở lớp ngoài cùng. Cấu hình electron của Sr chi tiết là:

$1 s^{2} 2 s^{2} 2 p^{6} 3 s^{2} 3 p^{6} 3 d^{10} 4 s^{2} 4 p^{6} 5 s^{2}$

Theo đó, Sr thường có hoá trị II, số oxi hoá là +2 và trong hợp chất nó thường có xu hướng nhường 2e để hình thành cấu trúc bền vững. Vì vậy mà nó hình thành ion $S r^{2 +}$ , tuy nhiên, trong một số trường hợp, Sr cũng mang số oxi hoá +1.

Cấu hình e của Sr

Trong tự nhiên, Strontium (Sr) có tất cả 4 đồng vị bền là: ${}^{84}S r$ (Khoảng 0,56%), ${}^{86}S r$ (Khoảng 9,86%), ${}^{87}S r$ (Khoảng 7,0%), ${}^{88}S r$ (Khoảng 82,58%). Như vậy đồng vị ${}^{88}S r$ là phổ biến nhất. Đặc biệt đồng vị ${}^{87}S r$ được sinh ra từ phân rã phóng xạ qua việc phân rã kim loại kiềm phóng xạ ${}^{87}R b$ . Đồng vị ${}^{87}S r$ phóng xạ còn được hình thành trong các ngôi sao cùng với các đồng vị khác như: ${}^{84}S r$ , ${}^{86}S r$ và ${}^{88}S r$ . Ngoài ra, đồng bị ${}^{89}S r$ có thời gian sống ngắn, nó thường được sử dụng trong việc điều trị bệnh ung thư xương.

4 đồng vị tiêu biểu của Sr

Tên "Stronti" được đặt theo tên làng Strontian ở Scotland, nơi mà Strontium được phát hiện trong quặng lead. Năm 1790, nhà khoa học Adair Crawford nhận ra rằng các quặng từ Strontian có những đặc điểm khác biệt so với các nguồn "Spat nặng" khác. Khoáng vật mới được tìm thấy được đặt tên là Strontites vào năm 1793 bởi Thomas Charles Hope, một giáo sư hóa học tại Đại học Glasgow. Đến năm 1808, Sir Humphry Davy đã tách riêng nguyên tố strontium ra khỏi các hợp chất của nó.

Trong thế kỷ 20, công nghiệp đường của Đức đã sử dụng Strontium Hydroxide trong quá trình kết tinh để sản xuất đường. Sự sử dụng này đã được thực hiện trong quy mô lớn với các cải tiến công nghệ. Trước Thế Chiến I, ngành công nghiệp đường từ củ cải đã sử dụng khoảng 100.000 đến 150.000 tấn Strontium Hydroxide để xử lý mỗi năm. Strontium hydroxide đã được tái sử dụng trong quá trình này, nhưng việc khai thác Strontianit ở Đức đã được thực hiện để bổ sung lượng Strontium cần thiết. Sau đó, khi các mỏ Celestite bắt đầu được khai thác ở Gloucestershire, các mỏ Strontianit ở Đức đã không còn được sử dụng nữa. Các mỏ Celestite này đã cung cấp hầu hết lượng Stronti trên thế giới từ năm 1884 đến 1941.

Strontium (Sr) mang những tính chất vật lý đơn giản như:

Tính chất vật lý của Strontium (Sr)

Là kim loại kiềm thổ cói màu bạc xám mà mềm hơn Calcium, có khả năng hoạt động mạnh trong nước.
Ở trong không khí nó bị phủ một màng oxide - nitride nên chuyển sang màu vàng.
Sr có khối lượng riêng là $2, 63 g / c m^{3}$
Nhiệt độ nóng chảy của Sr là $768^{0} C$
Sr sôi ở nhiệt độ $1390^{0} C$
Trạng thái vật chất của Sr là chất rắn
Nhiệt dung riêng của Sr là $26, 4 J . m o l^{- 1} . K^{- 1}$
Độ âm điện của Sr là 0,95 theo thang Pauling
Độ dẫn nhiệt là $35, 4 W . m^{- 1} . K^{- 1}$
Điện trở suất ở $20^{0} C$ là 132 nΩ.m

Strontium (Sr) là một kim loại có tính khử mạnh, độ khử của nó còn mạnh hơn cả Sodium và Calcium. Trong hợp chất, Sr tồn tại dưới dạng ion $S r^{2 +}$ với các tính chất hóa học như: Tác dụng với phi kim, acid, nước. Chi tiết như sau:

Tính chất hóa học của nguyên tố Sr là gì?

Sr tác dụng với phi kim

Sr xảy ra phản ứng mạnh với oxygen ngay ở điều kiện nhiệt độ phòng. Phản ứng hóa học sinh ra Strontium oxide và Peroxide. Ngọn lửa của phản ứng có màu đỏ tươi. Vì nó phản ứng mạnh với không khí nên để bảo quản Sr, người ta sẽ sử dụng dầu.

$2 S r + O_{2} \to 2 S r O + Q$

Sr tác dụng với axit

Sr là kim loại xảy ra phản ứng hóa học với hầu hết các dung dịch acid như $H C l, H N O_{3}$ đặc.

$S r + 2 H C l \to S r C l_{2} + H_{2}$

$S r + 4 H N O_{3} đ ặ c \to S r {(N O_{3})}_{2} + 2 N O_{2} + 2 H_{2} O .$

Sr tác dụng với nước

Sr có tính khử mạnh và nó xảy ra phản ứng khử nước mãnh liệt ngay ở điều kiện nhiệt độ thường.

$S r + 2 H_{2} O \to S r (O H)_{2} + H_{2}$

Strontium là kim loại có mặt phổ biến trong tự nhiên và nó chiếm 0,034% so với trọng lượng vỏ Trái Đất. Vì vậy mà nó là nguyên tố hóa học phổ biến thứ 15 hiện nay. Strontium được tìm thấy chủ yếu ở dạng khoáng vật Strontium sulfide ( $S r S O_{4}$ ) và Strontium carbonate ( $S r C O_{3}$ ).

Trạng thái tự nhiên của Strontium (Sr)

Đặc biệt, Sulfide celestit ( $S r S O_{4}$ ) xuất hiện rất nhiều ở các mỏ trầm tích với khối lượng lớn phục vụ đủ cho ngành công nghiệp. Các mỏ Strontium carbonate ( $S r C O_{3}$ ) có sản lượng ít hơn vì vậy mà số lượng mỏ đủ điều kiện để khai thác khá ít. Ngoài ra, nguyên tố Strontium cũng được tìm thấy trong nước biển với dung lượng trung bình là 8mg/l. Nồng độ này thấp hơn nồng độ của Calcium.

Trung Quốc là quốc gia sản xuất Strontium (Sr) với sản lượng lớn nhất thế giới, theo thống kê của Cục Khảo Sát Địa Chất Anh năm 2007, đất nước này chiếm ⅔ sản lượng Strontium (Sr) trên thị trường. Sau đó các quốc gia như: Tây Ban Nha, Mexico, Thổ Nhĩ Kỳ, Argentina và Iran.

Để điều chế Strontium (Sr) nguyên chất, người ta sử dụng phương pháp điện phân Strontium Chloride nóng chảy, sau đó trộn với Potassium Chloride:

$S r^{2 +} + 2 e \to S r$

$2 C l^{-} \to C l_{2} (g) + 2 e$

$S r C l_{2} \to S r + C l_{2}$

Ngoài cách trên, để điều chế ra kim loại Strontium, người ta còn sử dụng cách khử Strontium oxide với Aluminium trong điều kiện chân không ở điều kiện nhiệt độ mà Strontium chưng cất từ $235 - 540^{0} C$ .

Strontium (Sr) là kim loại được khai thác để đưa vào ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Tiêu biểu như:

Một số ứng dụng phổ biến của Strontium (Sr)

Pháo hoa: Strontium và các hợp chất của nó được sử dụng để tạo màu đỏ đặc trưng trong các loại pháo hoa. Nguyên tố này tạo ra màu đỏ sáng và đẹp khi được nung chảy trong ngọn lửa.
Đèn sáng: Strontium aluminate là một vật liệu phát quang có khả năng tỏa sáng trong bóng tối. Nó được sử dụng để tạo ra đèn sáng dạng đá, dây chuyền, vật trang trí và đồng hồ có khả năng tỏa sáng trong môi trường tối.
Y học hạt nhân: Đồng vị strontium-89 được sử dụng trong điều trị bệnh ung thư xương. Nó phát ra tia gamma để giảm đau và kiểm soát tác động của tế bào ung thư lên xương.
Làm chất đàn hồi trong kính: Strontium được sử dụng làm chất đàn hồi trong kính, giúp kính chống va đập và bền hơn.
Nhiếp ảnh: Strontium-90, một đồng vị phóng xạ của strontium, được sử dụng trong các pin nhiếp ảnh. Nó tạo ra nguồn năng lượng điện để cung cấp sự chuyển động cho máy ảnh.
Làm chất độc trong vỏ pháo: Hợp chất strontium nitrate và strontium carbonate được sử dụng làm chất độc trong vỏ pháo hoa để tạo ra hiệu ứng sáng và màu sắc đặc biệt.

Cơ thể con người cũng sẽ hấp thụ nguyên tố Strontium (Sr) như Calcium. Các dạng ổn định của Strontium (Sr) không gây nguy hại đáng kể đến sức khỏe con người. Nhiều đồng vị của Strontium (Sr) trong tự nhiên có thể có lợi với hàm lượng ở mức cho phép. Nhưng đồng vị ${}^{90}S r$ có thể khiến con người bị rối loạn về xương, từ đó hình thành ung thư xương.

Strontium (Sr) có ảnh hưởng gì đến sức khỏe con người?

Tuy nhiên, việc điều chỉnh về liều lượng của Strontium (Sr) theo nghiên cứu của Đại học Khoa học Nha NY lại cho thấy sử dụng Strontium (Sr) trên các tế bào xương có nhiều sự cải thiện đáng kể về vấn đề hình thành xương. Do đó, thuốc Strontium Ranelate được sản xuất theo phương pháp kết hợp Strontium (Sr) với Acid Ranelic để hỗ trợ quá trình phát triển của xương, làm tăng mật độ xương, giảm gãy xương cột sống, ngoại vi và hông. Việc nghiên cứu về nguyên tố Strontium (Sr) để đưa vào ứng dụng nhiều hơn cho y học đã bắt đầu từ những năm 1950, tuy nhiên, các nghiên cứu đều thấy tác dụng phụ không mong muốn.

Ngoài ra, một số nghiên cứu cho thấy strontium có thể ảnh hưởng đến chức năng mạch máu, thần kinh và hệ tiêu hóa. Tuy nhiên, các tác động này cần được nghiên cứu thêm để hiểu rõ hơn.

Như vậy, Admin đã tổng hợp kiến thức để giúp các em trả lời được câu hỏi: Sr là nguyên tố gì? Sr hóa trị mấy? Các tính chất, cách điều chế và ứng dụng của Sr hiện nay. Hy vọng với các thông tin được chia sẻ và cung cấp trong bài sẽ trở thành kiến thức bổ ích để các em học hóa tốt hơn. Hiểu rõ về nguyên tố Strontium (Sr) sẽ giúp ích cho các em rất nhiều trong quá trình giải bài tập, nghiên cứu, cũng như làm bài thi chuẩn xác hơn. Nếu có bất kỳ thắc mắc nào liên quan đến nguyên tố Strontium (Sr) hay bất kỳ nguyên tố nào trong bảng tuần hoàn hóa học, hãy gửi câu hỏi lên FQA để được cộng đồng hỗ trợ nhé!