Strontium

Daripada Wikipedia, ensiklopedia bebas.
Lompat ke: pandu arah, cari
38 rubidiumstrontiumytrium
Ca

Sr

Ba
Sr-TableImage.png
Umum
Nama, Simbol, Nombor strontium, Sr, 38
Siri kimia logam alkali bumi
Kumpulan, Kala, Blok 2, 5, s
Rupa putih keperakan berkilat
Sr,38.jpg
Jisim atom 87.62(1) g/mol
Konfigurasi elektron [Kr] 5s2
Bilangan elektron per petala 2, 8, 18, 8, 2
Sifat fizikal
Keadaan pepejal
Ketumpatan (sekitar suhu bilik) 2.64 g/cm³
Ketumpatan cecair pada takat lebur 2.375 g/cm³
Takat lebur 1050 K
(777 °C, 1431 °F)
Takat didih 1655 K

(1382 °C, 2520 °F)

Haba pelakuran 7.43 kJ/mol
Haba pengewapan 136.9 kJ/mol
Muatan haba (25 °C) 26.4 J/(mol·K)
Tekanan wap
P/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k
pada T/K 796 882 990 1139 1345 1646
Sifat atom
Struktur hablur kubus berpusatkan jasad
Keadaan pengoksidaan 2, 1[1]
(bes oksida kuat)
Keelektronegatifan 0.95 (skala Pauling)
Tenaga pengionan pertama: 549.5 kJ/mol
kedua: 1064.2 kJ/mol
ketiga: 4138 kJ/mol
Jejari atom 200 pm
Jejari atom (kiraan) 219 pm
Jejari kovalen 192 pm
Lain-lain
Sifat kemagnetan paramagnet
Rintangan elektrik (20 °C) 132 nΩ·m
Kekonduksian terma (300 K) 35.4 W/(m·K)
Pengembangan terma (25 °C) 22.5 µm/(m·K)
Modulus ricih 6.1 GPa
Nisbah Poisson 0.28
Skala kekerasan Mohs 1.5
Nombor CAS 7440-24-6
Isotop
iso NA separuh hayat DM DE (MeV) DP
82Sr sin 25.36 hari ε - 82Rb
83Sr sin 1.35 d ε - 83Rb
β+ 1.23 83Rb
γ 0.76, 0.36 -
84Sr 0.56% Sr stabil dengan 46 neutron
85Sr sin 64.84 d ε - 85Rb
γ 0.514S -
86Sr 9.86% Sr stabil dengan 48 neutron
87Sr 7.0% Sr stabil dengan 49 neutron
88Sr 82.58% Sr stabil dengan 50 neutron
89Sr sin 50.52 d ε 1.49 89Rb
β- 0.909D 89Y
90Sr sin 28.90 tahun β- 0.546 90Y
Rujukan

Strontium (disebut /ˈstrɒntiəm/, /ˈstrɒnʃiəm/) merupakan unsur kimia dengan simbol Sr dan nombor atom 38. Sr adalah unsur kekuningan atau putih keperakan berkilat yang lembut yang amat reaktif secara kimia. Logam alkali bumi ini bertukar kepada warna kuning apabila terdedah kepada udara. Ia terjadi semula jadinya dalam galian selestin dan strontianit. Isotop 90Sr wujud dalam guguran radioaktif dan mempunyai separuh hayat pada 29.10 tahun. Namanya berasal dari perkataan Strontia iaitu sebuah desa di Scotland, sebagaimana ianya telah dijumpai berdekatan.

Sifat[sunting | sunting sumber]

Oleh sebab kereaktifan yang keterlaluan dengan oksigen dan air, unsur ini terjadi hanya semula jadinya dalam sebatian dengan unsur lain, sebagaimana dalam strontianit galian dan selestit.

Strontium lebih lembut berbanding kalsium bahkan lebih reaktif di dalam air dengan sentuhan serta-merta menghasilkan strontium hidroksida dan gas hidrogen. Ia membakar di dalam udara untuk menghasilkan strontium oksida and strontium nitrida tetapi sebelum itu ia tidak akan bertindak balas dengan nitrogen di bawah 380 °C dengan cuma membentuk oksida secara spontan pada suhu bilik. Ia hendaklah disimpan di bawah minyak tanah untuk menghalang pengoksidaan; logam strontium yang baru terdedah menjadi warna kekuningan dengan pantas dengan pembentukan oksida. Logam strontium yang dilumat halus akan menyala secara spontan dalam udara pada suhu bilik. Garam strontium yang mudah meruap memberikan warna merah lembayung untuk menyala dan garam ini digunakan dalam piroteknik dan penghasilan suar. Strontium asli adalah campuran empat isotop radiostabil.

Kegunaan[sunting | sunting sumber]

Sebagaimana logam strontium tulen yang digunakan dalam strontium 90%-aluminium 10% pancalogam dalam kandungan eutektik bagi pengubahsuaian silikon aluminium tuangan pancalogam.[2] Kegunaan utama sebatian strontium adalah di dalam kaca bagi tiub sinar katod televisyen warna bagi mencegah pengeluaran sinar X[3][4]

Kegunaan lain:

  • 89Sr merupakan ramuan aktif dalam Metastron, sejenis radiofarmaseutis yang digunakan untuk merawat kesakitan tulang sehinggalah barah prostat metastatis. Strontium bertindak seperti kalsium dan sebati ke dalam tulang yang mengalami proses osteogenesis. Penyetempatan ini menumpukan pendedahan sinaran pada lesi berbarah.
  • 90Sr digunakan sebagai sumber tenaga bagi penjana termoelektrik radioisotop (RTG). 90Sr menghasilkan kira-kira 0.93 watt haba setiap gram (ia lebih rendah bagi gred 90Sr yang digunakan dalam RTG, iaitu strontium fluorida).[5] Namun begitu, 90Sr mempunyai separuh hayat hampir 3 kali ganda lebih pendek dan berketumpatan lebih rendah daripada 238Pu yang juga bahan bakar RTG. Kelebihan utama 90Sr ialah lebih murah daripada 238Pu dan dijumpai di sisa radioaktif
  • 90 juga digunakan dalam terapi barah. Pancaran beta dan separuh hayat yang lama paling sesuai untuk radioterapi luar.
  • Strontium merupakan salah satu bahan pancalogam AJ62, pancalogam magnesium tahan lama yang digunakan pada enjin kereta dan motosikal oleh BMW.
  • Oleh sebab Sr amat menyerupai kalsium, ia sebati pada tulang. Kesemua keempat-empat isotop adalah sebati, lebih kurang bentuknya sebagaimana yang didapati secara semula jadi (sila lihat bawah). Walau bagaimanapun, pengagihan isotop sebenar berbeza-beza dari satu tempat ke tempat yang lain. Oleh itu, menganalisis tulang orang perseorangan boleh menentukan asal tulang tersebut. Pendekatan ini membantu bagi mengenal pasti corak penghijrahan purba di samping asal jasad manusia yang bercampur-campur di tapak pengebumian medan perang. Jadi, strontium juga membantu ahli sains forensik.
  • Strontium digunakan dalam meneliti pembebasan pengutus neuro dalam neuron. Seperti kalsium, strontium memudahkan pertaupan dengan vesikel sinaps dengan membran vesikel. Namun demikian, strontium menyebabkan pertaupan vesikel tidak segerak, tidak seperti kalsium. Jadi, menggantikan kalsium di dalam perantaran kultur dengan strontium membolehkan ahli sains mengukur kesan peristiwa pertautan vesikel tunggal. Sebagai contoh, saiz gerak balas possinapsis boleh diperlihat menerusi kandungan pengutus neuro pada vesikel tunggal.[6][7]

Nisbah 87Sr:86Sr lazimnya digunakan bagi menentukan kemungkinan asal-usul endapan dalam sistem semula jadi, khususnya di dalam persekitaran laut dan sungai. Dasch (1969) menunjukkan bahawa permukaan endapan Lautan Atlantik memperlihatkan nisbah 87Sr:86Sr yang dianggap sebagai purata besar nisbah 87Sr:86Sr pada teran geologi dari daratan bersebelahan. Contoh terbaik sistem laut fluvium yang kajian asal-usul isotop strontiumnya telah digunakan dengan jayanya ialah sistem Sungai Nil-Mediterranean (Krom et al., 1999; Krom et al., 2002; Talbot et al. 2000). Oleh sebab umur batuan yang berbeza-beza yang membentuk sebahagian besar kawasan tadahan Nil Biru dan Putih di dalam mengubah asal-usul endapan yang tiba di delta Sungai Nil dan Laut Mediterranean Timur boleh dilihat melalui penelitian isotop Sr. Segala perubahan terkawal secara iklim dalam Kuarterner Akhir.

Baru-baru ini, nisbah 87Sr:86Sr juga digunakan bagi menentukan sumber bahan arkeologi purba seperti kayu balak dan jagung dalam Ngarai Chaco, New Mexico (English et al., 2001; Benson et al., 2003). Nisbah 87Sr:86Sr dalam gigi mungkin juga digunakan untuk menjejaki penghijrahan haiwan (Barnett-Johnson, 2007; Porder et al., 2003) atau forensik jenayah.

Atom strontium digunakan dalam jam atom ujikaji dengan kejituan penetap rekod.[8]

Sebatian[sunting | sunting sumber]

Kejadian[sunting | sunting sumber]

Lihat juga galian strontium.
Pengeluaran strontium pada tahun 2005

Pada tahun 2005, China merupakan pengeluar strontium terbesar dengan hampir \tfrac{2}{3} jumlah keseluruhannya diikuti oleh Spain dan Mexico.

Strontium lazimnya terjadi semula jadinya, unsur ke-15 terbanyak dalam kerak Bumi, rata-rata 0.034% batuan igneus keseluruhannya dan ditemui sebagai bentuk selestit galian sulfat (SrSO4) dan strontianit karbonat (SrCO3). Di antara kedua-duanya, selestit lebih kerap kali terjadi dalam longgokan endapan pada saiz yang cukup bagi membangunkan tarikan kemudahan melombong. Strontianit mungkin lebih berguna antara kedua-dua galian biasa kerana strontium sering kali digunakan dalam bentuk karbonat tetapi beberapa longgokan telah dijumpai sesuai untuk pembangunan.[9] Logam ini boleh disediakan dengan elektrolisis pada strontium klorida yang cair yang dicampurkan dengan kalium klorida:

Sr2+ + 2 e- → Sr
2 Cl- → Cl2 (g) + 2 e-

Pilihan lain ialah penurunan strontium oksida dengan aluminium di dalam hampagas pada suhu yang penyulingan strontiumnya dimatikan. Tiga alotrop logam yang wujud dengan titik peralihan pada 235 dan 540 °C. Longgokan yang terbesar yang dieksploitasi secara komersial telah ditemui di England.

Isotop[sunting | sunting sumber]

Rencana utama: Isotop strontium

Logam alkali bumi strontium mempunyai empat stabil, isotop terjadi semula jadinya yakni 84Sr (0.56%), 86Sr (9.86%), 87Sr (7.0%) dan 88Sr (82.58%). Hanya 87Sr adalah radiogeni yang dihasilkan oleh susutan logam alkali 87Rb radioaktif yang separuh hayatnya pada 4.88 × 1010 tahun. Dengan itu, terdapat dua sumber 87Sr dalam sebarang bahan yang dibentuk ketika nukleosintesis purba bersama-sama 84Sr, 86Sr dan 88Sr di samping yang terbentuk oleh susutan radioaktif 87Rb. Nisbah 87Sr:86Sr merupakan parameter yang lazimnya dilaporkan dalam penyelidikan geologi; nisbah dalam galian dan batuan mempunyai nilai dari kira-kira 0.7 hingga lebih besar daripada 4.0. Oleh sebab strontium memiliki jejari atom] menyerupai kalsium, ia bersdia menggantikan untuk Ca dalam galian.

Enam belas isotop tidak stabil yang diketahui wujud terutamanya 90Sr dengan separuh hayat pada 28.78 tahun dan 89Sr dengan separuh hayat pada 50.5 hari.

  • 90Sr merupakan hasil sampingan pembelahan nukleus yang ditemui dalam guguran radioaktif dan mewujudkan masalah kesihatan memandangkan ia menggantikan kalsium di dalam tulang, menghalang pengusiran daripada badan. Isotop ini merupakan salah satu pemancar beta bertenaga tinggi hayat lama terbaik yang diketahui dan telah digunakan dalam penjana termoelektrik radioisotop. Alat ini dijangka akan digunakan dalam kapal angkasa lepas, stesen kawalan cuaca, boya pandu arah dan sebagainya sedangkan sumber tenaga yang ringan, hayat lama dan berkuasa nuklear diperlukan. Kemalangan nuklear Chernobyl pada tahun 1986 telah mencemarkan kawasan yang luas terbentang dengan 90Sr. 90Sr dikurung di dalam plak perak yang cekung yang juga digunakan bagi rawatan perubatan meresek pterigium.
  • 89Sr merupakan radioisotop buatan hayat pendek yang menyediakan manfaat kesihatan memandangkan ia menggantikan kalsium di dalam tulang. Dalam keadaan yang pesakit barahnya dan metastasis (sekunder) bertulang yang meluas dan menyakitkan, pemberian 89Sr menyebabkan penghantaran pancaran radioaktif (zarah beta dalam kes ini) terus ke bahagian bertulang yang bermasalah yang pusing ganti kalsiumnya adalah yang terbesar. 89Sr dibuat sebagai garam klorida yang larut dan apabila air suling bergaram dilarutkan dalam boleh disuntik ke dalam pembuluh darah. Biasanya, pesakit barah dirawat dengan dos 150 MBq. Pesakit perlu mengikut awasan yang disuruh kerana air kencing akan menjadi tercemar dengan keradioaktifan, jadi mereka perlu duduk ketika kencing dan mengepam tandas sebanyak dua kali. Zarah beta bergerak kira-kira 3.5 mm di dalam tulang (0.583 MeV tenaga) dan 6.5 mm di dalam tisu, jadi tiada keperluan untuk mengasingkan pesakit yang telah dirawat melainkan ada sesiapa yang duduk dalam pangkuan pesakit terbabit selama 10-40 hari. Kelainan masa disebabkan oleh masa pembersihan yang berubah-ubah 89Sr yang bergantung kepada fungsi buah pinggang dan bilangan metastasis bertulang. Lagi banyak metastasis bertulang, seluruh dos 89Sr boleh diambil ke dalam tulang, jadi keradioaktifan sepenuhnya dikekalkan kepada susutan lebih daripada 50.5 hari separuh hayat. Lebihan 89Sr akan ditapis oleh buah pinggang, jadi separuh hayat berkesan (gabungan separuh hayat biologi dan fizik) akan menjadi lebih pendek.

Kesan biologi[sunting | sunting sumber]

Badan manusia menyerap strontium seperti mana kalsium. Oleh sebab kewujudan unsur yang cukup sama secara kimia, bentuk stabil strontium mungkin menimbulkan ancaman kesihatan tetapi 90Sr radioaktif boleh menyebabkan pelbagai penyakit dan kerosakan tulang termasuk barah tulang. Unit strontium digunakan dalam mengukur keradioaktifan daripada 90Sr terserap.

Akhir-akhir ini, kajian in vitro yang menggunakan strontium pada osteoblas menunjukkan peningkatan pada pembinaan tulang osteoblas.[10].

Ubat yang dibuat dengan menggabungkan strontium dengan asid ranelik boleh membantu dalam pertumbuhan tulang, menggalakkan kepadatan tulang serta mengurangkan keretakan tulang vertebra, periferi dan pinggul.[11][12] Wanita yang menerima ubat menunjukkan 12.7% peningkatan dalam kepadatan tulang. Wanita yang menerima plasebo mengalami penurunan 1.6%. Separuh peningkatan dalam kepadatan tulang (diukur oleh densitometri sinar x) yang berpunca daripada berat atom Sr yang lebih tinggi dibandingkan dengan kalsium, sedangkan sebahagian lain adalah peningkatan dalam jisim tulang.

Lihat juga[sunting | sunting sumber]

Rujukan[sunting | sunting sumber]

  1. "Strontium: Maklumat sebatian strontium(I) fluorida". Bernath.UWaterloo.ca. http://bernath.uwaterloo.ca/media/149.pdf. Capaian 2007-12-10. 
  2. "Aluminium – Silicon Alloys : Strontium Master Alloys for Fast Al-Si Alloy Modification from Metallurg Aluminium". AZo Journal of Materials Online. http://www.azom.com/Details.asp?ArticleID=3353. Capaian 2008-10-14. 
  3. "Cathode Ray Tube Glass-To-Glass Recycling" (PDF). ICF Incorporated, USEP Agency. http://yosemite.epa.gov/ee/epa/riafile.nsf/vwAN/S99-23.pdf. Capaian 2008-10-14. 
  4. Ober, Joyce A.; Polyak, Désirée E.. "Mineral Yearbook 2007: Strontium" (PDF). United States Geological Survey. http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/strontium/myb1-2007-stron.pdf. Capaian 2008-10-14. 
  5. What are the fuels for radioisotope thermoelectric generators?
  6. Miledi R., Strontium as a substitute for calcium in the process of transmitter release at the neuromuscular junction, Nature 212: 1233-1234, 1966.
  7. Hagler DJ Jr, Goda Y., Properties of synchronous and asynchronous release during pulse train depression in cultured hippocampal neurons, J Neurophysiol. 2001 Jun;85(6):2324-34.
  8. A.D. Ludlow, T. Zelevinsky, G.K. Campbell, S. Blatt, M.M. Boyd, M.H.G. de Miranda, M.J. Martin, S.M. Foreman, J. Ye, T.M. Fortier, J.E. Stalnaker, S.A. Diddams, Y. Le Coq, Z.W. Barber, N. Poli, N.D. Lemke, K.M. Beck, & C. Oates. 2008. Sr lattice clock at 1x10-16 fractional uncertainty by remote optical evaluation with a Ca clock. Science Express. Posted online Feb. 14.
  9. Ober, Joyce A.. "Mineral Comodity Summaries 2008: Strontium" (PDF). United States Geological Survey. http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/strontium/mcs-2008-stron.pdf. Capaian 2008-10-14. 
  10. http://iadr.confex.com/iadr/2007orleans/techprogram/abstract_89231.htm
  11. Meunier PJ, Roux C, Seeman E et al. (2004). "effects of strontium ranelate on the risk of vertebral fracture in women with postmenopausal osteoporosis.". New England Journal of Medicine 350: 459–468. doi:10.1056/NEJMoa022436. PMID 14749454. 
  12. Reginster JY, Seeman E, De Vernejoul MC et al. (2005). "Strontium ranelate reduces the risk of nonvertebral fractures in postmenopausal women with osteoporosis: treatment of peripheral osteoporosis (TROPOS) study". J Clin Metab. 90: 2816–2822. doi:10.1210/jc.2004-1774. PMID 15728210. 
  • "Los Alamos National Laboratory – Strontium". http://periodic.lanl.gov/elements/38.html. 
  • Dasch, J. (1969). Strontium isotopes in weathering profiles, deep-sea sediments, and sedimentary rocks. Geochimica et Cosmochimica Acta, Vol. 33, pp. 1521-1552.
  • Krom et al. (1999). The characterisation of Saharan Dusts and Nile particulate matter in surface sediments from the Levantine basin using Sr isotopes. Marine Geology, Vol. 155, pp. 319-330.
  • Krom et al. (2002). Nile River sediment fluctuations over the past 7000 yr and their key role in sapropel development. Geology, Vol. 30, pp. 71-74.
  • Talbot et al., (2000). Strontium isotope evidence for late Pleistocene reestablishment of an integrated Nile drainage network. Geology, Vol. 28, pp. 343-346.
  • Barnett-Johnson, R., Grimes, C.B., Royer C.F., Donohoe, C.J. (2007) Identifying the contribution of wild and hatchery Chinook salmon (Oncorhynchus tshawytscha) to the ocean fishery using otolith microstructure as natural tags. Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences, Vol.64, pp. 1683-1692.
  • Benson, L., Cordell, L., Vincent, K., Taylor, H., Stein, J., Farmer, G., and Kiyoto, F. (2003) Ancient maize from Chacoan great houses: where was it grown?: Proceedings of the National Academy of Sciences, Vol. 22, pp. 13111-13115.
  • English, N.B., Betancourt, J.L., Dean, J.S. and J. Quade (2001) Strontium Isotopes Reveal Distant Sources of Architectural Timber in Chaco Canyon, New Mexico. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, Vol. 98, pp. 11891-11896
  • Porder, S., Paytan, A., and E.A. Hadly (2003) Mapping the origin of faunal assemblages using strontium isotopes. Paleobiology, 29: 197 - 204.