خانه » حیاط و باغچه » خواص شیمیایی استرانسیوم استرانسیوم در بدن انسان کاربردهای پزشکی استرانسیم: درمان دارویی

خواص شیمیایی استرانسیوم استرانسیوم در بدن انسان کاربردهای پزشکی استرانسیم: درمان دارویی

اطلاعات عمومی و روش های به دست آوردن

استرانسیوم (Sr) یک فلز نقره ای مایل به سفید است. ماده معدنی حاوی استرانسیوم در سال 1787 در اسکاتلند در یک معدن سرب در نزدیکی روستای Strontian کشف شد و استرونتینیت نام گرفت. در سال 1790، کانی شناسان اسکاتلندی، کرافورد و کرویکشانک، این کانی را به تفصیل بررسی کردند و "زمین" (اکسید) جدیدی را در آن کشف کردند. صرف نظر از آنها، هموطن آنها، شیمیدان هاپ، ثابت کرد که این ماده معدنی حاوی یک عنصر جدید - استرانسیم است. کلاپروت شیمیدان آلمانی نیز به همین نتیجه رسید. در همان سالها شیمیدان معروف روسی آکاد. T. E. Lovitz آثاری از استرانسیوم را در اسپار سنگین کشف کرد. نتایج تحقیقات او در سال 1795 منتشر شد. با این حال، فلز خالص تنها در سال 1808 توسط دیوی جدا شد. در سال 1924، دانر (ایالات متحده آمریکا) استرانسیوم خالص را با احیای آن از اکسید با آلومینیوم فلزی (یا منیزیم) به دست آورد.

فلز استرانسیم در حال حاضر عمدتاً به روش آلومینومترمی تولید می شود. اکسید استرانسیوم با پودر آلومینیوم مخلوط می شود، بریکت می شود و در یک کوره خلاء الکتریکی (خلاء 1.333 Pa) قرار می گیرد، جایی که فلز در دمای 1100-1150 درجه سانتی گراد کاهش می یابد.

استرانسیوم مطابق با TsMTU 4764-56 از سه گرید (Ch، ChDA و ChCh) به صورت دانه‌ها و کریستال‌ها (دروز) تولید می‌شود.

نمک ها و ترکیبات استرانسیوم سمی هستند (باعث فلج شدن و تأثیر بر بینایی می شوند). هنگام کار با آنها، باید مقررات ایمنی نمک های فلزات قلیایی و قلیایی خاکی را رعایت کنید.

مشخصات فیزیکی

ویژگی های اتمی عدد اتمی 38، جرم اتمی 87.62 a. e.، حجم اتمی 33.7 * 10 -6 m3 / مول، شعاع اتمی 0.215 نانومتر، شعاع یونی 0.127 نانومتر. پتانسیل یونیزاسیون J (eV): 5.692; 11.026; 43.6. الکترونگاتیوی 1.0. استرانسیوم دارای g.c. شبکه (a - Sr) با پریود a = 0.6085 نانومتر، انرژی شبکه کریستالی 164.3 μJ/kmol، شماره هماهنگی 12، فاصله بین اتمی 4.30 نانومتر. در دمای 488 کلوین، تبدیل a-6 رخ می دهد. 6-استرانسیوم دارای یک شبکه شش ضلعی با دوره های a = 0.432 نانومتر، c - = 0.706 نانومتر، c/a = 1.64 است. در دمای 605 درجه سانتیگراد، تبدیل چندشکلی 6->-y صورت می گیرد. پیکربندی الکترونیکی لایه بیرونی 5 s 2 است. استرانسیوم طبیعی از چهار ایزوتوپ پایدار تشکیل شده است: 84 Sr (0.58٪)، 86 Sr (9.88٪)، 87 Sr (7.2٪). 88 Sr (82.58%). 14 ایزوتوپ مصنوعی ناپایدار نیز به دست آمد. سطح مقطع موثر برای جذب نوترون حرارتی 1.21*10 -28 m2 است. تابع کار الکترون f=2.35 eV، برای تک کریستال (100) f=2.43 eV.

چگالی p در 273 K 2.630 Mg/m3 است.

حساسیت مغناطیسی در دمای 293 K x = +1.05-10^9.

خواص شیمیایی

پتانسیل الکترود طبیعی واکنش Sr -2 e =?* Sr 2 + cp 0 = 2.89 V است. حالت اکسیداسیون +2.

استرانسیوم یک عنصر بسیار فعال است، به سرعت در هوا اکسید می شود، مقدار زیادی گرما آزاد می کند و آب را به شدت تجزیه می کند. با هیدروژن در دمای بالا 300-400 درجه سانتیگراد واکنش می دهد و هیدرید SrH 2 با نقطه ذوب 650 درجه سانتیگراد را تشکیل می دهد. با اکسیژن، اکسید (II) SrO را با نقطه ذوب 2430 درجه سانتیگراد، در 500 درجه سانتیگراد و فشار 15 مگاپاسکال - اکسید (IV) Sr 0 2 تشکیل می دهد. در دمای 380-400 درجه سانتیگراد با نیتروژن واکنش می دهد و ترکیب Sr 3 N 2 می دهد.

هنگام گرم شدن، استرانسیم به راحتی با هالوژن ها تعامل می کند و نمک های مربوطه را تشکیل می دهد: کلرید SrCl 2 با نقطه ذوب 872 درجه سانتی گراد، برمید SrBr 2 با نقطه ذوب 643 درجه سانتی گراد، فلوراید SrF 2 با نقطه ذوب 1190 درجه سانتی گراد، Srl 2 یدید. با کربن کاربید استرانسیم SrC 2، با فسفر - استرانسیم فسفید SrP 2، با گوگرد هنگام گرم شدن - سولفیدها تشکیل می شود.

با اسیدهای نیتریک و سولفوریک غلیظ ضعیف و با اسیدهای رقیق به شدت واکنش نشان می دهد. با مواد قلیایی - NaOH، KOH (غلیظ و رقیق شده) نیز واکنش نشان می دهد.

محلول های جامد و ترکیبات فلزی را با فلزات تشکیل می دهد.

نیا در حالت مایع با عناصر زیرگروه های PA، PV - VB (Be، Mg، Zn، Cd، Hg، Al، Ga، In، TI، Sn، Pb، Sb، Bi، As) مخلوط می شود. بسیاری از آنها ترکیبات فلزی (Al، Mg، Zn، Sn، Pb و غیره) را تشکیل می دهند. سیستم های غیر قابل امتزاج با برخی فلزات واسطه و نجیب می دهد. بیشتر فلزات گروه پلاتین با تشکیل فازهای نوع Laves با استرانسیوم مشخص می شوند. با عناصر زیر گروه P1B فازهایی از نوع AB 4 را تشکیل می دهد. معادل الکتروشیمیایی 0.45404 mg/C.

خواص تکنولوژیکی

استرانسیوم یک فلز چکش خوار و انعطاف پذیر است. می توان آن را در یک ورقه نازک جعل کرد و در دمای 230 درجه سانتی گراد به سیم فشار داد.

مناطق استفاده

از فلز استرانسیم و ترکیبات آن در صنعت استفاده می شود. ورود این عنصر و ترکیبات آن به فولاد و چدن به بهبود کیفیت آنها کمک می کند. اطلاعاتی در مورد استفاده از استرانسیم برای اکسیداسیون و تصفیه مس وجود دارد. این نیز باعث افزایش سختی می شود. معرفی 0.1% Sr به تیتانیوم و آلیاژهای آن، استحکام ضربه را افزایش می دهد. استرانسیوم انعطاف پذیری منیزیم و آلیاژهای آن را افزایش می دهد و تأثیر مثبتی بر خواص آلیاژهای آلومینیوم دارد.

ترکیبات استرانسیوم در پیروتکنیک، در فناوری خلاء الکتریکی (جاذب گاز)، در الکترونیک رادیویی (برای ساخت فتوسل) استفاده می شود. استرانسیوم بخشی از کاتدهای اکسیدی است که در لوله های پرتو کاتدی، لامپ های مایکروویو و غیره استفاده می شود.

در شیشه سازی، استرانسیوم برای تولید عینک های نوری خاص استفاده می شود. پایداری شیمیایی و حرارتی شیشه و ضریب شکست را افزایش می دهد. بنابراین، شیشه حاوی 9 درجه، 0 SrO، دارای مقاومت سایشی بالا و خاصیت ارتجاعی بالا، به راحتی قابل تراش (پیچیده شدن، پردازش به نخ و پارچه) است. در کشور ما فناوری تولید شیشه حاوی استرانسیم بدون بور توسعه یافته است. چنین شیشه ای دارای مقاومت شیمیایی، استحکام و خواص الکتریکی است و سرامیک های نوری در صنعت روغن برای تولید روغن های روان کننده با افزایش مقاومت در برابر اکسیداسیون و در مواد غذایی - برای پردازش ضایعات تولید شکر به منظور استخراج قند اضافی ترکیبات استرانسیوم نیز در لعاب ها و لعاب ها استفاده می شود سرامیک ها به طور گسترده در صنایع شیمیایی به عنوان پرکننده های رزین، تثبیت کننده های پلاستیکی و همچنین برای تصفیه سود سوزآور از آهن و منگنز، به عنوان کاتالیزور در سنتز آلی و ترک روغن و غیره استفاده می شوند.

ارسال کار خوب خود در پایگاه دانش ساده است. از فرم زیر استفاده کنید

دانشجویان، دانشجویان تحصیلات تکمیلی، دانشمندان جوانی که از دانش پایه در تحصیل و کار خود استفاده می کنند از شما بسیار سپاسگزار خواهند بود.

نوشته شده در http:// www. همه بهترین. ru/

معرفی

5. رویکردهای نمونه گیری

ارائه می دهد

معرفی

یک نوع بسیار خطرناک ضربه بر روی بیوسفر، تشعشعات رادیواکتیو است. این نوع آلودگی محیطی تنها در آغاز قرن بیستم و با کشف پدیده رادیواکتیویته و تلاش برای استفاده از عناصر رادیواکتیو در علم و فناوری ظاهر شد. انواع شناخته شده تبدیلات رادیواکتیو با تشعشعات مختلفی همراه است. اینها پرتوهای a متشکل از هسته هلیوم، پرتوهای b که جریانی از الکترونهای سریع هستند و پرتوهای y که توانایی نفوذ بالایی دارند. قطعات شکافت هسته ای اورانیوم، پلوتونیوم، سزیم، باریم، استرانسیم، ید و سایر عناصر رادیواکتیو دارای اثر بیولوژیکی قوی هستند.

ترکیبی از خواص استرانسیوم 90 آن را به همراه سزیم 137 و ایزوتوپ های رادیواکتیو ید در رده خطرناک ترین و وحشتناک ترین آلاینده های رادیواکتیو قرار می دهد. ایزوتوپ‌های استرانسیوم پایدار خود خطر کمی دارند، اما ایزوتوپ‌های استرانسیوم رادیواکتیو خطر بزرگی برای همه موجودات زنده هستند. ایزوتوپ رادیواکتیو استرانسیوم استرانسیوم-90 به درستی یکی از وحشتناک ترین و خطرناک ترین آلاینده های تشعشعات انسانی در نظر گرفته می شود. این اول از همه به این دلیل است که نیمه عمر بسیار کوتاهی دارد - 29 سال که سطح بسیار بالایی از فعالیت و تشعشعات قدرتمند آن را تعیین می کند و از طرف دیگر توانایی آن در متابولیسم و متابولیسم مؤثر است. شامل عملکردهای حیاتی بدن می شود. استرانسیوم یک آنالوگ شیمیایی تقریباً کامل کلسیم است، بنابراین، با نفوذ به بدن، در تمام بافت ها و مایعات حاوی کلسیم - در استخوان ها و دندان ها رسوب می کند و آسیب تشعشع موثری به بافت های بدن از داخل می دهد.

1. مشخصات کلی استرانسیوم

استرانسیوم عنصری از زیرگروه اصلی گروه دوم، دوره پنجم از سیستم تناوبی عناصر شیمیایی D.I مندلیف با عدد اتمی 38 است. ماده ساده استرانسیوم یک فلز خاکی قلیایی نرم، چکش خوار و انعطاف پذیر به رنگ سفید مایل به نقره ای است. فعالیت شیمیایی بالایی در هوا دارد و به سرعت با رطوبت و اکسیژن واکنش نشان می دهد و با یک لایه اکسید زرد پوشیده می شود. استرانسیوم نام خود را از ماده معدنی استرونتیانیت گرفته است که در سال 1787 در یک معدن سرب در نزدیکی Strontian (اسکاتلند) یافت شد. در سال 1790، شیمیدان انگلیسی آدر کرافورد (1748-1795) نشان داد که استرونتینیت حاوی یک "زمین" جدید و هنوز ناشناخته است. این ویژگی استرونتیانیت نیز توسط شیمیدان آلمانی مارتین هاینریش کلاپروت (1743-1817) ایجاد شد. شیمیدان انگلیسی تی هوپ در سال 1791 ثابت کرد که استرونتینیت حاوی عنصر جدیدی است. او به وضوح ترکیبات باریم، استرانسیوم و کلسیم را با استفاده از روش‌های دیگر با استفاده از رنگ‌های مشخصه شعله متمایز کرد: زرد-سبز برای باریم، قرمز روشن برای استرانسیم و قرمز نارنجی برای کلسیم.

بدون توجه به دانشمندان غربی، آکادمیک سن پترزبورگ توبیاس (تووی اگوروویچ) لوویتز (1757-1804) در سال 1792، هنگام مطالعه باریت معدنی، به این نتیجه رسید که علاوه بر اکسید باریم، حاوی "زمین استرونتین" نیز می باشد. یک ناخالصی او موفق شد بیش از 100 "زمین" جدید را از اسپار سنگین استخراج کند و خواص آن را مورد مطالعه قرار دهد. استرانسیوم برای اولین بار به صورت آزاد توسط همفری دیوی شیمیدان و فیزیکدان انگلیسی در سال 1808 جدا شد. استرانسیوم فلزی از الکترولیز هیدروکسید مرطوب شده آن بدست آمد. استرانسیوم آزاد شده در کاتد با جیوه ترکیب شده و یک آمالگام را تشکیل می دهد. دیوی با تجزیه آمالگام با حرارت دادن، فلز خالص را جدا کرد.

استرانسیوم فلزی نرم و سفید نقره ای، چکش خوار و انعطاف پذیر است و به راحتی با چاقو برش داده می شود. چند شکلی - سه مورد از تغییرات آن شناخته شده است. تا دمای 215 درجه سانتیگراد، اصلاح صورت مکعبی (b-Sr) پایدار است، بین 215 و 605 درجه سانتیگراد - شش ضلعی (b-Sr)، بالاتر از 605 درجه سانتیگراد - اصلاح مکعب محور (g-Sr). نقطه ذوب - 768 o C، نقطه جوش - 1390 o C.

استرانسیوم در ترکیبات خود همیشه ظرفیت 2+ را نشان می دهد. خواص استرانسیوم نزدیک به کلسیم و باریم است و یک موقعیت میانی بین آنها را اشغال می کند. در سری ولتاژهای الکتروشیمیایی، استرانسیم جزو فعال ترین فلزات است (پتانسیل الکترود معمولی آن برابر است؟ 2.89 V. به شدت با آب واکنش می دهد و هیدروکسید تشکیل می دهد:

Sr + 2H 2 O = Sr (OH) 2 + H 2 ^

با اسیدها تعامل دارد، فلزات سنگین را از نمک آنها جابجا می کند. با اسیدهای غلیظ (H 2 SO 4، HNO 3 ) ضعیف واکنش نشان می دهد.

فلز استرانسیوم به سرعت در هوا اکسید می شود و یک لایه زرد تشکیل می دهد که در آن علاوه بر اکسید SrO، پراکسید SrO 2 و نیترید Sr 3 N 2 همیشه وجود دارد. هنگامی که در هوا گرم می شود، استرانسیوم پودر شده در هوا مشتعل می شود.

به شدت با غیر فلزات - گوگرد، فسفر، هالوژن واکنش نشان می دهد. با هیدروژن (بالای 200 درجه سانتیگراد)، نیتروژن (بالای 400 درجه سانتیگراد) برهمکنش دارد. عملا با مواد قلیایی واکنش نشان نمی دهد.

در دماهای بالا با CO2 واکنش داده و کاربید تشکیل می دهد:

5Sr + 2CO 2 = SrC 2 + 4SrO

نمک های استرانسیوم به راحتی با آنیون های Cl?, I?, NO 3? نمک با آنیون های F?، SO42?، CO32?، PO43? کمی محلول (Poluektov، 1978).

آلودگی رادیواکتیو استرانسیوم

2. منابع اصلی استرانسیوم در محیط طبیعی و موجودات زنده

استرانسیوم جزء میکروارگانیسم ها، گیاهان و جانوران است. در رادیولارهای دریایی، اسکلت از سولفات استرانسیم - سلستین تشکیل شده است. جلبک های دریایی حاوی 26-140 میلی گرم استرانسیم در هر 100 گرم ماده خشک هستند، گیاهان زمینی - حدود 2.6، حیوانات دریایی - 2-50، حیوانات خشکی - حدود 1.4، باکتری ها - 0.27-30. تجمع استرانسیم توسط موجودات مختلف نه تنها به نوع و ویژگی های آنها بستگی دارد، بلکه به نسبت محتوای استرانسیم و سایر عناصر، عمدتاً کلسیم و فسفر، در محیط نیز بستگی دارد.

حیوانات استرانسیوم را از طریق آب و غذا دریافت می کنند. برخی از مواد مانند پلی ساکارید جلبک ها در جذب استرانسیم اختلال ایجاد می کنند. استرانسیوم در بافت استخوانی تجمع می یابد، خاکستر آن حاوی حدود 0.02٪ استرانسیم است (در سایر بافت ها - حدود 0.0005٪).

در نتیجه آزمایش‌های هسته‌ای و حوادث در نیروگاه‌های هسته‌ای، مقدار زیادی استرانسیوم-90 رادیواکتیو که نیمه عمر آن 29.12 سال است در محیط منتشر شد. تا زمانی که آزمایش سلاح های اتمی و هیدروژنی در این سه محیط ممنوع شد، سال به سال بر تعداد قربانیان استرانسیوم رادیواکتیو افزوده می شد.

در عرض یک سال پس از اتمام انفجارهای هسته ای اتمسفر، در نتیجه تصفیه خود جو، بیشتر محصولات رادیواکتیو از جمله استرانسیوم 90 از جو به سطح زمین سقوط کردند. آلودگی محیط طبیعی به دلیل حذف محصولات رادیواکتیو ناشی از انفجارهای هسته‌ای که در سال‌های 1954-1980 در سایت‌های آزمایشی سیاره انجام شد، اکنون نقش ثانویه ای در آلودگی هوای جو با 90Sr دارد بزرگی کمتر از بلند کردن گرد و غبار از خاک آلوده در طول آزمایش‌های هسته‌ای و در نتیجه حوادث تشعشعی.

استرانسیوم 90 به همراه سزیم 137 رادیونوکلئیدهای آلوده کننده اصلی روسیه هستند. وضعیت تشعشعات به طور قابل توجهی تحت تأثیر وجود مناطق آلوده است که در نتیجه حوادث در نیروگاه هسته ای چرنوبیل در سال 1986 و در تأسیسات تولید مایاک در منطقه چلیابینسک در سال 1957 ("حادثه کیشتیم") و همچنین در در مجاورت برخی از شرکت های چرخه سوخت هسته ای.

در حال حاضر میانگین غلظت 90Sr در هوای خارج از سرزمین های آلوده در نتیجه حوادث چرنوبیل و کیشتیم به سطوحی رسیده است که قبل از حادثه در نیروگاه هسته ای چرنوبیل مشاهده شده بود. سیستم های هیدرولوژیکی مرتبط با مناطق آلوده در طی این حوادث به طور قابل توجهی تحت تأثیر شستشوی استرانسیوم 90 از سطح خاک قرار می گیرند.

پس از ورود به خاک، استرانسیوم همراه با ترکیبات کلسیم محلول وارد گیاهان می شود. حبوبات، گیاهان ریشه و غده بیشترین میزان 90Sr را دارند، در حالی که غلات، از جمله غلات، و کتان کمتر انباشته می شوند. 90Sr به طور قابل توجهی کمتر از سایر اندام ها در دانه ها و میوه ها انباشته می شود (به عنوان مثال، در برگ ها و ساقه های گندم 10 برابر بیشتر از 90Sr در دانه ها وجود دارد).

استرانسیوم 90 از گیاهان می تواند مستقیماً یا از طریق حیوانات وارد بدن انسان شود. استرانسیوم 90 به میزان بیشتری در مردان نسبت به زنان تجمع می یابد. در ماه های اول زندگی یک کودک، رسوب استرانسیوم-90 یک مرتبه بزرگتر از یک بزرگسال است که با شیر وارد بدن می شود و در بافت استخوانی به سرعت در حال رشد تجمع می یابد.

از نظر سطح فراوانی فیزیکی در پوسته زمین، استرانسیم در رتبه 23 قرار دارد - کسر جرمی آن 0.014٪ است (در لیتوسفر - 0.045٪). کسر مول فلز در پوسته زمین 0.0029٪ است. استرانسیوم در آب دریا (8 میلی گرم در لیتر) موجود است، در طبیعت، استرانسیوم به شکل مخلوطی از 4 ایزوتوپ پایدار 84Sr (0.56%)، 86Sr (9.86%)، 87Sr (7.02%)، 88Sr (82) وجود دارد. 56%) (اورلوف، 2002).

3. پارامترهای بهداشتی برای استفاده از استرانسیوم

استرانسیوم در مجرای روده ضعیف جذب می شود و بیشتر فلزی که وارد بدن می شود دفع می شود. استرانسیوم باقی مانده در بدن جایگزین کلسیم می شود و به مقدار کمی در استخوان ها تجمع می یابد. با تجمع قابل توجهی از استرانسیم، امکان سرکوب روند کلسیفیکاسیون استخوان های در حال رشد و توقف رشد وجود دارد. استرانسیوم غیر رادیواکتیو خطری برای سلامت انسان است و مقدار آن در محصولات مطابق با الزامات FAO/WHO تحت کنترل است (کاپلین، 2006).

رادیونوکلئیدها که وارد بیوسفر می شوند پیامدهای زیست محیطی متعددی را ایجاد می کنند. در نتیجه رواناب سطحی، رادیونوکلئیدها می توانند در فرورفتگی ها، حفره ها و سایر عناصر تسکین تجمعی تجمع کنند. نوکلیدها وارد گیاهان می شوند و به شدت از طریق زنجیره های غذایی مهاجرت می کنند. میکروارگانیسم‌های خاک عناصر رادیواکتیو را جمع‌آوری می‌کنند که به راحتی توسط اتورادیوگرافی قابل تشخیص است. بر اساس این اصل، روش‌هایی برای شناسایی جمعیت‌های میکروبی برای تشخیص استان‌های ژئوشیمیایی با محتوای بالای رادیونوکلئید در حال توسعه است.

مطالعه رفتار پرتوزا در ارتباط با ورود آنها به زنجیره "خاک - گیاه - حیوان - انسان" از اهمیت ویژه ای برخوردار است. تفاوت گونه ها در محتوای نوکلیدها در گیاهان به دلیل ماهیت توزیع سیستم های ریشه است.

با توجه به مقیاس رادیونوکلئیدهایی که وارد توده گیاهی می شوند، جوامع گیاهی در سری های زیر مرتب می شوند: استپ چمن پر > علفزار بلوگراس- جو دوسر > علفزار علفزار. حداکثر تجمع رادیونوکلئیدها در گیاهان خانواده غلات مشاهده می شود و به دنبال آن حبوبات کمترین مقدار هسته را انباشته می کنند.

استرانسیوم 90 به راحتی توسط خاک از طریق تبادل کاتیونی جذب می شود یا توسط مواد آلی خاک برای تشکیل ترکیبات نامحلول تثبیت می شود. آبیاری و کشت فشرده خاک می تواند روند شسته شدن آن را در پروفیل تسریع کند. حذف استرانسیوم 90 توسط آب های سطحی با تجمع بعدی در فرورفتگی ها (فروختگی) امداد نیز امکان پذیر است.

به عنوان یک قاعده، در محصولات کشاورزی، حداکثر تجمع استرانسیوم 90 در ریشه، کمتر در برگ و مقادیر ناچیز در میوه ها و غلات مشاهده می شود. استرانسیوم 90 به راحتی از طریق زنجیره های تغذیه ای به حیوانات و انسان ها منتقل می شود، تمایل به تجمع در استخوان ها دارد و آسیب زیادی به سلامتی وارد می کند.

حداکثر غلظت مجاز (MPC) استرانسیم-90 در هوای محل کار 0.185 (Bq/l) و در آب مخازن باز 18.5 (Bq/l) است. سطوح مجاز 90Sr در محصولات غذایی مطابق با الزامات SanPiN 2.3.2.1078-01 در غلات، پنیر، ماهی، غلات، آرد، شکر، نمک 100-140 (Bq/kg)، گوشت، سبزیجات، میوه ها، کره است. ، نان، ماکارونی - 50-80 (Bq/kg)، روغن نباتی 50-80 (Bq/l)، شیر - 25، آب آشامیدنی - 8 (Bq/l) (اورلوف، 2002).

4. مشخصات سم شناسی استرانسیم

نمک ها و ترکیبات استرانسیوم مواد کم سمی هستند، اما استرانسیوم اضافی بر بافت استخوان، کبد و مغز تأثیر می گذارد. استرانسیم از نظر خواص شیمیایی نزدیک به کلسیم است، اما از نظر عملکرد بیولوژیکی آن به شدت با کلسیم متفاوت است. محتوای بیش از حد این عنصر در خاک، آب و محصولات غذایی باعث "بیماری Urov" در انسان و حیوانات می شود (به نام رودخانه Urov در شرق ترانس بایکالیا) - آسیب و تغییر شکل مفاصل، تاخیر در رشد و سایر اختلالات.

ایزوتوپ های رادیواکتیو استرانسیم بسیار خطرناک هستند. استرانسیوم رادیواکتیو در اسکلت انباشته می شود و بنابراین بدن را در معرض تماس طولانی مدت رادیواکتیو قرار می دهد. اثر بیولوژیکی 90Sr مربوط به ماهیت توزیع آن در بدن است و به دوز تابش b ایجاد شده توسط آن و رادیوایزوتوپ دخترش 90Y بستگی دارد. با دریافت طولانی مدت 90Sr به بدن، حتی در مقادیر نسبتاً کم، در نتیجه تابش مداوم بافت استخوان، سرطان خون و سرطان استخوان ایجاد می شود. از هم پاشیدگی کامل استرانسیوم 90 منتشر شده در محیط تنها پس از چند صد سال رخ خواهد داد.

اطلاعات کمی در مورد سمیت Sr برای گیاهان وجود دارد و گیاهان در تحمل آنها به این عنصر بسیار متفاوت هستند. طبق گفته Shacklett و همکاران، سطح سمی Sr برای گیاهان 30 میلی گرم بر کیلوگرم خاکستر است (کاپلین، 2006؛ کاباتا-پندیا، 1989).

5. رویکردهای نمونه گیری

نمونه برداری اولین و کاملاً ساده و در عین حال مرحله مهم تجزیه و تحلیل است. چندین الزام برای نمونه گیری وجود دارد:

1. جمع آوری نمونه باید آسپتیک باشد و با استفاده از نمونه بردار استریل در یک ظرف استریل انجام شود که برای انتقال نمونه به آزمایشگاه باید به صورت هرمتیک مهر و موم شود.

2. نمونه باید نماینده باشد، یعنی. دارای حجم کافی که اندازه آن بر اساس الزامات محتوای یک میکروارگانیسم خاص تعیین می شود و در مکانی تولید می شود که کفایت نمونه را با کل حجم جسم مورد تجزیه و تحلیل تضمین می کند.

3. نمونه جمع آوری شده باید بلافاصله پردازش شود، اگر پردازش فوری امکان پذیر نیست، باید در یخچال نگهداری شود.

برای به دست آوردن نتایج قابل تکرار، یک آزمایش نیاز به توجه دقیق به تمام جزئیات دارد. یکی از منابع خطا در تعیین Sr، ناهمگنی نمونه و عدم نمایش سطح است. اگر آسیاب نمونه جامد (پودرهای سنگ معدن، سنگها، محصولات غنی‌سازی، مخلوط‌های خام، نمک‌ها و ...) به مش 100 یا کمتر برسد، در این صورت می‌توان چنین نمونه‌هایی را به دلیل قدرت نفوذ بالای تشعشعات سخت کاملاً همگن در نظر گرفت. برای کاهش اثرات جذب و تحریک که نمودارهای کالیبراسیون را مخدوش می کند، نمونه آنالیز شده با ماده ای شفاف به اشعه ایکس (پلی استایرن، اسید بوریک، نشاسته، هیدروکسید آلومینیوم، آب و غیره) رقیق می شود. درجه رقت به صورت تجربی تعیین می شود. نمونه پودری با توزیع یکنواخت رقیق کننده و استاندارد داخلی بریکت یا حل می شود. ضخامت بریکت (قرص) باید به اندازه کافی بزرگ (حدود 1-2 میلی متر) باشد تا شدت تابش نمونه به اندازه نمونه بستگی نداشته باشد. بریکت های آماده شده (قرص) برای اندازه گیری های مکرر مناسب هستند. ماده مورد آزمایش را می توان به صورت پودر مستقیماً در کووت های دستگاه قرار داد. پودر نمونه را می توان در یک نگهدارنده پلکسی قرار داد و زیر یک فیلم پلیمری فشار داد یا روی یک فیلم چسب اعمال کرد (Orlov, 2002; Poluektov, 1978).

6. روش های تحلیلی برای تعیین استرانسیم در نمونه ها

هنگام تعیین Sr در اشیاء طبیعی و صنعتی، روش های طیفی به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرند - طیف نگاری انتشار و فتومتریک شعله. اخیراً روش جذب اتمی به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته است. روش فتومتریک که نیاز به جداسازی اولیه استرانسیم از سایر عناصر دارد، نسبتاً به ندرت مورد استفاده قرار می گیرد. به همین دلیل و همچنین به دلیل طول مدت آنالیز، روش های وزن سنجی و تیتریمتری تقریباً هرگز مورد استفاده قرار نمی گیرند.

1. روش های وزن سنجی

روش های گرانشی برای تعیین استرانسیوم در بیشتر موارد پس از جدا شدن از سایر عناصر قلیایی خاکی استفاده می شود.

2. روش های تیتریومتری

تعیین تیترومتری استرانسیم را می توان پس از جداسازی آن از تمام یا بیشتر عناصر مداخله گر انجام داد. پرکاربردترین روش، روش کمپلکس سنجی است.

3. روش های اسپکتروفتومتری تعیین

این روش ها را می توان به دو دسته مستقیم و غیر مستقیم تقسیم کرد. روش‌های مستقیم بر اساس واکنش‌های تشکیل ترکیبات رنگی زمانی که معرف‌ها بر روی یون‌های استرانسیم اثر می‌کنند، هستند. در روش‌های غیرمستقیم، استرانسیوم به شکل یک ترکیب کم‌محلول با یک معرف رنگی بیش از حد رسوب داده می‌شود و غلظت استرانسیوم در نمونه با مقدار معرف غیر متصل تعیین می‌شود.

نمونه هایی از روش های تعیین مستقیم:

تعیین استرانسیم با نیترواورتانیل C (نیتروکرومازو) یا اورتانیل C. باریم و سرب (2) در تعیین تداخل دارند و واکنش رنگی را با معرف نشان می دهند. زیرکونیوم، تیتانیوم، تالیم و برخی عناصر دیگر منجر به دست کم گرفتن شدید نتایج می شود. حساسیت؟ 0.05 میکروگرم بر میلی لیتر.

تعیین استرانسیم با دی متیل سولفانازو III و دی متیل سولفانازو

عناصر گروه III-VI آنها باید حذف شوند. مقدار نمک های آمونیوم و فلزات قلیایی نباید بیش از 10 میلی گرم باشد. سولفات ها و فسفات ها در صورت وجود بیش از 0.03 میلی مول تداخل دارند. بسیاری از فلزات، از جمله کلسیم و منیزیم، در تعیین تداخل دارند، اگر محتوای آنها در نمونه باشد چه؟ 0.3 میکرومول، و Cu(II) 0.25 میکرومول. همچنین بسیاری از محدودیت های دیگر وجود دارد.

تعیین استرانسیم با کربوکسی نیتراز

واکنش استرانسیم با کربوکسی نیتراز یکی از حساس ترین واکنش ها است. با استفاده از این واکنش 0.08-0.6 μg/ml تعیین می شود.

روشهای غیر مستقیم برای تعیین استرانسیم

روش های غیر مستقیم به دلیل گزینش پذیری پایین در حال حاضر مورد استفاده قرار نمی گیرند، بنابراین فقط به روش های زیر اشاره می شود: روش 8-هیدروکسی کینولین; روش با استفاده از اسید پیکرولونیک؛ تعیین استرانسیوم با استفاده از کرومات

4. روش های الکتروشیمیایی

روش پلاروگرافی

تعیین استرانسیم توسط یون های باریم تداخل دارد (اما این را می توان با انتخاب یک پس زمینه مناسب که (C2H5)4NBr در اتانول مطلق است از بین برد. در حضور غلظت‌های تقریباً مساوی منیزیم و کلسیم، تعیین Sr غیرممکن است. اگر غلظت آنها به طور قابل توجهی از غلظت Sr بیشتر شود، Ba، Ca، Na، K باید ابتدا از هم جدا شوند.

روش پلاروگرافی دیفرانسیل

تعیین مقادیر کمی از استرانسیم در حضور مقادیر زیاد سدیم و پتاسیم امکان پذیر است. حساسیت - 0.0001 mol Sr / mol نمک.

پلاروگرافی وارونگی

به شما امکان می دهد استرانسیم را در غلظت های بسیار کم (10-5 - 10-9 M) تعیین کنید اگر ابتدا در یک قطره جیوه توسط الکترولیز متمرکز شده و سپس در معرض انحلال آندی قرار گیرد. از فناوری اسیلوگرافی استفاده می شود. میانگین خطا 3-5٪ است.

روش هدایت سنجی

تعیین پس از جداسازی اولیه گروه عناصر Li، K، Na، Ca و Ba موجود در نمک های محلول مصالح ساختمانی انجام می شود.

5. روش های طیفی

روش طیف نگاری (جرقه و قوس).

شدیدترین خطوط Sr در ناحیه مرئی طیف قرار دارند: 4607.33; 4077.71 و 4215.52 A که 2 دومی در ناحیه نوارهای فیروزه ای قرار دارند. بنابراین، هنگامی که برای تجزیه و تحلیل یک قوس با الکترودهای کربن استفاده می شود، این خطوط کمتر مناسب هستند. خط 4607.33 A با خودجذب قوی مشخص می شود، بنابراین توصیه می شود در هنگام تعیین غلظت های پایین Sr (زیر 0.1٪) از آن استفاده کنید. در محتویات بالا، از خطوط Sr 4811.88 و 4832.08 ?، و همچنین 3464.46 A، در ناحیه فرابنفش طیف، از خطوط بسیار ضعیف 3464.46 و 3380.71 A استفاده می شود که دومی در منطقه قرار دارد. طیف با پس زمینه برای تثبیت دمای احتراق قوس، از بین بردن تأثیر کلسیم، منیزیم، سدیم و دستیابی به دقت بالاتر در تعیین Sr، از مخلوط‌های بافری استفاده می‌شود. برای حذف نوارهای سیانید، تعیین Sr در آرگون انجام می شود یا نمونه ها به ترکیبات فلوراید تبدیل می شوند. حساسیت تعیین Sr در یک قوس 5 * 10-5 - 1 * 10-4٪ است، خطای نسبی تعیین ± 4-15٪ است حساسیت تعیین Sr (3 * 10-12 گرم). حساسیت تعیین Sr در یک جرقه (1-5) * 10-4٪ است. خطای تعیین ± 4-6٪. به منظور افزایش دقت و حساسیت مطلق تجزیه و تحلیل و همچنین از بین بردن تأثیر خطوط تداخلی عناصر خارجی، پیشنهاد می شود از تداخل سنج متقاطع با طیف نگار استفاده شود.

نورسنجی انتشار شعله

روش فتومتریک شعله برای تعیین استرانسیم به دلیل سادگی و قابلیت اطمینان آن به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد، به ویژه در تجزیه و تحلیل سنگ ها و مواد معدنی، آب های طبیعی و فاضلاب، بیولوژیکی و سایر مواد. برای تعیین محتویات کوچک و بزرگ عنصر با دقت و حساسیت نسبتاً بالا (1-2 %) مناسب است و در بیشتر موارد تعیین استرانسیوم را می توان بدون جدا شدن از سایر عناصر انجام داد. بیشترین حساسیت در هنگام استفاده از تجهیزات با ضبط خودکار طیف و شعله های با دمای بالا به دست می آید. بالاترین حساسیت با استفاده از پلاسمای RF 0.00002 میکروگرم Sr/ml بدست می آید.

با روش تبخیر پالسی، حد تشخیص مطلق برای Sr 1*10-13-2*10-12 گرم است (شعله مخلوط استیلن-اکسید نیتروژن). با مقادیر کافی نمونه (~ 10 میلی گرم)، حد نسبی محتوای استرانسیوم تعیین شده به 1 * 10-7٪ کاهش می یابد، در حالی که وقتی محلول نمونه با استفاده از یک سمپاش به شعله وارد می شود، برابر با 3 * است. 10-5٪.

اسپکتروفتومتری جذب اتمی

Sr با اندازه گیری جذب نور توسط اتم های آن تعیین می شود. متداول ترین خط مورد استفاده استرانسیوم 460.7 نانومتر با حساسیت کمتر است. 256.9; 293.2; 689.3 نانومتر هنگام استفاده از شعله های با دمای بالا، استرانسیم را می توان با خط یونی 407.8 نیز تعیین کرد (طیف سنجی جذب یونی در این روش آنالیز دو نوع تداخل وجود دارد). اولین نوع تداخل با تشکیل ترکیبات بسیار فرار همراه است و خود را در شعله مخلوط استیلن و هوا نشان می دهد. تأثیر کاتیون‌های Al، Ti، Zr و سایر آنیون‌های PO4 و SiO3 بیشتر مورد توجه قرار می‌گیرد، نوع دیگری از تداخل به دلیل یونیزاسیون اتم‌های استرانسیم است، برای مثال به دلیل تأثیر کلسیم و Ba، افزایش جذب اتمی. از وجود Na و K و غیره حساسیت تشخیص استرانسیم 1 *10-4-4*10-12 گرم.

6. روش فعال سازی

پرکاربردترین روش تعیین فعالیت 87mSr است. در بیشتر موارد، تعیین با اندازه‌گیری فعالیت پس از جداسازی رادیوشیمیایی Sr انجام می‌شود که با استفاده از روش‌های بارش، استخراج و تبادل یونی انجام می‌شود.

استفاده از طیف سنج g با وضوح بالا، افزایش دقت روش و کاهش تعداد عملیات جداسازی را ممکن می سازد، زیرا امکان تعیین Sr در حضور تعدادی از عناصر خارجی وجود دارد. حساسیت تشخیص استرانسیوم حدود 6*10-5 گرم بر گرم است.

7. روش طیف سنجی جرمی

طیف‌سنجی جرمی برای تعیین ترکیب ایزوتوپی استرانسیم استفاده می‌شود که آگاهی از آن هنگام محاسبه سن زمین‌شناسی نمونه‌ها با استفاده از روش روبیدیم-استرونسیم و هنگام تعیین مقادیر کمی از استرانسیم در اجسام مختلف با استفاده از روش رقت‌سازی ایزوتوپی ضروری است. حداکثر حساسیت مطلق برای تعیین Sr با روش طیفی جرمی جرقه خلاء 9*10-11 است.

8. روش فلورسانس اشعه ایکس

روش فلورسانس اشعه ایکس برای تعیین استرانسیوم اخیراً استفاده روزافزونی یافته است. مزیت آن توانایی انجام آنالیز بدون از بین بردن نمونه و سرعت اجراست (تحلیل 2-5 دقیقه طول می کشد). این روش تأثیر پایه را حذف می کند، تکرارپذیری آن ± 2-5٪ است. حساسیت روش (1-1SG4 -- 1-10~3% Sr) برای اکثر اهداف کافی است.

روش XRF بر اساس جمع آوری و تجزیه و تحلیل بعدی طیفی است که با قرار دادن مواد مورد مطالعه در معرض تابش اشعه ایکس به دست می آید. هنگامی که تابش می شود، اتم به حالت برانگیخته می رود که با یونیزاسیون در سطح مشخصی همراه است. اتم برای مدت بسیار کوتاهی در حالت برانگیخته باقی می ماند، حدود یک 10-7 ثانیه، پس از آن به حالت آرام (حالت پایه) باز می گردد. در این حالت، الکترون‌های لایه‌های بیرونی یا جای خالی حاصل را پر می‌کنند و انرژی اضافی به شکل فوتون ساطع می‌شود یا انرژی از لایه‌های بیرونی به الکترون دیگری (الکترون اوگر) منتقل می‌شود. در این حالت، هر اتم یک فوتوالکترون با انرژی با یک مقدار کاملاً تعریف شده ساطع می کند. سپس با توجه به انرژی و تعداد کوانتوم ها، ساختار ماده مورد قضاوت قرار می گیرد (اورلوف، 2002؛ پولوکتوف، 1978).

7. انتخاب نوع نشانگر. ویژگی های جمعیت برای ارزیابی وضعیت جمعیت تحت تأثیر استرانسیوم استفاده می شود

Bioindication به تشخیص و تعیین بارهای طبیعی و انسانی قابل توجه زیست محیطی بر اساس واکنش موجودات زنده به آنها به طور مستقیم در زیستگاه آنها گفته می شود. اشیاء زنده (یا سیستم ها) سلول ها، ارگانیسم ها، جمعیت ها، جوامع هستند. با کمک آنها، هم عوامل غیرزیست (دما، رطوبت، اسیدیته، شوری، محتوای آلاینده و غیره) و عوامل زیستی (بهزیستی موجودات، جمعیت و جوامع آنها) قابل ارزیابی هستند.

چندین شکل مختلف از بیواندیکاسیون وجود دارد. اگر دو واکنش یکسان توسط عوامل انسانی متفاوت ایجاد شود، این یک نشانگر زیستی غیراختصاصی خواهد بود. اگر تغییرات خاصی را بتوان با تأثیر هر یک از عوامل مرتبط دانست، این نوع بیواندیکشن اختصاصی نامیده می شود.

استفاده از روش‌های بیولوژیکی برای ارزیابی محیط شامل شناسایی گونه‌هایی از حیوانات یا گیاهانی است که به نوع خاصی از تأثیر حساس هستند. ارگانیسم ها یا جوامعی از موجودات که عملکردهای حیاتی آنها به قدری با برخی عوامل محیطی مرتبط است که می توان از آنها برای ارزیابی آنها استفاده کرد، شاخص های زیستی نامیده می شوند.

انواع بیواندیکاتورها:

1. حساس. به سرعت با انحرافات قابل توجه از هنجار واکنش نشان می دهد. به عنوان مثال، انحراف در رفتار حیوانات و در واکنش های فیزیولوژیکی سلول ها تقریباً بلافاصله پس از شروع عامل مزاحم قابل تشخیص است.

2. قابل شارژ. تأثیرات را بدون بروز اختلال جمع می کند. به عنوان مثال، یک جنگل در مراحل اولیه آلودگی یا زیر پا گذاشتن آن از نظر ویژگی های اصلی (ترکیب گونه، تنوع، فراوانی و غیره) یکسان خواهد بود. فقط پس از مدتی گونه های نادر شروع به ناپدید شدن می کنند ، اشکال غالب تغییر می کند ، تعداد کل موجودات تغییر می کند و غیره. بنابراین، جامعه جنگل به عنوان یک شاخص زیستی فوراً اختلالات محیطی را تشخیص نخواهد داد.

یک شاخص بیولوژیکی ایده آل باید تعدادی از الزامات را برآورده کند:

مشخصه شرایط داده شده باشد، در یک اکوتوپ معین فراوانی بالایی داشته باشد.

چندین سال در یک مکان معین زندگی کنید، که امکان ردیابی پویایی آلودگی را فراهم می کند.

در شرایط مناسب برای نمونه گیری باشید.

مشخصه آن همبستگی مثبت بین غلظت آلاینده ها در ارگانیسم شاخص و موضوع مطالعه است.

تحمل بالایی نسبت به طیف وسیعی از مواد سمی دارند.

پاسخ یک شاخص زیستی به یک اثر فیزیکی یا شیمیایی خاص باید به وضوح بیان شود، یعنی مشخص، به راحتی به صورت بصری یا با استفاده از ابزار ثبت شود.

شاخص زیستی باید در شرایط طبیعی وجود خود استفاده شود.

بیواندیکاتور باید دوره کوتاهی از انتوژنز داشته باشد تا بتوان تأثیر فاکتور را در نسل های بعدی نظارت کرد.

به منظور نشان دادن زیستی آلودگی رادیواکتیو خاک، ساکنان خاک ساکن با دوره رشد طولانی (کرم های خاکی، صدپا، لارو سوسک) راحت تر هستند.

از اهمیت زیادی در نشان دادن سطوح نسبتاً پایین آلودگی خاک به رادیونوکلئیدها، مطالعه تغییرات در خصوصیات مورفولوژیکی مشخصه در گونه‌های بندپایان خاک است. چنین اختلالاتی اغلب به دلیل جهش های ژنی ناشی از قرار گرفتن در معرض تشعشعات ایجاد می شود. در قسمت های آلوده محدوده این گونه ها، این گونه شخصیت ها کمی تغییر می کنند. مشهودترین انحرافات در شرایط آلوده شامل تغییر در توزیع موها بر روی بدن دم فنری، دم فنری، دو طرفه، دم پرز و صدپا است.

یک شاخص خوب برای آلودگی آب به رادیونوکلئیدها، نرم تنان دریاچه ای و سخت پوستان دافنی هستند که می توان آنها را به عنوان اجسام آزمایشی برای این نوع آلودگی توصیه کرد. واکنش نرم تنان به افزایش محتوای رادیونوکلئیدها در مخزن به صورت تغییر در رنگ بدن و پوسته، پارامترهای مورفومتریک، مهار متابولیسم مولد و پلاستیک و اختلال در واکنش جنین به شرایط آب و هوایی فصل بیان شد. . در دافنی در آب های آلوده، مرگ برخی از افراد در جمعیت و افزایش باروری و اندازه بدن مشاهده شد.

در اکوسیستم های آبی، گیاهان آبزی یک شاخص زیستی قابل اعتماد برای وضعیت تابش هستند. به طور خاص، Elodea canadensis یا طاعون آب، که به خوبی در آب‌های شیرین و شور ایجاد می‌شود، به شدت رادیونوکلئیدهای 90Sr، 137Cs را جمع‌آوری می‌کند که در طول پایش استاندارد تشعشع آب‌ها شناسایی نمی‌شوند. این نوع را می توان به طور گسترده در مخازن ته نشینی برای تصفیه فاضلاب از رادیونوکلئیدها استفاده کرد.

در اکوسیستم‌های زمینی، شاخص‌های خوبی که رادیونوکلئیدها، به ویژه 90Sr را انباشته می‌کنند، شامل خزه‌های اسفاگنوم، سوزن‌های کاج و صنوبر، گزنه، کلتفوت، افسنطین، شبدر صورتی، شبدر خزنده، تیموتی، کاه گلی، نخود سوسن موش، نخود سوسن، می‌چید از دره، علف رودخانه، علف جوجه تیغی، علف گندم شانه شده و غیره. از آنجایی که این گیاهان رادیونوکلئیدها را انباشته می کنند، محتوای منگنز در خاکستر آنها 3-10 برابر کاهش می یابد (Turovtsev, 2004).

8. روش های سم شناسی برای ارزیابی تأثیر دوز فعلی استرانسیوم بر اجزای زیستی

آزمایش زیستی یکی از روش‌های تحقیقاتی در پایش بیولوژیکی است که برای تعیین میزان اثرات مخرب مواد شیمیایی بالقوه خطرناک برای موجودات زنده در شرایط آزمایشگاهی کنترل‌شده یا مزرعه‌ای با ثبت تغییرات در شاخص‌های مهم بیولوژیکی (عملکردهای آزمایشی) مورد استفاده قرار می‌گیرد. اشیاء آزمایشی تحت مطالعه، با ارزیابی بعدی وضعیت آنها مطابق با معیار سمیت انتخاب شده.

هدف از آزمایش زیستی شناسایی درجه و ماهیت سمیت آب آلوده به مواد خطرناک بیولوژیکی در موجودات آبزی و ارزیابی خطر احتمالی این آب برای آبزیان و سایر موجودات است.

به عنوان اشیاء برای آزمایش زیستی، از ارگانیسم‌های آزمایشی مختلفی استفاده می‌شود - اشیاء بیولوژیکی تجربی در معرض دوزها یا غلظت‌های خاصی از سموم که باعث ایجاد یک یا آن اثر سمی در آنها می‌شود، که در آزمایش ثبت و ارزیابی می‌شود. اینها می توانند باکتری ها، جلبک ها، بی مهرگان و همچنین مهره داران باشند.

برای تضمین حضور یک عامل سمی با ترکیب شیمیایی ناشناخته، باید از مجموعه ای از اشیاء استفاده شود که نشان دهنده گروه های مختلف جامعه است که وضعیت آنها با توجه به پارامترهای مربوط به سطوح مختلف یکپارچگی ارزیابی می شود.

بیوتست به عنوان ارزیابی (آزمایش) تحت شرایط کاملاً تعریف شده از تأثیر یک ماده یا مجموعه ای از مواد بر موجودات زنده با ثبت تغییرات در یک یا آن شاخص بیولوژیکی (یا فیزیولوژیکی-بیوشیمیایی) شی مورد مطالعه در مقایسه با کنترل. نیاز اصلی برای تست های زیستی حساسیت و سرعت پاسخ است، پاسخی واضح به تأثیرات خارجی. بیوتست حاد و مزمن وجود دارد. اولی برای به دست آوردن اطلاعات صریح در مورد سمیت ماده آزمایش برای یک ارگانیسم مورد آزمایش طراحی شده است، دومی برای شناسایی اثر طولانی مدت سموم، به ویژه غلظت های کم و بسیار کم طراحی شده است (Turovtsev، 2004).

تجربه شخصی

موضوع: تعیین وضعیت اکولوژیکی قلمرو برای محتوای استرانسیوم

هدف: شناسایی نواحی نامطلوب منطقه مورد مطالعه و افتراق ارزیابی آلودگی استرانسیوم آنها

روش شناسی: این روش با آزمایش زیستی انجام می شود و شامل نمونه برداری از شاخص های زیستی، خشک کردن آنها به وزن ثابت، جداسازی نمونه متوسط، تعیین محتوای کل استرانسیوم در آن، مقایسه مقادیر به دست آمده با داده های تعیین شده، با فراتر رفتن از آن وضعیت اکولوژیکی قلمرو تعیین می شود، در حالی که شاخص های زیستی از قلمه های گیاهان وحشی گیاهی استپی علفزار یا تک کشت گیاهان کشاورزی یکساله و چند ساله استفاده می کنند، نمونه برداری در طول مرحله گلدهی با برداشت کامل پوشش گیاهی از 1 متر مربع از دومی انجام می شود. مقداری معادل 1 نمونه در هر 1000-5000 هکتار برای قلمرو یک منطقه بزرگ و برای آگروسنوز محلی به مقدار 1 نمونه در هر 100 هکتار، در حالی که جداسازی استرانسیوم از نمونه متوسط با اسید نیتریک غلیظ انجام می شود. به دنبال تعیین آن در عصاره با روش جذب اتمی، و مقادیر به دست آمده با محتوای زمینه استرانسیوم در توده خشک هوای قلمه های متوسط پوشش گیاهی وحشی مقایسه می شود. برای مقایسه داده‌های به‌دست‌آمده، از مقادیر محتوای پس‌زمینه استرانسیم در توده خشک هوای قلمه‌های متوسط پوشش گیاهی وحشی در محدوده 20 تا 500 میلی‌گرم بر کیلوگرم استفاده می‌شود.

پیشرفت کار: برای آزمایش زیستی منطقه وارگاشینسکی منطقه کورگان با مساحت 10000 هکتار، 10 نمونه از قلمه های متوسط گونه های وحشی پوشش گیاهی چمنزار-استپی را انتخاب می کنیم. برای انجام این کار، 10 محل نمونه برداری را به طور یکنواخت در سراسر منطقه در طول فاز گلدهی پوشش گیاهی انتخاب می کنیم. یک قاب به ابعاد 1*1 متر روی پوشش گیاهی قرار می دهیم و محل را بسته به تراکم توده چمن ثابت می کنیم، اما به گونه ای که حجم توده گیاه از هر محل حداقل 1 کیلوگرم باشد. قسمت زمینی پوشش چمن داخل قاب با چاقو یا ابزار مناسب دیگر به طور کامل بریده می شود. ارتفاع قلمه بوته ها حداقل 3 سانتی متر از سطح خاک است. نمونه های گیاهی به مدت 3 ساعت در آون در دمای 105 درجه سانتیگراد به حالت خشک در هوا خشک می شوند و سپس در خشک کن سرد شده و وزن می شوند. خشک کردن را به مدت 1 ساعت و سپس توزین را تکرار می کنیم تا به وزن ثابت برسیم (تفاوت وزن در دو توزین متوالی نباید بیش از 1/0 درصد وزن اولیه نمونه باشد). ابتدا نمونه خشک شده را آسیاب می کنیم و یک نمونه متوسط با وزن حداقل 200 گرم را به روش ربع بندی انتخاب می کنیم. نمونه 1 گرمی را از نمونه ربع خشک شده گرفته و در آسیاب آزمایشگاهی IKA All Basic با سرعت 25000 دور در دقیقه به اندازه ذرات 0.001-0.1 میلی متر آسیاب می کنیم. از توده خرد شده روی ترازوی آنالیتیکال یک نمونه 100 میلی گرمی می گیریم که آن را در لوله آزمایش مخروطی پلی اتیلن به حجم 50 میلی لیتر (از نوع Rustech) قرار می دهیم و با اسید نیتریک غلیظ به حجم 1 میلی لیتر پر می کنیم. نمونه آنالیز شده را حداقل به مدت 1 ساعت در این فرم نگه دارید. سپس حجم را با آب مقطر به 50 میلی لیتر برسانید. رسوب فیلتر شده و عصاره برای محتوای استرانسیوم ناخالص با روش جذب اتمی بر روی یک اسپکتروفتومتر اتمی "AAS Kvant Z.ETA" تجزیه و تحلیل می شود. اگر 10 نمونه آنالیز شده وجود داشته باشد، نتایج اندازه گیری میانگین می شود.

بر اساس نتایج مطالعه می توان گفت که منابع اصلی استرانسیوم (بیشتر اکسید آن) فاضلاب صنعتی صنایع مختلف و در تولیدات کشاورزی فسفر و کودهای فسفردار و تقویت کننده ها است. منبع طبیعی فرآیند هوازدگی سنگ ها و مواد معدنی است.

توزیع، رفتار و غلظت ماده سمی در محیط های طبیعی به تسکین (شیب زمین در ناحیه منطقه صنعتی، انعطاف پذیری بستر برای تخریب و غیره)، شرایط آب و هوایی (شرایط دمایی هوا) بستگی دارد. و خاک، میزان بارندگی در واحد سطح، سرعت باد)، وضعیت فیزیکی شیمیایی، بیولوژیکی و تغذیه ای خاک (وجود و نسبت میکروارگانیسم ها و قارچ ها، شرایط ردوکس و اسید-باز، وجود عناصر غذایی معدنی و ...) و همچنین مسیرهای ورود (با جریان های دائمی و موقت آب، همراه با بارش از جو، تبخیر آب های زیرزمینی معدنی) و عوامل دیگر.

استرانسیم به عنوان یک عنصر جذب و تجمع فعال زیستی و همچنین آنالوگ کلسیم، به راحتی وارد زنجیره های غذایی از خاک به گیاهان و موجودات جانوری می شود و در اندام ها و بافت های خاص تجمع می یابد. در گیاهان - در بافت های مکانیکی اندام های رویشی، در حیوانات - در بافت استخوان، کلیه ها و کبد. اما بسته به خصوصیات بیولوژیکی بدن و خصوصیات محیط، این عنصر در مقادیر مختلف تجمع می یابد و با سرعت های متفاوتی دفع می شود.

استرانسیوم از رشد میکروارگانیسم ها جلوگیری می کند و بیشتر آنها را در ناحیه مقاومت قرار می دهد و رشد و فعالیت حیاتی قارچ ها، بی مهرگان و سخت پوستان را مختل می کند. رادیونوکلئید استرانسیوم باعث ایجاد جهش در سطح ژنتیکی می شود که متعاقباً خود را در تغییرات مورفولوژیکی نشان می دهد.

این ماده سمی توانایی مهاجرت بالایی دارد، به ویژه در محیط مایع (مخازن، محلول خاک، رسانای بافت های گیاهی، صفرا و سیستم گردش خون انسان و حیوانات). اما در شرایط خاص خاک و محیطی، بارش و تجمع آن اتفاق می افتد.

استرانسیوم از جریان کلسیم و تا حدی فسفر به موجودات زنده جلوگیری می کند. در این حالت ساختار غشاها و سیستم اسکلتی عضلانی، ترکیب خون، مایع مغزی و ... مختل می شود.

با بررسی روش‌های تحلیلی برای تعیین سموم در نمونه‌ها، می‌توان نتیجه گرفت که بسیاری از روش‌ها قابلیت رقابت با آنالیز فلورسانس اشعه ایکس را دارند و حتی از نظر حساسیت از آن پیشی می‌گیرند، اما در عین حال دارای معایبی هستند. به عنوان مثال: نیاز به جداسازی اولیه، ته نشین شدن عنصر در حال تعیین، تأثیر تداخل عناصر خارجی، تأثیر قابل توجه ترکیب ماتریس، همپوشانی خطوط طیفی، آماده سازی طولانی نمونه و تکرارپذیری ضعیف نتایج، هزینه بالای تجهیزات و عملکرد آن. .

همچنین روش‌های آزمایش بیولوژیکی گروهی از روش‌های تحلیلی بسیار حساس هستند و به دلیل سادگی، بی‌تفاوتی نسبی نسبت به شرایط آزمایشگاهی، هزینه کم و تطبیق پذیری متمایز می‌شوند.

ارائه می دهد

در مناطق آلوده به رادیواکتیو، اقدامات برای محافظت از جمعیت باید در موارد زیر انجام شود:

کاهش محتوای رادیونوکلئیدها در محصولات غذایی گیاهی و حیوانی با استفاده از اقدامات احیای کشاورزی و دامپزشکی. در حیواناتی که جاذب استرانسیوم (سولفات باریم، بنتونیت و فرآورده های اصلاح شده بر اساس آنها) دریافت کردند، در طول حادثه چرنوبیل، با استفاده از این اقدامات، کاهش 3-5 برابری در رسوب رادیونوکلئیدها در بافت استخوانی حیوانات امکان پذیر شد. ;

برای پردازش تکنولوژیکی مواد خام آلوده؛

برای پردازش آشپزی محصولات غذایی، جایگزینی محصولات غذایی آلوده با محصولات تمیز.

هنگام کار با استرانسیوم رادیواکتیو، رعایت قوانین بهداشتی و استانداردهای ایمنی رادیواکتیو با استفاده از اقدامات حفاظتی ویژه مطابق با کلاس کار ضروری است.

در پیشگیری از عواقب اشعه باید به افزایش مقاومت بدن قربانیان (تغذیه منطقی، سبک زندگی سالم، ورزش و ...) توجه زیادی شود.

مطالعه و تنظیم عرضه و تجمع استرانسیم در عناصر اکوسیستم مجموعه ای از فعالیت های پیچیده کار فشرده و انرژی بر تحقیقات آزمایشگاهی و میدانی است. بنابراین، بهترین راه برای جلوگیری از ورود مواد سمی به مناظر و موجودات، نظارت بر اشیاء خطرناک محیط زیست منطقه - منابع آلودگی است.

فهرست ادبیات استفاده شده

1. Isidorov V.A.، مقدمه ای بر اکوتوکسیکولوژی شیمیایی: کتاب درسی. - سن پترزبورگ: Khimizdat, 1999. - 144 p.: ill.

2. Kaplin V.G.، مبانی اکوتوکسیکولوژی: کتاب درسی. - M.: KolosS, 2006. - 232 p.: ill.

3. Kabata-Pendias A., Pendias X. Microelements in grounds and plants: Transl. از انگلیسی - م.: میر، 1368. - 439 ص: بیمار.

4. Orlov D.S.، اکولوژی و حفاظت از بیوسفر در هنگام آلودگی شیمیایی: کتاب درسی شیمی، فناوری شیمیایی. و بیول. متخصص. دانشگاه ها/D.S. اورلوف، L.K. سادوونیکوا، I.N. Lozanovskaya.- M.: بالاتر. مدرسه، - 1381.- 334 ص: بیمار.

5. Poluektov N.S.، Mishchenko V.T.، شیمی تحلیلی استرانسیم: کتاب درسی. - م.: ناوکا، 1978.- 223 ص.

6. V.D. Turovtsev V.D.، Krasnov V.S.، Bioindication: کتاب درسی. - Tver: Tver. حالت univ., 2004. - 260 p.

ارسال شده در Allbest.ru

...

اسناد مشابه

تاریخچه کشف استرانسیم. بودن در طبیعت. تهیه استرانسیوم به روش آلومینوترمیک و نگهداری آن. مشخصات فیزیکی. ویژگی های مکانیکی. ویژگی های اتمی خواص شیمیایی. خواص تکنولوژیکی مناطق استفاده.

چکیده، اضافه شده در 2008/09/30

سزیم یکی از نادرترین عناصر شیمیایی است. حجم جهانی تولید سزیم و محتوای آن در میکروارگانیسم ها سزیم طبیعی به عنوان یک عنصر مونوکلید. استرانسیوم جزء میکروارگانیسم ها، گیاهان و جانوران است. محتوای استرانسیوم در غذاهای دریایی

چکیده، اضافه شده در 2010/12/20

بررسی کمپلکس های پلیمرهای محلول در آب با کلاس های مختلف ترکیبات. خواص محلول های پلیمرهای کاتیونی، ویژگی های پلی الکترولیت های آمفوتریک. انجام یک مطالعه ویسکومتری کمپلکس EEAA/AA با یون استرانسیم.

کار دوره، اضافه شده در 2010/07/24

توزیع اکسیژن در طبیعت، ویژگی های آن به عنوان یک عنصر شیمیایی و یک ماده ساده. خواص فیزیکی اکسیژن، تاریخچه کشف آن، روش های جمع آوری و تولید در آزمایشگاه. کاربرد و نقش در بدن انسان.

ارائه، اضافه شده در 2011/04/17

رفتار عناصر سنگ معدن در فرآیند تمایز مذاب ماگمایی روش های تعیین روبیدیم، استرانسیوم و نیوبیم، کاربرد آنها. تعیین فلورسانس اشعه ایکس عناصر کمیاب، مبانی آنالیز. اثرات ماتریسی، روش پس زمینه استاندارد.

کار دوره، اضافه شده در 06/01/2009

تاریخچه کشف کلر به عنوان یک عنصر شیمیایی، توزیع آن در طبیعت. هدایت الکتریکی کلر مایع. کاربردهای کلر: در تولید ترکیبات پلاستیکی، لاستیک مصنوعی به عنوان ماده سمی، برای ضدعفونی آب، در متالورژی.

ارائه، اضافه شده در 2012/05/23

ویژگی های گوگرد به عنوان یک عنصر شیمیایی در جدول تناوبی، شیوع آن در طبیعت. تاریخچه کشف این عنصر، ویژگی های خواص اصلی آن. مشخصات تولید صنعتی و روشهای استخراج گوگرد. مهمترین ترکیبات گوگردی

ارائه، اضافه شده در 2011/12/25

تاریخچه کشف کلر. پراکندگی در طبیعت: به صورت ترکیبات موجود در مواد معدنی، در بدن انسان و حیوانات. پارامترهای اساسی ایزوتوپ های یک عنصر. خواص فیزیکی و شیمیایی. استفاده از کلر در صنعت ملاحضات امنیتی.

ارائه، اضافه شده در 12/21/2010

ویژگی های برم به عنوان یک عنصر شیمیایی. تاریخچه کشف، بودن در طبیعت. خواص فیزیکی و شیمیایی این ماده، برهمکنش آن با فلزات. تهیه برم و استفاده از آن در پزشکی. نقش بیولوژیکی آن در بدن

ارائه، اضافه شده در 2014/02/16

تعادل فاز، حالت های سنتز و خواص استرانسیم، محلول های جامد حاوی باریم از ترکیب (Sr1-xBax) 4M2O9 (M-Nb، Ta) با ساختار پروسکایت. ویژگی های مواد اولیه و تهیه آنها. روشهای محاسبه ساختار الکترونیکی جامدات

استرانسیوم- عنصری از زیر گروه اصلی گروه دوم، دوره پنجم از سیستم تناوبی عناصر شیمیایی D.I مندلیف، با عدد اتمی 38. با نماد Sr (لات. استرانسیوم) مشخص می شود. ماده ساده استرانسیوم یک فلز خاکی قلیایی نرم، چکش خوار و انعطاف پذیر به رنگ سفید مایل به نقره ای است. فعالیت شیمیایی بالایی در هوا دارد و به سرعت با رطوبت و اکسیژن واکنش نشان می دهد و با یک لایه اکسید زرد پوشیده می شود.

38	← استرانسیوم← ایتریوم

خواص اتم

نام، نماد، شماره

استرانسیوم / استرانسیوم (Sr)، 38

جرم اتمی
(توده مولی)

87.62 (1) الف. e.m (g/mol)

پیکربندی الکترونیکی

شعاع اتمی

خواص شیمیایی

شعاع کووالانسی

شعاع یونی

الکترونگاتیوی

0.95 (مقیاس پالینگ)

پتانسیل الکترود

حالت های اکسیداسیون

انرژی یونیزاسیون
(الکترون اول)

549.0 (5.69) kJ/mol (eV)

خواص ترمودینامیکی یک ماده ساده

چگالی (در شرایط عادی)

دمای ذوب

دمای جوش

Ud. گرمای همجوشی

9.20 کیلوژول بر مول

Ud. گرمای تبخیر

144 کیلوژول بر مول

ظرفیت گرمایی مولی

26.79 J/(K mol)

حجم مولی

33.7 cm³/mol

شبکه کریستالی از یک ماده ساده

ساختار مشبک

صورت مکعبی در مرکز

پارامترهای شبکه

دمای دبای

سایر خصوصیات

رسانایی گرمایی

(300 K) (35.4) W/(m K)

در سال 1764، ماده معدنی به نام استرونتینیت در یک معدن سرب در نزدیکی روستای استرونتین اسکاتلند یافت شد. برای مدت طولانی آن را نوعی فلوریت CaF2 یا ویتریت BaCO3 می‌دانستند، اما در سال 1790 کانی‌شناسان انگلیسی کرافورد و کرویک‌شانک این کانی را تجزیه و تحلیل کردند و دریافتند که حاوی یک "زمین" یا به زبان امروزی یک اکسید است.

مستقل از آنها، همین کانی توسط شیمیدان انگلیسی دیگر به نام هاپ مورد مطالعه قرار گرفت. پس از رسیدن به نتایج مشابه، او اعلام کرد که استرونتینیت حاوی عنصر جدیدی است - فلز استرانسیوم.

ظاهراً این کشف قبلاً "در هوا" بود، زیرا تقریباً همزمان شیمیدان برجسته آلمانی کلاپروت کشف یک "زمین" جدید را اعلام کرد.

بنابراین، تقریباً به طور همزمان، چندین محقق در کشورهای مختلف به کشف استرانسیوم نزدیک شدند. اما تنها در سال 1808 به شکل ابتدایی خود منزوی شد.

دانشمند برجسته زمان خود، هامفری دیوی، قبلاً فهمیده بود که عنصر استرانسیم زمین ظاهراً باید یک فلز خاکی قلیایی باشد و آن را از طریق الکترولیز به دست آورد. مانند کلسیم، منیزیم، باریم. به طور خاص، اولین فلز استرانسیوم در جهان با الکترولیز هیدروکسید مرطوب شده آن به دست آمد. استرانسیوم آزاد شده در کاتد بلافاصله با جیوه ترکیب می شود و یک آمالگام را تشکیل می دهد. دیوی با تجزیه آمالگام با حرارت دادن، فلز خالص را جدا کرد.

تعریف

استرانسیوم- عنصر سی و هشتم جدول تناوبی. نام - Sr از لاتین "strontium". واقع در دوره پنجم، گروه IIA. به فلزات اشاره دارد. بار هسته ای 38 است.

استرانسیوم در طبیعت عمدتاً به شکل سولفات ها و کربنات ها وجود دارد و کانی های سلستین SrSO 4 و استرونتینیت SrCO 3 را تشکیل می دهد. محتوای استرانسیوم در پوسته زمین 0.04٪ (وزنی) است.

فلز استرانسیوم به شکل یک ماده ساده، فلزی نرم و سفید مایل به نقره ای (شکل 1) است که چکش خوار و انعطاف پذیر است (به راحتی با چاقو بریده می شود). از نظر شیمیایی فعال: به سرعت در هوا اکسید می شود، به شدت با آب واکنش می دهد و مستقیماً با بسیاری از عناصر ترکیب می شود.

برنج. 1. استرانسیوم. ظاهر.

جرم اتمی و مولکولی استرانسیم

تعریف

جرم مولکولی نسبی ماده (M r)عددی است که نشان می دهد چند برابر جرم یک مولکول معین از 1/12 جرم یک اتم کربن بیشتر است، و جرم اتمی نسبی یک عنصر (A r)- چند برابر جرم متوسط اتم های یک عنصر شیمیایی بیشتر از 1/12 جرم یک اتم کربن است.

از آنجایی که استرانسیوم در حالت آزاد به شکل مولکول های Sr تک اتمی وجود دارد، مقادیر جرم اتمی و مولکولی آن بر هم منطبق است. آنها برابر با 87.62 هستند.

آلوتروپی و تغییرات آلوتروپیک استرانسیم

استرانسیوم به سه شکل کریستالی وجود دارد که هر کدام در یک محدوده دمایی خاص پایدار هستند. بنابراین، تا دمای 215 درجه سانتیگراد، α-استرانسیوم (شبکه مکعبی وجهی) پایدار است، بالای 605 درجه سانتیگراد - گرم - استرانسیوم (شبکه مکعبی بدن محور) و در محدوده دمایی 215 - 605 درجه سانتیگراد - b- استرانسیوم (شبکه شش ضلعی).

ایزوتوپ های استرانسیوم

مشخص است که در طبیعت روبیدیم را می توان به شکل تنها ایزوتوپ پایدار 90 Sr یافت. عدد جرمی آن 90 است، هسته اتمی شامل سی و هشت پروتون و پنجاه و دو نوترون است. رادیواکتیو

یون استرانسیم

در سطح انرژی بیرونی اتم استرانسیم دو الکترون وجود دارد که ظرفیتی هستند:

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 5s 2 .

در نتیجه برهمکنش شیمیایی، استرانسیم الکترون های ظرفیت خود را رها می کند، یعنی. اهدا کننده آنها است و به یک یون با بار مثبت تبدیل می شود:

Sr 0 -2e → Sr 2+ .

مولکول و اتم استرانسیم

در حالت آزاد، استرانسیوم به شکل مولکول های تک اتمی Sr وجود دارد. در اینجا برخی از خصوصیات مشخص کننده اتم و مولکول استرانسیم آمده است:

آلیاژهای استرانسیوم

استرانسیوم به عنوان یک جزء آلیاژی آلیاژهای مبتنی بر مس در متالورژی کاربرد وسیعی یافته است.

نمونه هایی از حل مسئله

مثال 1

ورزش

تعیین کنید کدام یک از دو باز نشان داده شده قوی تر خواهد بود: هیدروکسید استرانسیوم (II) (Sr(OH) 2) یا هیدروکسید کادمیوم (Cd(OH) 2)؟

راه حل

قبل از پاسخ به سؤال، لازم است مفهومی از نیروی شالوده ارائه شود. استحکام پایه- این ویژگی این دسته از ترکیبات معدنی است که نشان دهنده قدرت پیوند پروتون هایی است که در طی یک واکنش شیمیایی از مولکول حلال جدا شده اند.

استرانسیوم و کادمیوم در یک دوره و همچنین در یک گروه از جدول تناوبی D.I قرار دارند. مندلیف (II)، فقط در زیر گروه های مختلف. استرانسیوم عنصری از زیر گروه اصلی و کادمیوم یک زیرگروه فرعی است.

با همان تعداد لایه‌های الکترونی، شعاع اتم کادمیوم کوچکتر از استرانسیوم است که فرآیند از دست دادن الکترون از اتم را پیچیده می‌کند.

علاوه بر این، الکترونگاتیوی کادمیوم بالاتر از استرانسیوم است، بنابراین کادمیوم "با لذت بیشتری" الکترون‌های اتم دیگر را می‌پذیرد تا اتم خود را رها کند. بنابراین، استرانسیوم (II) هیدروکسید (Sr(OH) 2) یک باز قوی تر است.

پاسخ

هیدروکسید استرانسیوم (II) (Sr(OH) 2)

مدتها قبل از کشف استرانسیوم، ترکیبات رمزگشایی نشده آن در صنایع آتش نشانی برای تولید چراغ قرمز استفاده می شد. و تا اواسط دهه 40 قرن گذشته، استرانسیم در درجه اول فلز آتش بازی، سرگرمی و آتش بازی بود. عصر اتمی ما را وادار به نگاه متفاوت به آن کرد. اولا، به عنوان یک تهدید جدی برای تمام حیات روی زمین؛ ثانیاً به عنوان ماده ای که می تواند در حل مشکلات جدی پزشکی و فناوری بسیار مفید باشد. اما بیشتر در مورد آن بعداً، اجازه دهید با تاریخچه فلز "خنده دار" شروع کنیم، با تاریخی که در آن نام بسیاری از دانشمندان بزرگ یافت می شود.

چهار بار "زمین" باز

در سال 1764، ماده معدنی در معدن سرب در نزدیکی روستای اسکاتلندی Strontian یافت شد که به آن استرونتینیت می گفتند. برای مدت طولانی، آن را نوعی فلوریت CaF 2 یا باریک BaCO 3 می دانستند، اما در سال 1790، کانی شناسان انگلیسی، کرافورد و کرویکشانک، این کانی را تجزیه و تحلیل کردند و دریافتند که حاوی یک "زمین" جدید و به زبان امروزی، یک اکسید است.

مستقل از آنها، همین کانی توسط شیمیدان انگلیسی دیگر به نام هاپ مورد مطالعه قرار گرفت. پس از رسیدن به نتایج مشابه، او اعلام کرد که استرونتینیت حاوی یک عنصر جدید - فلز است استرانسیوم.

در همان سالها، شیمیدان معروف روسی، آکادمیسین تووی اگوروویچ لوویتز، نیز با ردپایی از "زمین استرونسی" روبرو شد. او از مدت ها قبل به ماده معدنی معروف به اسپار سنگین علاقه داشت. در این کانی (ترکیب آن BaSO 4 است)، کارل شیله در سال 1774 اکسید عنصر جدید باریم را کشف کرد. ما نمی دانیم چرا لوویتز جزئی به اسپار سنگین بود. ما فقط می دانیم که دانشمندی که خواص جذب زغال سنگ را کشف کرد و در زمینه شیمی عمومی و آلی بسیار بیشتر انجام داد، نمونه هایی از این ماده معدنی را جمع آوری کرد. اما لویتز فقط یک کلکسیونر نبود، او به زودی شروع به مطالعه سیستماتیک اسپار کرد و در سال 1792 به این نتیجه رسید که این ماده معدنی حاوی ناخالصی ناشناخته است. او توانست مقدار زیادی از مجموعه خود استخراج کند - بیش از 100 گرم "زمین" جدید و به کشف خواص آن ادامه داد. نتایج این مطالعه در سال 1795 منتشر شد. لوویتز سپس نوشت: «وقتی مقاله عالی آقای پروفسور کلاپروت در مورد زمین استرونتی را خواندم، بسیار شگفت زده شدم، که تا آن زمان ایده بسیار نامشخصی در مورد آن وجود داشت. تمام خواص نمک های هیدروکلراید و نیترات متوسط نشان داده شده توسط او در تمام نقاط کاملاً با خواص نمک های مشابه من مطابقت دارد. فقط باید چک می کردم. خاصیت قابل توجه زمین استرانسیوم این است که شعله الکل را به رنگ قرمز کارمینی و در واقع نمک من رنگ می کند. این دارایی را به طور کامل در اختیار داشت.»

بنابراین، تقریباً به طور همزمان، چندین محقق در کشورهای مختلف به کشف استرانسیوم نزدیک شدند. اما تنها در سال 1808 به شکل عنصری جدا شد.

دانشمند برجسته زمان خود، هامفری دیوی، قبلاً فهمیده بود که عنصر استرانسیم زمین ظاهراً باید یک فلز خاکی قلیایی باشد و آن را از طریق الکترولیز به دست آورد، یعنی به همان روشی که کلسیم، منیزیم و باریم انجام داد. برای دقیق تر شدن، پس اولین فلز استرانسیوم جهان از الکترولیز هیدروکسید مرطوب شده آن بدست آمد. استرانسیوم آزاد شده در کاتد فوراً با آن ترکیب شد و یک آمالگام را تشکیل داد. دیوی با تجزیه آمالگام با حرارت دادن، فلز خالص را جدا کرد.

این فلز سفید است، سنگین نیست (چگالی 2.6 گرم بر سانتی متر مکعب)، کاملاً نرم و در دمای 770 درجه سانتی گراد ذوب می شود. از نظر خواص شیمیایی، این یک نماینده معمولی از خانواده فلزات قلیایی خاکی است. شباهت با کلسیم، منیزیم و باریم به قدری زیاد است که در تک نگاری ها و کتاب های درسی، به عنوان یک قاعده، ویژگی های فردی استرانسیم در نظر گرفته نمی شود - آنها با استفاده از مثال کلسیم یا منیزیم تجزیه و تحلیل می شوند.

و در زمینه کاربردهای عملی، این فلزات بیش از یک بار راه استرانسیوم را گرفته اند، زیرا در دسترس تر و ارزان تر هستند. مثلاً در تولید شکر این اتفاق افتاد. روزی روزگاری، شیمیدانی کشف کرد که با استفاده از دی ساکارات استرانسیم (C 12 H 22 O 4 * 2SrO ) نامحلول در آب، می توان قند را از ملاس جدا کرد. توجه به استرانسیم بلافاصله افزایش یافت و افراد بیشتری به ویژه در آلمان و انگلیس شروع به دریافت آن کردند. اما به زودی شیمیدان دیگری دریافت که ساکارات کلسیم مشابه نیز نامحلول است. و علاقه به استرانسیوم بلافاصله ناپدید شد. استفاده از کلسیم ارزان و رایج تر سودآورتر است.

البته این به این معنی نیست که استرانسیوم کاملاً "صورت خود را از دست داده است". ویژگی هایی وجود دارد که آن را از سایر فلزات قلیایی خاکی متمایز و متمایز می کند. ما در مورد آنها با جزئیات بیشتری به شما خواهیم گفت.

چراغ قرمز فلزی استرانسیوم

این همان چیزی است که Academician A.E Fersman آن را استرانسیوم می نامد. در واقع، به محض اینکه مقداری از یکی از نمک های فرار استرانسیوم را داخل شعله بیندازید، شعله بلافاصله به رنگ قرمز روشن کارمینی در می آید. خطوط استرانسیوم در طیف شعله ظاهر می شوند.

بیایید سعی کنیم ماهیت این ساده ترین تجربه را درک کنیم. 38 الکترون در 5 لایه الکترونی اتم استرانسیم وجود دارد. سه پوسته نزدیک به هسته کاملاً پر شده اند و دو پوسته آخر "جای خالی" دارند. در شعله مشعل، الکترون ها از نظر حرارتی برانگیخته می شوند و با کسب انرژی بالاتر، از سطوح انرژی پایین تر به سطوح بالاتر حرکت می کنند. اما چنین حالت برانگیخته ای ناپایدار است و الکترون ها به سطوح پایین تر مطلوب تر برمی گردند و انرژی را به شکل کوانتوم های نوری آزاد می کنند. یک اتم (یا یون) استرانسیوم عمدتاً کوانتوم‌هایی با فرکانس‌هایی که مطابق با طول امواج نور قرمز و نارنجی است، ساطع می‌کند. از این رو رنگ قرمز کارمینی شعله است.

این خاصیت نمک های فرار استرانسیوم، آنها را به اجزای ضروری ترکیبات مختلف آتش سوزی تبدیل کرده است. فیگورهای قرمز آتش بازی، چراغ های قرمز سیگنال و شعله های روشنایی "دست ساخته" استرانسیوم هستند.

بیشتر اوقات، نیترات Sr(NO 3) 2، اگزالات SrC 2 O 4 و کربنات استرانسیم SrCO 3 در پیروتکنیک استفاده می شود. نیترات استرانسیوم ترجیح داده می شود: نه تنها شعله را رنگ می کند، بلکه به عنوان یک اکسید کننده نیز عمل می کند. هنگامی که در شعله تجزیه می شود، اکسیژن آزاد آزاد می کند:

Sr(NO 3) 2 → SrO + N2 + 2.502

اکسید استرانسیوم SrO شعله را فقط صورتی رنگ می کند. بنابراین، کلر به یک شکل (معمولاً به شکل ترکیبات کلر آلی) وارد ترکیبات پیروتکنیک می شود به طوری که مازاد آن تعادل واکنش را به سمت راست تغییر می دهد:

2SrO + CI 2 → 2SrCl + O 2 .

تابش استرانسیم مونوکلرید SrCl شدیدتر و روشن تر از تابش SrO است. علاوه بر این اجزا، ترکیبات پیروتکنیک شامل مواد قابل اشتعال آلی و معدنی است که هدف آنها تولید شعله بزرگ و بدون رنگ است.

دستور العمل های زیادی برای چراغ قرمز وجود دارد. اجازه دهید دو مورد از آنها را به عنوان مثال بیان کنیم. اول: Sr(NO 3) 2 - 30٪، Mg - 40٪، رزین - 5٪،

هگزاکلروبنزن - 5٪، پرکلرات پتاسیم KClO 4 - 20٪. دوم: کلرات پتاسیم KClO 3 - 60٪، SrC2O 4 - 25٪، رزین - 15٪. تهیه چنین ترکیباتی دشوار نیست، اما باید به خاطر داشت که هر ترکیب، حتی اثبات شده ترین، ترکیبات پیروتکنیک نیاز به "دست زدن" دارد. اتش سوزی خانگی خطرناک است...

استرانسیوم، لعاب و لعاب

اولین لعاب تقریباً در سپیده دم تولید سفال ظاهر شد. مشخص است که در هزاره چهارم قبل از میلاد. آنها برای پوشش محصولات سفالی استفاده می شدند. آنها متوجه شدند که اگر روی سفال را با یک سوسپانسیون ماسه ریز آسیاب شده، پتاس و گچ در آب بپوشانید و سپس خشک کنید و در کوره بپزید، پودر خاک رس درشت با یک لایه نازک از یک ماده شیشه ای پوشانده می شود و صاف می شود. و براق پوشش شیشه ای منافذ را می بندد و رگ را در برابر هوا و رطوبت غیر قابل نفوذ می کند. این ماده شیشه ای لعاب است. بعداً محصولات سفالی ابتدا با رنگ و سپس با لعاب پوشانده شدند. معلوم شد که لعاب از مات شدن و محو شدن رنگ ها برای مدت طولانی جلوگیری می کند. حتی بعدها، لعاب در تولید ظروف سفالی و چینی مورد استفاده قرار گرفت. امروزه سرامیک و فلز و ظروف چینی و سفالی و انواع محصولات ساختمانی را با لعاب می پوشانند.

نقش استرانسیوم در اینجا چیست؟

برای پاسخ به این سوال، باید دوباره به تاریخ بپردازیم. اساس لعاب ها از اکسیدهای مختلفی تشکیل شده است. لعاب های قلیایی (پتاس) و سرب از دیرباز شناخته شده اند. اولی بر پایه اکسیدهای سیلیکون، فلزات قلیایی (K و Na) و کلسیم است. ثانیاً اکسید سرب نیز وجود دارد. بعدها لعاب های حاوی بور به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفت. افزودن سرب و بور به لعاب ها درخشندگی آینه ای می بخشد و رنگ های زیر لعاب را بهتر حفظ می کند. با این حال، ترکیبات سرب سمی هستند و بور کمیاب است.

در سال 1920، تپه آمریکایی برای اولین بار از لعاب مات استفاده کرد که شامل اکسیدهای استرانسیوم (سیستم Sr-Ca-Zn) بود. با این حال، این واقعیت مورد توجه قرار نگرفت و تنها در طول جنگ جهانی دوم، زمانی که سرب بسیار کمیاب شد، کشف هیل را به یاد آوردند. و بهمنی از تحقیقات سرازیر شد: ده ها (!) دستور العمل لعاب استرانسیوم در کشورهای مختلف ظاهر شد. همچنین تلاش هایی برای جایگزینی استرانسیوم با کلسیم انجام شد، اما لعاب های کلسیم غیر قابل رقابت بودند.

لعاب های استرانسیوم نه تنها بی ضرر هستند، بلکه مقرون به صرفه هستند (کربنات استرانسیم SrCO 3 3.5 برابر ارزان تر از سرب قرمز است). تمام خصوصیات مثبت لعاب های سربی نیز مشخصه آنهاست. علاوه بر این، محصولات پوشش داده شده با چنین لعاب هایی سختی، مقاومت در برابر حرارت و مقاومت شیمیایی بیشتری به دست می آورند.

لعاب ها - لعاب های مات - نیز بر اساس اکسیدهای سیلیکون و استرانسیوم تهیه می شوند. آنها با افزودن اکسیدهای تیتانیوم و روی مات می شوند. اقلام چینی، به ویژه گلدان ها، اغلب با لعاب ترقه تزئین می شوند. به نظر می رسد چنین گلدانی با شبکه ای از ترک های رنگی پوشیده شده است. اساس فناوری "ترق" ضرایب مختلف انبساط حرارتی لعاب و چینی است. چینی پوشش داده شده با لعاب در دمای 1280-1300 درجه سانتیگراد پخته می شود، سپس دما به 150-220 درجه سانتیگراد کاهش می یابد و محصول هنوز کاملاً خنک نشده در محلولی از نمک های رنگ آمیزی فرو می رود (مثلاً نمک های کبالت، اگر شما باید یک مش مشکی بگیرید). این نمک ها ترک های حاصل را پر می کنند. پس از این، محصول خشک شده و دوباره تا دمای 800-850 درجه سانتیگراد گرم می شود - نمک ها در شکاف ها ذوب می شوند و آنها را مهر و موم می کنند. لعاب کرکل در بسیاری از کشورهای جهان رایج و گسترده است. آثار هنرهای تزئینی و کاربردی که به این روش ساخته شده اند مورد قدردانی آماتورها قرار می گیرند. باید اضافه کرد که استفاده از لعاب های بدون استرانسیم اثر اقتصادی بسیار خوبی را ایجاد می کند.

استرانسیوم رادیواکتیو

یکی دیگر از ویژگی های استرانسیم که آن را به شدت از فلزات قلیایی خاکی متمایز می کند، وجود ایزوتوپ رادیواکتیو استرانسیوم-90 است که برای مدت طولانی بیوفیزیکدانان، فیزیولوژیست ها، رادیو بیولوژیست ها، بیوشیمی ها و صرفا شیمیدانان را نگران کرده است.

در نتیجه یک واکنش زنجیره ای هسته ای، حدود 200 ایزوتوپ رادیواکتیو از اتم های پلوتونیوم و اورانیوم تشکیل می شود. اکثر آنها کوتاه مدت هستند. اما همین فرآیندها هسته های استرانسیوم 90 را نیز تولید می کنند که نیمه عمر آن 27.7 سال است. Strontium-90 یک انتشار دهنده بتا خالص است. این بدان معناست که جریان‌هایی از الکترون‌های پرانرژی ساطع می‌کند که روی همه موجودات زنده در فواصل نسبتاً کوتاه، اما بسیار فعال عمل می‌کنند. استرانسیوم به عنوان آنالوگ کلسیم به طور فعال در متابولیسم نقش دارد و همراه با کلسیم در بافت استخوانی رسوب می کند.

استرانسیوم-90 و همچنین ایزوتوپ دختر ایتریم-90 که در طی تجزیه آن تشکیل شده است (با نیمه عمر 64 ساعت، ذرات بتا ساطع می کند) بر بافت استخوان و مهمتر از همه بر مغز استخوان تأثیر می گذارد که به ویژه به تشعشع حساس است. تحت تأثیر تابش، تغییرات شیمیایی در ماده زنده رخ می دهد. ساختار و عملکرد طبیعی سلول ها مختل می شود. این منجر به اختلالات متابولیکی جدی در بافت ها می شود. و در نتیجه، توسعه بیماری های کشنده - سرطان خون (سرطان خون) و استخوان ها. علاوه بر این، تابش بر روی مولکول های DNA اثر می گذارد و بنابراین، بر وراثت تأثیر می گذارد. اثر مضری دارد.

محتوای استرانسیوم 90 در بدن انسان به طور مستقیم به قدرت کل سلاح اتمی منفجر شده بستگی دارد. این ماده با استنشاق گرد و غبار رادیواکتیو تولید شده در طول انفجار و حمل شده توسط باد در فواصل طولانی وارد بدن می شود. منبع دیگر عفونت نوشیدن آب، غذاهای گیاهی و لبنیات است. اما در هر دو مورد، طبیعت موانع طبیعی را بر سر راه استرانسیوم 90 وارد بدن می کند. فقط ذراتی تا اندازه 5 میکرون می توانند وارد بهترین ساختار اندام های تنفسی شوند و تعداد کمی از این ذرات در طی یک انفجار تشکیل می شوند. ثانیاً در هنگام انفجار، استرانسیم به شکل اکسید SrO آزاد می شود که حلالیت آن در مایعات بدن بسیار محدود است. از عبور استرانسیم از سیستم غذایی توسط عاملی به نام "تمایز بین استرانسیم به کلسیم" جلوگیری می شود. این در این واقعیت بیان می شود که با حضور همزمان کلسیم و استرانسیم، بدن کلسیم را ترجیح می دهد. نسبت Ca:Sr در گیاهان دو برابر خاک است. علاوه بر این، محتوای استرانسیم در شیر و پنیر 5-10 برابر کمتر از علف مورد استفاده برای تغذیه دام است.

با این حال، نمی توان به طور کامل به این عوامل مطلوب تکیه کرد - آنها فقط می توانند تا حدودی در برابر استرانسیوم-90 محافظت کنند. تصادفی نیست که تا زمانی که آزمایش تسلیحات اتمی و هیدروژنی در سه محیط ممنوع نشده بود، سال به سال تعداد قربانیان استرانسیوم افزایش می یافت. اما همان خواص وحشتناک استرانسیوم 90 - هم یونیزاسیون قدرتمند و هم نیمه عمر طولانی - به نفع انسان تبدیل شد.

استرانسیوم رادیواکتیو به عنوان ردیاب ایزوتوپی در مطالعه سینتیک فرآیندهای مختلف کاربرد پیدا کرده است. با این روش بود که در آزمایش‌هایی با حیوانات، نحوه رفتار استرانسیوم در یک موجود زنده را مشخص کردند: جایی که عمدتاً موضعی است، چگونه در متابولیسم شرکت می‌کند و غیره. از همین ایزوتوپ به عنوان منبع پرتودرمانی در پرتودرمانی استفاده می شود. اپلیکاتور با استرانسیوم 90 در درمان بیماری های چشمی و پوستی استفاده می شود. آماده سازی استرانسیوم-90 همچنین در آشکارسازهای عیب، در دستگاه های مبارزه با الکتریسیته ساکن، در برخی ابزارهای تحقیقاتی و در باتری های هسته ای استفاده می شود. هیچ کشفی وجود ندارد که اساساً مضر باشد - نکته اصلی این است که این کشف در دست چه کسی است. تاریخچه استرانسیوم رادیواکتیو گواه این موضوع است.

تایپ کنید