Propriétés, applications et risques de l'oxyde de strontium (SrO)

Le oxyde de strontium, dont la formule chimique est SrO (à ne pas confondre avec le peroxyde de strontium, qui est SrO2), est le produit de la réaction oxydative entre ce métal et l'oxygène présent dans l'air à température ambiante: 2Sr (s) + O2 (g) → 2SrO (s).

Un morceau de strontium brûle au contact de l'air en raison de sa grande réactivité et, étant donné sa configuration électronique de type ns2, il produit facilement ses deux électrons de valence, en particulier la molécule diatomique de l'oxygène.

Si la surface du métal est augmentée en la pulvérisant dans une poudre finement divisée, la réaction se produit immédiatement et même en brûlant avec une flamme rougeâtre intense. Le strontium, le métal qui participe à cette réaction, est un métal du groupe 2 du tableau périodique.

Ce groupe est constitué des éléments appelés alcalino-terreux. Le premier des éléments du groupe est le béryllium, suivi du magnésium, du calcium, du strontium, du baryum et, enfin, du radium. Ces éléments sont de nature métallique et, en tant que règle mnémonique pour les mémoriser, vous pouvez utiliser l'expression: "M. Becambara. "

Le «Sr» auquel l’expression fait allusion n’est autre que le strontium métal (Sr), un élément chimique hautement réactif que l’on ne trouve pas naturellement dans sa forme pure, mais associé à d’autres éléments de l’environnement ou de son environnement pour donner naissance à ses sels, nitrures et oxydes.

Pour cette raison, les minéraux et l'oxyde de strontium sont les composés dans lesquels le strontium se trouve dans la nature.

Index

• 1 propriétés physiques et chimiques
  • 1.1 oxyde basique
  • 1.2 Solubilité
• 2 structure chimique
• 3 Type de lien
• 4 applications
  • 4.1 Substitut de plomb
  • 4.2 Industrie aérospatiale
  • 4.3 Catalyseur
  • 4.4 fins électroniques
• 5 Risques pour la santé
• 6 références

Propriétés physiques et chimiques

L'oxyde de strontium est un solide blanc, poreux et inodore et, en fonction de son traitement physique, peut être trouvé sur le marché sous forme de poudre fine, de cristaux ou de nanoparticules.

Son poids moléculaire est de 103,619 g / mol et son indice de réfraction est élevé. Il a des points de fusion élevés (2531 ° C) et d'ébullition (3200 ° C), ce qui se traduit par de fortes interactions entre le strontium et l'oxygène. Ce point de fusion élevé en fait un matériau thermiquement stable.

Oxyde basique

C'est un oxyde très basique; cela signifie qu'il réagit à température ambiante avec l'eau pour former de l'hydroxyde de strontium (Sr (OH) 2):

SrO (s) + H2O (l) → Sr (OH) 2

Solubilité

Il réagit ou retient également l'humidité, une caractéristique essentielle des composés hygroscopiques. Par conséquent, l'oxyde de strontium présente une réactivité élevée avec l'eau.

Dans d'autres solvants, par exemple, les alcools tels que l'éthanol de la pharmacie ou le méthanol sont légèrement solubles; dans les solvants tels que l'acétone, l'éther ou le dichlorométhane, il est insoluble.

Pourquoi est-ce vrai? Parce que les oxydes métalliques - et plus encore ceux formés à partir de métaux alcalino-terreux - sont des composés polaires et interagissent donc mieux avec les solvants polaires.

Non seulement il peut réagir avec l'eau, mais aussi avec le dioxyde de carbone, produisant du carbonate de strontium:

SrO (s) + CO2 (g) → SrCO3 (s)

Réagit avec les acides - tels que l'acide phosphorique dilué - pour produire le sel de phosphate de strontium et de l'eau:

3SrO (s) + 2 H3PO4 (dil) → Sr3 (PO4) 2 (s) + 3H2O (g)

Ces réactions sont exothermiques, c'est pourquoi l'eau produite s'évapore à haute température.

Structure chimique

La structure chimique d'un composé explique comment est l'arrangement de ses atomes dans l'espace. Dans le cas de l'oxyde de strontium, il a une structure cristalline comme le sel de roche, identique au sel de table ou au chlorure de sodium (NaCl).

Contrairement au NaCl, sel monovalent - c’est-à-dire avec des cations et des anions de magnitude de charge (+1 pour Na et -1 pour Cl) -, SrO est divalent, avec des charges de 2+ pour Sr, et de -2 pour O (O2-, oxyde d'anion).

Dans cette structure, chaque ion O2- (de couleur rouge) est entouré de six autres ions oxydes volumineux, logeant dans leurs interstices octaédriques résultants les ions Sr2 + (vert), plus petits. Ce paquet ou arrangement est connu sous le nom de cellule cubique unitaire centrée sur les faces (ccc).

Type de lien

La formule chimique de l'oxyde de strontium est SrO, mais elle n'explique absolument pas la structure chimique ou le type de liaison existant.

Dans la section précédente, il a été mentionné qu'il a une structure de type gemme; c'est-à-dire une structure cristalline très commune pour de nombreux sels.

Par conséquent, le type de liaison est principalement ionique, ce qui expliquerait pourquoi cet oxyde présente des points de fusion et d'ébullition élevés.

Puisque la liaison est ionique, ce sont les interactions électrostatiques qui maintiennent ensemble les atomes de strontium et d'oxygène: Sr2 + O2-.

Si ce lien était covalent, le composé pourrait être représenté avec des liaisons dans sa structure de Lewis (en omettant les paires d'électrons non partagées de l'oxygène).

Applications

Les propriétés physiques d'un composé sont essentielles pour prédire quelles seraient ses applications potentielles dans l'industrie. par conséquent, il s'agit d'une macro réflexion de leurs propriétés chimiques.

Substitut de plomb

L'oxyde de strontium, grâce à sa grande stabilité thermique, trouve de nombreuses applications dans les industries de la céramique, du verre et de l'optique.

Son utilisation dans ces industries est principalement destinée à remplacer le plomb et à constituer un additif donnant de meilleures couleurs et viscosités à la matière première des produits.

Quels produits? La liste n’aurait pas de fin, car dans n’importe lequel de ceux qui ont des verres, des émaux, des céramiques ou des cristaux dans l’une de ses pièces, l’oxyde de strontium peut être utile.

Industrie aérospatiale

Comme il s’agit d’un solide très poreux, il peut disperser des particules plus petites et offrir ainsi une gamme de possibilités dans la formulation des matériaux, si légère qu’elle soit prise en compte par l’industrie aérospatiale.

Catalyseur

Cette même porosité lui permet d’être utilisée comme catalyseur (accélérateur de réactions chimiques) et comme échangeur de chaleur.

Fins électroniques

L'oxyde de strontium sert également de source de production de strontium pur à des fins électroniques, grâce à la capacité de ce métal à absorber les rayons X; et pour la préparation industrielle de son hydroxyde, Sr (OH) 2, et son peroxyde, SrO2.

Risques pour la santé

C'est un composé corrosif, il peut donc causer des brûlures avec un simple contact physique sur n'importe quelle partie du corps. Il est très sensible à l'humidité et doit être stocké dans des espaces secs et froids.

Les sels produits par la réaction de cet oxyde avec différents acides se comportent dans l'organisme ainsi que les sels de calcium et sont stockés ou expulsés par des mécanismes similaires.

À l’heure actuelle, l’oxyde de strontium ne représente pas à lui seul des risques majeurs pour la santé.

Références

1. Éléments américains. (1998-2018). Éléments américains. Récupéré le 14 mars 2018 dans American Elements: americanelements.com
2. AllReactions Récupéré le 14 mars 2018 de AllReactions: allreactions.com
3. Shiver & Atkins. (2008). Chimie Inorganique Dans Les structures des solides simples (quatrième éd., Page 84). Mc Graw Hill.
4. ATSDR. Extrait le 14 mars 2018 de l'ATSDR: atsdr.cdc.gov
5. Clark, J. (2009). guide de chimie. Récupéré le 14 mars 2018 de chemguide: chemguide.co.uk
6. Tiwary, R., Narayan, S. et Pandey, O. (2007). Préparation de l'oxyde de strontium à partir de célestite: une revue. Science des matériaux, 201-211.
7. Chegg Inc. (2003-2018). Etude Chegg. Extrait le 16 mars 2018 de Chegg Study: chegg.com