کربنات استرانسیم

نام آیوپاک

کربنات استرانسیم

فرمول مولکولی

SrCO۳

سایر نام ها

استرونتیانیت

خصوصیات

ویژگی ها و مزایا

استرانسیم در حدود ۰/۰۲ تا ۰/۰۳ درصد از پوسته زمین را تشکیل می دهد و به طور میانگین به میزان ppm 375 نیز در سنگ های آذرین وجود دارد. از میان ترکیبات استرانسیم موجود در طبیعت فقط مواد معدنی استرانسیانیت (کربنات استرانسیم) و سلستین (سولفات استرانسیم) از اهمیت اقتصادی ویژه ای برخوردار هستند.

کربنات استرانسیم، پودری سفید یا خاکستری رنگ با فرمول شیمیایی SrCO۳است که به دو صورت صنعتی و معدنی یافت می شود. این ترکیب شیمیایی که بدون بو و مزه است و به دلیل کربناتی بودن خاصیت بازی ضعیفی داشته که منجر به واکنش پذیری بالای آن با اسیدها می گردد.

کربنات استرانسیم به سختی در آب حل می شود (۱ قسمت در ۱۰۰۰۰۰) ولی در صورتی که آب با دی اکسید کربن اشباع شود انحلال پذیری کربنات استرانسیم به شدت افزایش پیدا می کند(۱ قسمت در ۱۰۰۰). لازم به ذکر است که کربنات استرانسیم در نمک های آمونیوم و اسیدهای رقیق محلول است.

روش های سنتز

تولید کربنات استرانسیم به روش مصنوعی نیز به دو صورت انجام می شود. در روش اول کربنات استرانسیم از سنگ سلستین با فرمول شیمیایی SrCO۴که به شکل طبیعی وجود دارد و یا با استفاده از نمک های استرانسیم محلول و واکنش آن با محلول نمک کربناتی (معمولاً سدیم یا آلومینیوم کربنات) یا گاز کربن دی اکسید، بر اساس واکنش زیر تولید می شود:

Sr(NO۳)۲ (aq) + Na۲CO۳ (aq) → SrCO۳ (s) + 2 NaNO۳ (aq)

لازم به ذکر است که اکثر سلستین موجود در طبیعت به کربنات استرانسیم تبدیل می شود؛ زیرا برخلاف سایر نمک های استرانسیم، نمک کربناتی آن هم به دلیل قیمت کمتر و هم به دلیل اینکه کربنات ها مواد هیگروسکوپیک (مواد هیگروسکوپیک آب موجود در محیط را به خود جذب می کنند) نیستند، ترجیح داده می شوند.

در روش دوم نیز از محلول سولفید استرانسیم با گاز دی اکسید کربن استفاده می گردد:

SrS (aq) + CO۲ (g) → SrCO۳ (s) + H۲S (g)

کاربردها

کربنات استرانسیم یکی از پرمصرف ترین ترکیبات استرانسیم است. به لطف ماهیت تغییر پذیری و بی خطر بودن این ترکیب، در انواع مختلفی از صنایع از جمله الکترونیک، متالورژی، مواد شیمیایی و شیشه به کار می رود.

کربنات استرانسیم ماده مهمی جهت تولید شیشه لامپ تصویر تلویزیون های رنگی با هدف ساخت لامپ های کاتدی تلویزیون (CRT) جهت جذب الکترون های حاصل از کاتد می باشد. از آنجایی کربنات استرانسیم تنها یک فاز کریستالی دارد، بنابراین به طور گسترده ای به عنوان یک سیستم مدل برای بیوکریستالیزاسیون مورد مطالعه قرار گرفته است. ثابت شده است که کربنات استرانسیم در اکسیداسیون کاتالیزوری دمای پایین VOC (ترکیب آلی فرار) و حسگرهای کمی لومینسانس عملکرد بی نظیری دارند. به بیان دیگر،کربنات استرانسیم برای کاربردهای الکترونیک نیز استفاده می شود. همچنین در تهیه شیشه های رنگین کمانی، رنگ های لومینسانس، استرانسیم اکسید یا نمک های استرانسیم استفاده می شود.

کربنات استرانسیم به طور گسترده در صنایع سرامیک به عنوان ماده افزودنی در آبکاری سرامیک ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. در صنایع فرآوری روی نیز در مرحله تصفیه روی به ازای تولید هر تن شمش روی ۲۵ کیلوگرم کربنات استرانسیم مصرف می گردد. قابلیت کربنات استرانسیم در خنثی کردن اسید در صنعت پیروتکنیک بسیار مفید بوده و کاربرد مشابه دیگر آن استفاده در روشنایی خیابان ها است.

کربنات استرانسیم در صنعت ساخت فریت استرانسیم و آهنرباهای دائمی که در بلندگوها، درب های آهنربایی و موتورهای DC کوچک استفاده می شود، به کار می رود. کربنات استرانسیم جهت ساخت ابررساناهایی مثل BSCCO و همچنین برای ساخت مواد الکترولومینسانس استفاده می گردد.

به دلیل ماهیت کربنات استرانسیم که به عنوان باز ضعیف لوییس شناخته می شود، این ماده می تواند به عنوان ماده پایه ای جهت ساخت سایر ترکیبات استرانسیم از طریق واکنش با اسید مربوطه مورد استفاده قرار گیرد، به طور مثال جهت تولید نیترات استرانسیم می توان کربنات استرانسیم را با اسید نیتریک واکنش داده و نیترات استرانسیم تولید کرد.

کربنات استرانسیم همچنین به عنوان یک ماده رنگ ساز ارزان در آتش بازی مورد استفاده قرار می گیرد و سبب ایجاد رنگ قرمز در محصولات آتش بازی می شود. در نهایت این ماده جهت تولید مواد اولیه تولید فلز استرانسیم و سایر ترکیبات استرانسیم به کار می رود.