রাসায়নিক উপাদান স্ট্রন্টিয়াম - বর্ণনা, বৈশিষ্ট্য এবং সূত্র

2024 লেখক: Angel Austin | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2024-01-02 17:42

স্ট্রন্টিয়াম (Sr) হল একটি রাসায়নিক উপাদান, পর্যায় সারণির ২য় গ্রুপের একটি ক্ষারীয় আর্থ ধাতু। লাল সংকেত বাতি এবং ফসফরগুলিতে ব্যবহৃত, তেজস্ক্রিয় দূষণে একটি বড় স্বাস্থ্যের ঝুঁকি তৈরি করে৷

আবিষ্কারের ইতিহাস

স্কটল্যান্ডের স্ট্রন্টিয়ান গ্রামের কাছে একটি সীসার খনি থেকে খনিজ। এটি মূলত বিভিন্ন ধরণের বেরিয়াম কার্বনেট হিসাবে স্বীকৃত ছিল, কিন্তু অ্যাডায়ার ক্রফোর্ড এবং উইলিয়াম ক্রুইকশ্যাঙ্ক 1789 সালে পরামর্শ দিয়েছিলেন যে এটি একটি ভিন্ন পদার্থ। রসায়নবিদ টমাস চার্লস হোপ গ্রামের নামানুসারে নতুন খনিজ স্ট্রনটাইট এবং সংশ্লিষ্ট স্ট্রন্টিয়াম অক্সাইড SrO, স্ট্রন্টিয়ামের নামকরণ করেন। ধাতুটিকে 1808 সালে স্যার হামফ্রি ডেভি দ্বারা বিচ্ছিন্ন করা হয়েছিল, যিনি একটি পারদ ক্যাথোড ব্যবহার করে ভেজা হাইড্রোক্সাইড বা ক্লোরাইডের মিশ্রণকে পারদ অক্সাইডের সাথে ইলেক্ট্রোলাইজ করেছিলেন এবং তারপরে ফলের অ্যামালগাম থেকে পারদকে বাষ্পীভূত করেছিলেন। তিনি "স্ট্রনটিয়াম" শব্দের মূল ব্যবহার করে নতুন উপাদানটির নাম দিয়েছেন।

প্রকৃতিতে থাকা

স্ট্রন্টিয়ামের আপেক্ষিক প্রাচুর্য, পর্যায় সারণীর আটত্রিশতম উপাদান, মহাকাশে প্রতি 106 সিলিকন পরমাণুর জন্য 18.9 পরমাণু অনুমান করা হয়। এটি সম্পর্কেপৃথিবীর ভূত্বকের ভরের 0.04%। সমুদ্রের পানিতে মৌলের গড় ঘনত্ব 8 মিলিগ্রাম/এল।

রাসায়নিক উপাদান স্ট্রনটিয়াম প্রকৃতিতে ব্যাপকভাবে পাওয়া যায় এবং এটি পৃথিবীতে 15 তম সর্বাধিক প্রচুর পদার্থ হিসাবে অনুমান করা হয়, প্রতি মিলিয়নে 360 অংশের ঘনত্বে পৌঁছায়। এর চরম প্রতিক্রিয়াশীলতার পরিপ্রেক্ষিতে, এটি শুধুমাত্র যৌগ আকারে বিদ্যমান। এর প্রধান খনিজগুলো হল সেলেস্টাইন (সালফেট SrSO₄) এবং স্ট্রন্টিয়ানাইট (কার্বোনেট SrCO_{3)। এর মধ্যে, লাভজনক খনির জন্য পর্যাপ্ত পরিমাণে সেলসটাইট পাওয়া যায়, বিশ্ব সরবরাহের 2/3 এরও বেশি যা আসে চীন থেকে, এবং স্পেন এবং মেক্সিকো বাকি বেশিরভাগ সরবরাহ করে। যাইহোক, এটি স্ট্রনশিয়ানাইট খনির জন্য আরও লাভজনক, কারণ স্ট্রনটিয়াম প্রায়শই কার্বনেট আকারে ব্যবহৃত হয়, তবে তুলনামূলকভাবে কম পরিচিত আমানত রয়েছে।}

বৈশিষ্ট্য

স্ট্রন্টিয়াম হল একটি নরম ধাতু, সীসার মতো, যা কাটলে রূপার মতো জ্বলে। বাতাসে, এটি বায়ুমণ্ডলে উপস্থিত অক্সিজেন এবং আর্দ্রতার সাথে দ্রুত প্রতিক্রিয়া দেখায়, একটি হলুদ আভা অর্জন করে। অতএব, এটি বায়ু ভর থেকে বিচ্ছিন্নভাবে সংরক্ষণ করা আবশ্যক। প্রায়শই এটি কেরোসিনে সংরক্ষণ করা হয়। এটি প্রকৃতিতে মুক্ত অবস্থায় ঘটে না। ক্যালসিয়ামের সাথে, স্ট্রন্টিয়াম শুধুমাত্র 2টি প্রধান আকরিকের মধ্যে অন্তর্ভুক্ত: সেলেস্টাইট (SrSO₄) এবং স্ট্রন্টিয়ানাইট (SrCO3_)।

রাসায়নিক উপাদানগুলির সিরিজে ম্যাগনেসিয়াম-ক্যালসিয়াম-স্ট্রনটিয়াম (ক্ষারীয় আর্থ ধাতু) Sr Ca এবং Ba-এর মধ্যে পর্যায় সারণির গ্রুপ 2 (প্রাক্তন 2A) তে রয়েছে। উপরন্তু, এটি রুবিডিয়াম এবং ইট্রিয়ামের মধ্যে 5 তম সময়ের মধ্যে অবস্থিত। যেহেতু স্ট্রন্টিয়ামের পারমাণবিক ব্যাসার্ধক্যালসিয়ামের ব্যাসার্ধের অনুরূপ, এটি সহজেই খনিজগুলিতে পরেরটিকে প্রতিস্থাপন করে। তবে এটি পানিতে নরম এবং আরও প্রতিক্রিয়াশীল। যোগাযোগে হাইড্রোক্সাইড এবং হাইড্রোজেন গ্যাস গঠন করে। স্ট্রন্টিয়ামের 3টি অ্যালোট্রপ 235°C এবং 540°C এর ট্রানজিশন পয়েন্টের সাথে পরিচিত।

ক্ষারীয় আর্থ মেটাল সাধারণত 380°C এর নিচে নাইট্রোজেনের সাথে বিক্রিয়া করে না এবং ঘরের তাপমাত্রায় শুধুমাত্র একটি অক্সাইড তৈরি করে। যাইহোক, পাউডার আকারে, স্ট্রনটিয়াম স্বতঃস্ফূর্তভাবে অক্সাইড এবং নাইট্রাইড তৈরি করতে জ্বলে।

রাসায়নিক ও ভৌত বৈশিষ্ট্য

প্ল্যান অনুযায়ী রাসায়নিক উপাদান স্ট্রন্টিয়ামের বৈশিষ্ট্য:

• নাম, প্রতীক, পারমাণবিক সংখ্যা: স্ট্রন্টিয়াম, শ্রেষ্ঠ, 38.
• গ্রুপ, পিরিয়ড, ব্লক: 2, 5, s.
• পারমাণবিক ভর: ৮৭.৬২ গ্রাম/মোল।
• E-config: [Kr]5s2.
• শেলে ইলেকট্রন বিতরণ: 2, 8, 18, 8, 2.
• জেনসিটি: 2.64g/cm3.
• গলানো এবং ফুটন্ত পয়েন্ট: 777 °C, 1382°C.
• অক্সিডেশন অবস্থা: 2.

আইসোটোপ

প্রাকৃতিক স্ট্রন্টিয়াম হল ৪টি স্থিতিশীল আইসোটোপের মিশ্রণ: ⁸⁸Sr (82.6%), ⁸⁶Sr (9, 9%), ⁸⁷Sr (7.0%) এবং ⁸⁴Sr (0.56%)। এর মধ্যে শুধুমাত্র ⁸⁷Sr হল রেডিওজেনিক - এটি রুবিডিয়ামের তেজস্ক্রিয় আইসোটোপের ক্ষয় দ্বারা গঠিত হয় ⁸⁷Rb এর অর্ধ-জীবন ৪.৮৮। × ১০ ^১০ বছর। এটা বিশ্বাস করা হয় যে ⁸⁷Sr আইসোটোপের সাথে "আদি নিউক্লিওসিন্থেসিস" (বিগ ব্যাং-এর একটি প্রাথমিক পর্যায়ে) সময় উত্পাদিত হয়েছিল ⁸⁴Sr,86 ^{Sr এবং} 88^{Sr উপর নির্ভর করেঅবস্থানে,} 87^{Sr এবং} 86^{Sr এর অনুপাত ৫ বারের বেশি আলাদা হতে পারে। এটি ভূতাত্ত্বিক নমুনার ডেটিং এবং কঙ্কাল এবং মাটির নিদর্শনগুলির উৎপত্তি নির্ধারণে ব্যবহৃত হয়৷}

পরমাণু বিক্রিয়ার ফলস্বরূপ, স্ট্রন্টিয়ামের প্রায় 16টি সিন্থেটিক তেজস্ক্রিয় আইসোটোপ পাওয়া গেছে, যার মধ্যে সবচেয়ে টেকসই হল 90Sr (অর্ধ-জীবন 28.9 বছর)। এই আইসোটোপ, একটি পারমাণবিক বিস্ফোরণে উত্পাদিত, সবচেয়ে বিপজ্জনক ক্ষয় পণ্য হিসাবে বিবেচিত হয়। ক্যালসিয়ামের সাথে এর রাসায়নিক মিলের কারণে, এটি হাড় এবং দাঁতের মধ্যে শোষিত হয়, যেখানে এটি ইলেকট্রনকে বহিষ্কার করতে থাকে, যার ফলে বিকিরণ ক্ষতি হয়, অস্থি মজ্জার ক্ষতি হয়, নতুন রক্তকণিকা গঠনে ব্যাঘাত ঘটে এবং ক্যান্সার সৃষ্টি করে।

তবে, চিকিৎসাগতভাবে নিয়ন্ত্রিত অবস্থার অধীনে, স্ট্রনটিয়াম কিছু পৃষ্ঠীয় ম্যালিগন্যান্সি এবং হাড়ের ক্যান্সারের চিকিৎসার জন্য ব্যবহৃত হয়। এটি রাসায়নিক বর্তমান উত্সগুলিতে এবং রেডিওআইসোটোপ থার্মোইলেকট্রিক জেনারেটরে স্ট্রনটিয়াম ফ্লোরাইড আকারে ব্যবহৃত হয়, যা এর তেজস্ক্রিয় ক্ষয়ের তাপকে বিদ্যুতে রূপান্তর করে, নেভিগেশন বয়, দূরবর্তী আবহাওয়া স্টেশন এবং মহাকাশযানে দীর্ঘস্থায়ী, হালকা ওজনের শক্তি উত্স হিসাবে পরিবেশন করে।

89Sr ক্যান্সারের চিকিৎসায় ব্যবহৃত হয় কারণ এটি হাড়ের টিস্যুকে আক্রমণ করে, বিটা বিকিরণ তৈরি করে এবং কয়েক মাস পর ক্ষয় করে (অর্ধ-জীবন 51 দিন)।

রাসায়নিক উপাদান স্ট্রন্টিয়াম উচ্চতর জীবন গঠনের জন্য অপরিহার্য নয়, এর লবণ সাধারণত অ-বিষাক্ত হয়। কি তৈরী করে90Sr বিপজ্জনক, হাড়ের ঘনত্ব এবং বৃদ্ধি বাড়াতে ব্যবহৃত হয়।

সংযোগ

রাসায়নিক উপাদান স্ট্রন্টিয়ামের বৈশিষ্ট্যগুলি ক্যালসিয়ামের সাথে খুব মিল। যৌগগুলিতে, Sr-এর একচেটিয়া অক্সিডেশন অবস্থা +2 যেমন Sr2+ আয়ন। ধাতুটি একটি সক্রিয় হ্রাসকারী এজেন্ট এবং হ্যালোজেন, অক্সিজেন এবং সালফারের সাথে সহজে বিক্রিয়া করে হ্যালাইড, অক্সাইড এবং সালফাইড তৈরি করে।

স্ট্রন্টিয়াম যৌগগুলির বাণিজ্যিক মূল্য সীমিত, কারণ সংশ্লিষ্ট ক্যালসিয়াম এবং বেরিয়াম যৌগগুলি সাধারণত একই কাজ করে তবে সস্তা। তবে, তাদের কেউ কেউ শিল্পে আবেদন খুঁজে পেয়েছেন। আতশবাজি এবং সিগন্যাল লাইটে একটি লাল রঙ অর্জন করতে কোন পদার্থ দিয়ে এটি এখনও বের করা যায়নি। বর্তমানে শুধুমাত্র স্ট্রন্টিয়াম সল্ট যেমন Sr(NO₃)₂ এবং Sr(ClO) ক্লোরেট এই রঙটি অর্জন করতে ব্যবহৃত হয়।3₎2 _{. এই রাসায়নিক উপাদানটির মোট উৎপাদনের প্রায় 5-10% পাইরোটেকনিক দ্বারা গ্রাস করা হয়। স্ট্রন্টিয়াম হাইড্রোক্সাইড Sr(OH)}2 _{কখনও কখনও গুড় থেকে চিনি বের করতে ব্যবহৃত হয় কারণ এটি একটি দ্রবণীয় স্যাকারাইড তৈরি করে যা থেকে চিনি সহজেই কার্বন ডাই অক্সাইডের ক্রিয়া দ্বারা পুনরুত্পাদিত হতে পারে। এসআরএস মনোসালফাইড একটি ডিপিলেটরি এজেন্ট এবং ইলেক্ট্রোলুমিনেসেন্ট ডিভাইস এবং উজ্জ্বল রঙের ফসফরের একটি উপাদান হিসাবে ব্যবহৃত হয়।}

স্ট্রন্টিয়াম ফেরিটগুলি সাধারণ সূত্র SrFe_xO_y সহ যৌগগুলির একটি পরিবার গঠন করে, যা উচ্চ-তাপমাত্রার ফলে প্রাপ্ত হয় (1000-1300 °C) প্রতিক্রিয়া SrCO₃ এবংFe₂O_{3. এগুলি সিরামিক চুম্বক তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়, যা স্পিকার, গাড়ির উইন্ডশিল্ড ওয়াইপার মোটর এবং শিশুদের খেলনাগুলিতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়৷}

উৎপাদন

অধিকাংশ খনিজযুক্ত সেলেসাইট SrSO₄ কার্বনেটে রূপান্তরিত হয় দুটি উপায়ে: হয় সরাসরি সোডিয়াম কার্বনেট দ্রবণ দিয়ে লিচ করা হয় অথবা সালফাইড তৈরি করতে কয়লা দিয়ে উত্তপ্ত করা হয়। দ্বিতীয় পর্যায়ে, একটি গাঢ় রঙের পদার্থ পাওয়া যায়, যার মধ্যে প্রধানত স্ট্রন্টিয়াম সালফাইড থাকে। এই "কালো ছাই" পানিতে দ্রবীভূত হয় এবং ফিল্টার করা হয়। স্ট্রন্টিয়াম কার্বনেট কার্বন ডাই অক্সাইড প্রবর্তন করে সালফাইড দ্রবণ থেকে অবক্ষয় করে। কার্বোথার্মাল হ্রাস SrSO₄ + 2C → SrS + 2CO₂ দ্বারা সালফেট সালফাইডে হ্রাস পায়। কোষটি ক্যাথোডিক ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল যোগাযোগ দ্বারা উত্পাদিত হতে পারে, যেখানে একটি শীতল লোহার রড, ক্যাথোড হিসাবে কাজ করে, পটাসিয়াম এবং স্ট্রন্টিয়াম ক্লোরাইডের মিশ্রণের পৃষ্ঠকে স্পর্শ করে এবং যখন স্ট্রন্টিয়াম শক্ত হয়ে যায় তখন উঠে যায়। ইলেক্ট্রোডের প্রতিক্রিয়াগুলি নিম্নরূপ উপস্থাপন করা যেতে পারে: Sr²⁺ + 2e^- → Sr (ক্যাথোড); 2Cl^- → Cl₂ + 2e^{- (অ্যানোড)।}

ধাতব Srও অ্যালুমিনিয়াম দিয়ে এর অক্সাইড থেকে উদ্ধার করা যেতে পারে। এটি নমনীয় এবং নমনীয়, বিদ্যুতের একটি ভাল পরিবাহী, তবে তুলনামূলকভাবে কম ব্যবহৃত হয়। সিলিন্ডার ব্লকের ঢালাইয়ে অ্যালুমিনিয়াম বা ম্যাগনেসিয়ামের জন্য অ্যালোয়িং এজেন্ট হিসাবে এর একটি ব্যবহার। স্ট্রন্টিয়াম মেশিনিবিলিটি এবং ক্রীপ প্রতিরোধ ক্ষমতা উন্নত করেধাতু স্ট্রন্টিয়াম পাওয়ার একটি বিকল্প উপায় হল পাতন তাপমাত্রায় ভ্যাকুয়ামে অ্যালুমিনিয়াম দিয়ে এর অক্সাইড কমানো।

বাণিজ্যিক ব্যবহার

এক্স-রে অনুপ্রবেশ রোধ করতে রঙিন টিভি ক্যাথোড রে টিউবের গ্লাসে রাসায়নিক উপাদান স্ট্রন্টিয়াম ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। এটি স্প্রে পেইন্টেও ব্যবহার করা যেতে পারে। এটি স্ট্রন্টিয়ামে জনসাধারণের এক্সপোজারের সবচেয়ে সম্ভাব্য উত্সগুলির মধ্যে একটি বলে মনে হচ্ছে। উপরন্তু, উপাদানটি ফেরাইট চুম্বক তৈরি করতে এবং দস্তাকে পরিশোধন করতে ব্যবহৃত হয়।

স্ট্রন্টিয়াম সল্টগুলি পাইরোটেকনিক্সে ব্যবহার করা হয় কারণ তারা পোড়ালে শিখাকে লাল করে। এবং ম্যাগনেসিয়াম সহ স্ট্রনটিয়াম লবণের একটি সংকর ধাতু জ্বালানি এবং সংকেত মিশ্রণের অংশ হিসাবে ব্যবহৃত হয়।

টাইটানেটের অত্যন্ত উচ্চ প্রতিসরাঙ্ক সূচক এবং অপটিক্যাল বিচ্ছুরণ রয়েছে, যা এটিকে অপটিক্সে উপযোগী করে তোলে। এটি হীরার বিকল্প হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে, তবে এর চরম কোমলতা এবং স্ক্র্যাচগুলির দুর্বলতার কারণে খুব কমই এই উদ্দেশ্যে ব্যবহার করা হয়৷

স্ট্রন্টিয়াম অ্যালুমিনেট হল একটি উজ্জ্বল ফসফর যার দীর্ঘস্থায়ী ফসফরেসেন্স স্থায়িত্ব রয়েছে। অক্সাইড কখনও কখনও সিরামিক গ্লাসের গুণমান উন্নত করতে ব্যবহৃত হয়। আইসোটোপ 90Sr হল অন্যতম সেরা দীর্ঘজীবী উচ্চ-শক্তি বিটা নির্গতকারী। এটি রেডিওআইসোটোপ থার্মোইলেকট্রিক জেনারেটর (RTGs) এর শক্তির উৎস হিসাবে ব্যবহৃত হয়, যা তেজস্ক্রিয় উপাদানগুলির ক্ষয়কালে নির্গত তাপকে বিদ্যুতে রূপান্তর করে। এই ডিভাইসগুলি ব্যবহার করা হয়মহাকাশযান, দূরবর্তী আবহাওয়া স্টেশন, নেভিগেশন বয়, ইত্যাদি - যেখানে একটি হালকা এবং দীর্ঘস্থায়ী পারমাণবিক-বিদ্যুতের উত্স প্রয়োজন৷

স্ট্রন্টিয়ামের চিকিৎসা ব্যবহার: বৈশিষ্ট্যের বৈশিষ্ট্য, ওষুধ দিয়ে চিকিৎসা

আইসোটোপ 89Sr হল তেজস্ক্রিয় ওষুধ মেটাস্ট্রনের সক্রিয় উপাদান, যা মেটাস্ট্যাটিক প্রোস্টেট ক্যান্সারের কারণে হাড়ের ব্যথার চিকিৎসা করতে ব্যবহৃত হয়। রাসায়নিক উপাদান স্ট্রনটিয়াম ক্যালসিয়ামের মতো কাজ করে, এটি প্রধানত অস্টিওজেনেসিস বৃদ্ধি সহ হাড়ের মধ্যে অন্তর্ভুক্ত থাকে। এই স্থানীয়করণ ক্যান্সারজনিত ক্ষতের উপর বিকিরণ প্রভাবকে ফোকাস করে।

রেডিওআইসোটোপ 90Sr ক্যান্সার থেরাপিতেও ব্যবহৃত হয়। এর বিটা বিকিরণ এবং দীর্ঘ অর্ধ-জীবন পৃষ্ঠের বিকিরণ থেরাপির জন্য আদর্শ৷

রনেলিক অ্যাসিডের সাথে স্ট্রনটিয়ামের সমন্বয়ে তৈরি একটি পরীক্ষামূলক ওষুধ হাড়ের বৃদ্ধিকে উৎসাহিত করে, হাড়ের ঘনত্ব বাড়ায় এবং ফ্র্যাকচার কমায়। স্ট্রোনিয়াম রেনেলেট অস্টিওপরোসিসের চিকিৎসা হিসেবে ইউরোপে নিবন্ধিত।

স্ট্রন্টিয়াম ক্লোরাইড কখনও কখনও সংবেদনশীল দাঁতের জন্য টুথপেস্টে ব্যবহার করা হয়। এর বিষয়বস্তু 10% পর্যন্ত পৌঁছেছে।

সতর্কতা

বিশুদ্ধ স্ট্রন্টিয়ামের উচ্চ রাসায়নিক কার্যকলাপ রয়েছে এবং একটি চূর্ণ অবস্থায়, ধাতুটি স্বতঃস্ফূর্তভাবে জ্বলে ওঠে। অতএব, এই রাসায়নিক উপাদানটিকে আগুনের ঝুঁকি হিসাবে বিবেচনা করা হয়৷

মানুষের শরীরে প্রভাব

মানুষের শরীর ক্যালসিয়ামের মতো একইভাবে স্ট্রন্টিয়াম শোষণ করে। এই দুটিউপাদানগুলি রাসায়নিকভাবে এতটাই একই রকম যে Sr-এর স্থিতিশীল ফর্মগুলি কোনও উল্লেখযোগ্য স্বাস্থ্য ঝুঁকি তৈরি করে না। বিপরীতে, তেজস্ক্রিয় আইসোটোপ ⁹⁰Sr হাড়ের ক্যান্সার সহ বিভিন্ন হাড়ের ব্যাধি এবং রোগের কারণ হতে পারে। শোষিত ^{90Sr. এর বিকিরণ পরিমাপ করতে স্ট্রন্টিয়াম ইউনিট ব্যবহার করা হয়}