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Strontium ist ein chemisches Element mit dem Symbol Sr und der Ordnungszahl 38. Wie alle Erdalkalimetalle ist auch Strontium an der Luft sehr reaktionsfreudig und oxidiert schnell. Unter Schutzgas zeigt sich Strontium als ein weiches, weißlich-silbriges Metall.

Geschichte

Adair Crawford erkannte 1790, dass das Mineral Strontianit, benannt nach dem schottischen Fundort Strontian, von anderen Mineralen zu unterscheiden sei. Im Jahre 1798 wies Martin Heinrich Klaproth das Element Strontium nach; metallisches Strontium wurde zuerst von Sir Humphry Davy im Jahre 1808 mittels Elektrolyse hergestellt.

Vorkommen

Strontium ist in der Natur verbreitet, in der Hauptsache als Sulfat (Coelestin, SrSO₄) und als Carbonat (Strontianit, SrCO₃). Der bergmännische Abbau erfolgt in der Regel bei Coelestin, da die Vorkommen oft ausgedehnter sind. Strontianit wäre geeigneter, da Strontium oft als Carbonat Einsatz findet. Die wichtigsten Vorkommen liegen in England.

Eigenschaften

Aufgrund seiner Reaktionsfreudigkeit kommt Strontium in der Natur nur in Form von Verbindungen vor. Das reine Metall ist weicher als Calcium. Bei der Reaktion mit Wasser entstehen Strontiumhydroxid und Wasserstoff. Strontiumpulver entzündet sich spontan an der Luft. Bei der Verbrennung zeigt es eine karminrot leuchtende Flamme.

Verwendung

Strontium wird vielfältig eingesetzt.

Es ist Bestandteil des Leuchtstoffs in Fernsehschirmen. Es ist auch als Strontiumoxid) ein Bestandteil bei der Herstellung von Ferritmagneten. Weiter ist die Verbindung Strontiumtitanat ein Ferroelektrikum mit einer sehr hohen Dielektrizitätszahl und Brechzahl. Sie findet daher in elektrischen Kondensatoren und in optischen Geräten Anwendung. Strontiumsalze werden in der Feuerwerkerei eingesetzt, um rote Farbwirkungen zu erzielen.In der Archäologie werden durch Strontiumisotopenanalyse in Zahn- und Knochenfunden lokale Zuordnungen von Funden bzw. Wanderungsbewegungen erkennbar.Das Strontiumaluminat, SrAl₂O₄, dotiert mit z.B. Europium löst das günstigere, aber schwächere Zinksulfid als phosphoreszierender Nachleuchtstoff für Uhren, Notausgangsbeschilderungen etc. ab.

In der Aluminiumindustrie (Aluminiumprimär- und Sekundärhütten, sowie Gießereien) wird Strontium ebenso wie Natrium als gefügebeinflussendes Mittel bei Aluminium-Siliziumlegierungen mit 7-12% Silizium eingesetzt. Seine „veredelnde“ Wirkung hält in gießbereiten Schmelzen (Gieß- und Warmhalteöfen) länger an, als die des Natriums, da es weniger leicht oxydierbar ist. Auf dem Gebiet langsam erstarrender Schmelzen (Sandguss) hat es das Jahrzehnte allein gebräuchliche Natrium teilweise bereits verdrängt. Bei rascher Erstarrung in metallischer Dauerform, insbesondere bei Druckguss ist die Anwendung von Strontium nicht in jedem Fall zwingend, die Ausbildung des erwünschten feinen, „veredelten“ Gefüges wird bereits durch die rasche Erstarrung begünstigt. ^[6]

Neuere medizinische Untersuchungen belegen, dass Strontiumranelat zur Behandlung von Osteoporose geeignet ist. Das neue Medikament senkt das Risiko, eine Fraktur zu erleiden.

Isotope

Strontium hat vier stabile, natürlich vorkommende Isotope: ⁸⁴Sr (0,56 %), ⁸⁶Sr (9,86 %), ⁸⁷Sr (7,0 %) und ⁸⁸Sr (82,58 %). ⁸⁷Sr ist ein Zerfallsprodukt des ⁸⁷Rb, das eine Halbwertszeit von 48,8 Milliarden Jahren hat. Daher kann man das Alter mancher Gesteine mit Hilfe ihrer Strontiumisotopenverhältnisse bestimmen. Gesteine, die viel Calcium enthalten, sind für derartige Altersbestimmungen geeignet, da Strontium aufgrund seines ähnlichen Atomradius und Bindungsstruktur im Kristallgefüge Calcium ersetzen kann.

Daneben kennt man 16 instabile Isotope, deren bekanntestes, wichtigstes und langlebigstes ⁹⁰Sr mit einer Halbwertszeit von 28,8 Jahren ist. Die Restlichen Isotope haben sehr kurze bis kurze Halbwertszeiten zwischen 0,45 µs bei Strontium ^86m1Sr und 64,84 Tage bei ⁸⁵Sr.

Das wichtigste instabile Isotop ⁹⁰Sr zerfällt zu ⁹⁰Y, das mit 64,10 Stunden Halbwertszeit zum stabilen ⁹⁰Zr zerfällt. Strontium ⁹⁰Sr ist eines der energiereichsten, langlebigsten Isotope, die Betastrahlung aussenden. Weiter verstärkt wird die Strahlung durch das Betastrahlende Yttrium ⁹⁰Y, dessen Zerfallsenergie ca. viermal so hoch ist wie die des Strontiumisotops. Daher wird es in Radionuklidbatterien verwendet. ⁹⁰Sr entsteht in Kernreaktoren und bei Atombombenexplosionen. Wird es freigesetzt, kann sich das Isotop wegen seiner Ähnlichkeit zu Calcium in Knochen einlagern und dort wegen seiner Beta-Strahlung Tumore verursachen.

Physiologie

Der menschliche Körper unterscheidet kaum zwischen Calcium und Strontium, es kann daher wie Calcium als Bestandteil der Knochen eingebaut werden. Die geringen Mengen natürlich vorkommenden Strontiums schaden dem Organismus nicht, aber das radioaktive Isotop ⁹⁰Strontium ist aufgrund seiner Anreicherung in den Knochen und seiner langen biologischen Halbwertszeit gefährlich. Mögliche Folgen sind Knochenerkrankungen wie Knochenkrebs. ⁹⁰Sr wurde durch Atomwaffenversuche und durch die Katastrophe von Tschernobyl in der Biosphäre verbreitet, und wird dort aufgrund seiner Halbwertszeit von 28,8 Jahren noch längere Zeit nachweisbar sein.

Vorsichtsmaßnahmen

Aufgrund seiner Reaktivität gilt reines Strontium als feuergefährlich.

Einzelnachweise

1. ↑ Harry H. Binder: Lexikon der chemischen Elemente, S. Hirzel Verlag Stuttgart 1999, ISBN 3-7776-0736-3.
2. ↑ Die Werte für die Eigenschaften (Infobox) sind, wenn nicht anders angegeben, aus www.webelements.com (Strontium) entnommen.
3. ↑ Manjeera Mantina, Adam C. Chamberlin, Rosendo Valero, Christopher J. Cramer, Donald G. Truhlar: Consistent van der Waals Radii for the Whole Main Group. In: J. Phys. Chem. A. 2009, 113, S. 5806–5812, doi:10.1021/jp8111556.
4. ↑ Ludwig Bergmann, Clemens Schaefer, Rainer Kassing: Lehrbuch der Experimentalphysik, Band 6: Festkörper. 2. Auflage, Walter de Gruyter, 2005, ISBN 978-3-11-017485-4, S. 361.
5. ↑ Sicherheitsdatenblatt (alfa-aesar)
6. ↑ dazu auch Gießereilexikon, Stichwort Strontium,17. Auflage 1997, Verlag Schiele&Schön, Berlin. ISBN 3 7949 0606 3

 Wiktionary: Strontium – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen und Grammatik