STRONTIUM CARBONATE (STRONSİYUM KARBONAT)
Strontium Carbonate (SrCO3) is the carbonate salt of strontium, which appears as a white or grey powder.
Strontium Carbonate occurs in nature as the mineral strontianite.
IUPAC name: Strontium carbonate
Synonyms: Carbonic acid strontium salt, Strontianite
CAS Number: 1633-05-2
EC number: 216-643-7
Hill Formula: CO₃Sr
Chemical properties
Strontium carbonate is a white, odorless, tasteless powder.
It is a carbonate, a weak base, and therefore reactive with acids.
It is otherwise stable and safe to work with. It is practically insoluble in water (0.0001 g per 100 ml).
The solubility is increased significantly to 0.1 g per 100 ml if the water is saturated with carbon dioxide.
Properties
Chemical formula: SrCO3
Molar mass: 147.63 g·mol−1
Appearance: White powder
Odor: Odorless
Density: 3.5 g/cm3
Melting point: 1,494 °C (2,721 °F; 1,767 K) (decomposes)
Solubility in water
0.0011 g/100 mL (18 °C)
0.065 g/100 mL (100 °C)
Solubility product (Ksp): 5.6×10−10
Solubility in other solvents: Soluble in ammonium chloride
Slightly soluble in ammonia
Magnetic susceptibility (χ): −47.0·10−6 cm3/mol
Refractive index (nD): 1.518
Strontium carbonate (SrCO3), commercially produced from strontium sulfate (SrSO4) contained in celestite ores, is one of the most essential raw materials for producing other strontium compounds and is widely used in various industrial applications.
Strontium carbonate has two main applications: as an additive in the production of color television tubes and as a constituent in the production of permanent ceramic ferrite magnets.
Other applications of Strontium Carbonate include manufacturing zinc, glass, pyrotechnics, paints, dryers, and strontium metal.
The consumption of Strontium Carbonate doubled (U.S. Geological Survey, 2021) from 2008 to 2018.
Due to the rapid expansion of the electric vehicle market, this growth in demand is expected to continue.
Strontium Carbonate is used to produce ferrite magnets, which are used in various electronic devices such as motors, speakers, and generators.
Additionally, Strontium Carbonate is used as an ingredient for specialty chemicals and pigments in industries such as paints, coatings.
Preparation of Strontium Carbonate:
Besides being a naturally occurring mineral, strontium carbonate is prepared synthetically in one of two processes.
Both processes start with naturally occurring celestine, a mineral form of strontium sulfate (SrSO4).
In the "black ash" process, celesite is roasted with coke at 1100–1300 °C to form strontium sulfide.
The sulfate is reduced, leaving the sulfide:
SrSO4 + 2 C → SrS + 2 CO2
A mixture of strontium sulfide with either carbon dioxide gas or sodium carbonate then forms a precipitate of strontium carbonate.
SrS + H2O + CO2 → SrCO3 + H2S
SrS + Na2CO3 → SrCO3 + Na2S
In the "direct conversion" or double-decomposition method, a mixture of celesite and sodium carbonate is treated with steam to form strontium carbonate with substantial amounts of undissolved other solids.
This material is mixed with hydrochloric acid, which dissolves the strontium carbonate to form a solution of strontium chloride.
As in the black-ash process, carbon dioxide or sodium carbonate is used to re-precipitate strontium carbonate.
Uses of Strontium Carbonate
Nitric acid reacts with strontium carbonate to form strontium nitrate.
The most common use is as an inexpensive colorant in fireworks.
Strontium and its salts emit a brilliant red color in flame. Unlike other strontium salts, carbonate salt is generally preferred because of its cost and the fact that it is not hygroscopic. Its ability to neutralize acid is also beneficial in pyrotechnics.
Another similar application is in road flares.
Strontium carbonate is used for electronic applications.
Strontium Carbonate is used to manufacture color television receivers to absorb electrons resulting from the cathode.
Strontium Carbonate is used to prepare iridescent glass, luminous paint, strontium oxide, and strontium salts, as well as to refine sugar and certain drugs.
Strontium Carbonate is widely used in the ceramics industry as an ingredient in glazes.
Strontium Carbonate acts as a flux and modifies certain metallic oxides' color.
Strontium Carbonate has some properties similar to barium carbonate.
Strontium Carbonate is also used to manufacture strontium ferrites for permanent magnets, which are used in loudspeakers and door magnets.
Strontium Carbonate also makes superconductors such as BSCCO and electroluminescent materials.
It is first calcined into SrO and then mixed with sulfur to make SrS:x, where x is typically europium.
This is the "blue/green" phosphor sensitive to frequency and changes from lime green to blue.
Other dopants, such as gallium or yttrium, can also be used to get a yellow/orange glow instead.
Because of its status as a weak Lewis base, Strontium Carbonate can produce many different strontium compounds by simply using the corresponding acid.
Stronsiyum Karbonat (SrCO3), beyaz veya gri bir toz halinde görünen stronsiyumun karbonat tuzudur.
Doğada stronsiyanit minerali olarak bulunur.
IUPAC adı: Stronsiyum Karbonat
Eşanlamlılar: Karbonik asit stronsiyum tuzu, Strontianit
CAS Numarası: 1633-05-2
EC numarası: 216-643-7
Formülü: CO₃Sr
Kimyasal özellikler
Stronsiyum Karbonat beyaz, kokusuz, tatsız bir tozdur.
Bir karbonattır, zayıf bir bazdır ve bu nedenle asitlerle reaktiftir.
Suda pratik olarak çözünmez (100 ml'de 0,0001 g).
Su karbondioksitle doyurulursa çözünürlük önemli ölçüde 100 ml başına 0,1 g'a yükselir.
Özellikler
Kimyasal formül: SrCO3
Molar kütle: 147,63 g·mol−1
Görünüm: Beyaz toz
Koku: Kokusuz
Yoğunluk: 3,5 g/cm3
Erime noktası: 1.494 °C (2.721 °F; 1.767 K) (ayrışır)
sudaki çözünürlük
0,0011 g/100 mL (18°C)
0,065 g/100 mL (100 °C)
Çözünürlük çarpımı (Ksp): 5,6×10−10
Diğer solventlerde çözünürlük: Amonyum klorürde çözünür
Amonyakta az çözünür
Manyetik duyarlılık (χ): −47,0·10−6 cm3/mol
Kırılma indeksi (nD): 1,518
Selestit cevherlerinde bulunan stronsiyum sülfattan (SrSO4) ticari olarak üretilen stronsiyum karbonat (SrCO3), diğer stronsiyum bileşiklerinin üretimi için en önemli hammaddelerden biridir ve çeşitli endüstriyel uygulamalarda yaygın olarak kullanılır.
Stronsiyum Karbonat' ın iki ana uygulaması vardır: renkli televizyon tüplerinin üretiminde katkı maddesi olarak ve kalıcı seramik ferrit mıknatısların üretiminde bileşen olarak.
Stronsiyum Karbonat' ın diğer uygulamaları arasında çinko, cam, piroteknik, boya, kurutucu ve stronsiyum metali imalatı yer alır.
Elektrikli araç pazarının hızla genişlemesi nedeniyle talepteki büyümenin devam etmesi bekleniyor.
Stronsiyum Karbonat, motorlar, hoparlörler ve jeneratörler gibi çeşitli elektronik cihazlarda kullanılan ferrit mıknatısların üretiminde kullanılır.
Ayrıca Stronsiyum Karbonat, boya, kaplama gibi endüstrilerde özel kimyasallar ve pigmentler için bir bileşen olarak kullanılır.
Hazırlık
Doğal olarak oluşan bir mineral olmasının yanı sıra, stronsiyum karbonat iki işlemden biriyle sentetik olarak hazırlanır.
Her iki süreç de, stronsiyum sülfatın (SrSO4) bir mineral formu olan doğal olarak oluşan sölestin ile başlar.
"Kara kül" sürecinde selesit, 1100-1300 °C'de kokla kavrularak stronsiyum sülfür oluşturulur.
Sülfat indirgenerek sülfür elde edilir:
SrSO4 + 2 C → SrS + 2 CO2
Stronsiyum sülfürün karbon dioksit gazı veya sodyum karbonatla karışımı daha sonra bir stronsiyum karbonat çökeltisi oluşturur.
SrS + H2O + CO2 → SrCO3 + H2S
SrS + Na2CO3 → SrCO3 + Na2S
"Doğrudan dönüşüm" veya çift ayrıştırma yönteminde, selesit ve sodyum karbonatın bir karışımı, önemli miktarlarda çözünmemiş diğer katılarla birlikte stronsiyum karbonat oluşturmak üzere buharla işlenir.
Bu malzeme, stronsiyum karbonatı çözerek bir stronsiyum klorür çözeltisi oluşturan hidroklorik asit ile karıştırılır.
Kara kül prosesinde olduğu gibi, stronsiyum karbonatın yeniden çökeltilmesi için karbondioksit veya sodyum karbonat kullanılır.
Kullanım Alanları
Nitrik asit stronsiyum karbonatla reaksiyona girerek stronsiyum nitrat oluşturur.
En yaygın kullanım havai fişeklerde ucuz bir renklendiricidir.
Stronsiyum ve tuzları alevde parlak kırmızı bir renk yayar. Diğer stronsiyum tuzlarından farklı olarak karbonat tuzu genellikle maliyeti ve higroskopik olmaması nedeniyle tercih edilmektedir. Asidi nötrleştirme yeteneği piroteknikte de faydalıdır.
Bir diğer benzer uygulama ise yol işaret fişeklerindedir.
Stronsiyum karbonat elektronik uygulamalar için kullanılır.
Katottan kaynaklanan elektronları absorbe edecek renkli televizyon alıcılarının üretiminde kullanılır.
Yanardöner cam, parlak boya, stronsiyum oksit ve stronsiyum tuzlarının hazırlanmasının yanı sıra şeker ve bazı ilaçların rafine edilmesinde kullanılır.
Seramik endüstrisinde sırların bir bileşeni olarak yaygın olarak kullanılmaktadır.
Akı görevi görür ve bazı metalik oksitlerin rengini değiştirir.
Baryum karbonata benzer bazı özelliklere sahiptir.
Ayrıca hoparlörlerde ve kapı mıknatıslarında kullanılan kalıcı mıknatıslar için stronsiyum ferritlerin üretiminde de kullanılır.
Stronsiyum karbonat ayrıca BSCCO gibi süper iletkenler ve elektrominesans malzemeler de yapar.
İlk önce SrO halinde kalsine edilir ve daha sonra kükürt ile karıştırılarak SrS:x elde edilir; burada x tipik olarak europiumdur.
Bu, frekansa duyarlı "mavi/yeşil" fosfordur ve limon yeşilinden maviye değişir.
Bunun yerine sarı/turuncu bir parlaklık elde etmek için galyum veya itriyum gibi diğer katkı maddeleri de kullanılabilir.
Zayıf bir Lewis bazı olması nedeniyle stronsiyum karbonat, karşılık gelen asit kullanılarak birçok farklı stronsiyum bileşiği üretebilir.
