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形成骨骼不可或缺的元素锶
http://www.100md.com 2021年11月26日 科普时报 2021.11.26
     元素家族

    锶,元素周期表第38号元素。

    锶的发现,得益于多位科学家的共同努力。1790年,爱丁堡医生阿代尔克·劳福德从苏格兰阿盖尔郡苏纳特海岸的一个铅矿中发现了一种新的矿物中含有新的元素。1793年,爱丁堡大学的化学教授托马斯·查尔斯·霍普对这种矿物做了更全面的研究,证明确实有一种新元素,这种元素能使蜡烛的火焰变红。直到1808年,英国化学家戴维在贝采尼乌斯和庞丁制成钙汞合金的启发下,通过相同的电解技术分别制备出了四种金属元素的汞合金,其中就包括锶汞合金,然后将它们进行分离就得到少量的金属锶。

    最常见的锶矿是天青石,通常无色透明,呈白色或浅蓝色,有玻璃光泽。锶矿资源不但是世界上重要的战略性矿产资源,而且在国民经济中的地位与作用也将日益上升。

    19世纪末至本世纪初,人们在用甜菜生产糖的过程中,产生一种含有50%糖的副产物——甜菜糖浆,这种糖浆需要用脱糖法进一步提纯出更多的糖,其中就需要用到氢氧化锶。氢氧化锶可以与近沸腾的糖浆中的糖发生反应,生成难溶的锶糖酸盐化合物;过滤冷却,经碳酸化作用,可将这种难溶的锶糖酸盐化合物还原为糖。现在这种脱糖工艺被称为锶工艺,已经被其他类似工艺取代了。

    20世纪后期,碳酸锶被加入到玻璃熔体中,进而转换成氧化锶。用这种含锶化合物制作的玻璃,能在不影响显像管透明度的情况下阻挡X射线辐射。随着平板显示器取代阴极射线管,锶化合物的最主要应用也发生了转变。锶铁氧体是最常见的铁氧永磁体,可用于各种设备,如冰箱磁铁、扬声器和小型电机,还有一些冷门应用也与锶有关,如夜光玩具(掺杂铕的铝酸锶)、脱敏牙膏(氯化锶)等。

    锶广泛用于生产烟火及信号弹。据1918年《化工新闻》报道,锶在英国唯一的用途是生产信号灯、照明弹及烟火。如今,仍有30%的锶化合物被用于制造各种烟火,如果你看到有紫色火焰,它们很可能会含有锶盐。

    在新的应用中,锶参与了电解锌的生产,用碳酸锶提纯锌,其纯度可达99.99%。钛酸锶用于电子计算机存储器,氯化锶可以做火箭的燃料。越来越多新的应用领域,让锶受到越来越多的关注。

    在人体中,锶也不可或缺,它的吸收方式与其同族邻近元素钙类似,主要沉积在骨骼内。人们正在研究,认为它或许能参与预防和治疗某些骨骼疾病,如骨质疏松症等。

    人们发现原生动物等辐骨虫纲的骨骼就是由天青石组成的,天青石中就含有硫酸锶。为什么硫酸锶能形成骨骼,这种特殊组成材料背后有什么演化优势,都是科学家们非常想要知道答案的问题。

    (作者系武汉市第二十中学化学教师、武汉市科学家科普团成员), http://www.100md.com(宋 丹)