في الكيمياء إن مركب كربونات السترونشيوم عبارة عن مركب غير عضوي يمتلك الصيغة الكيميائية التالية: (SrCO3)، وهو موجود في الطبيعة على صورة معدن السترونتيانيت، كما يتكون هذا المركب من عنصر السترونشيوم وأيون الكربونات ويمكن تطبيقه في مجموعة متنوعة من الصناعات، وفي الوقت الحاضر فإنه يتم استخدام كربونات السترونشيوم بشكل شائع كملون غير مكلف في الألعاب النارية لأن السترونشيوم وأملاحه تنتج لهب قراءة قرمزي.
خصائص كربونات السترونشيوم
- إن كربونات السترونشيوم لها صيغة (SrCO3) وتمتلك الوزن الجزيئي 147.6326 جم لكل مول، كما توجد كربونات السترونشيوم في الطبيعة كمعدن “سترونتيانيت”، ويأتي اسم سترونتيانيت من موقع مشهور للمعادن سترونتيان في اسكتلندا، والسترونتيانيت هو كربونات السترونشيوم كما هو موجود بشكل طبيعي، حيث إنه يظهر على شكل بلورات بيضاء أو رمادية قليلاً معينية مع معامل انكسار يبلغ 1.518، النظام البلوري معيني مع مجموعة الفضاء (Pmcn).
- تحتوي كربونات السترونشيوم على شكل ثابت واحد فقط (هيكل من نوع الأراجونيت) ولا تؤثر درجة حرارة الترسيب على الشكل البلوري وذلك على عكس كربونات الكالسيوم أو المغنيسيوم، حيث إن كربونات السترونشيوم عبارة عن مسحوق أبيض حليبي يتدفق بحرية، وهو غير قابل للذوبان أكثر بقليل (Ksol = 10-8.8) من كربونات الكالسيوم (Ksol = 10-8.07)، لذلك لا ينبغي أن يكون مفاجئًا أنه في ظل الظروف المناسبة يمكن أن يترسب (+Sr2) بواسطة كربونات حيوية المنشأ.
- كربونات السترونشيوم عبارة عن بلورات بيضاء لتقويم العظام، تمتلك كثافة 3.5 جم لكل سم مكعب، وهي غير قابلة للذوبان في الماء، ولكنها قابلة للذوبان في الأحماض المخففة مع تحرير ثاني أكسيد الكربون، كما يستخدم هذا المركب في الألعاب النارية والفريت السيراميك، كما أنها يستخدم في صنع زجاج قزحي الألوان لأنابيب التلفزيون الملونة، وله استخدامات أخرى في تكرير السكر وتحضير أملاح السترونشيوم الأخرى سنذكرها لاحقا.
- إن مركب كربونات السترونشيوم عبارة عن مادة صلبة بيضاء تتحلل عند درجة حرارة مقدارها 1340 درجة مئوية، حيث إنها تظهر بشكل طبيعي مثل معدن السترونتيانيت ويتم تحضيرها صناعيًا من خلال عملية غليان السيليستين (وهو عبارة عن كبريتات السترونشيوم) مع كربونات الأمونيوم، وكما مكن أيضًا تحضيرها عن طريق تمرير ثاني أكسيد الكربون فوق أكسيد السترونتيوم أو هيدروكسيد أو عن طريق تمرير الغاز عبر محلول ملح السترونشيوم، وهو عبارة عن فوسفور يستخدم لطلاء زجاج شاشات الأشعة المهبطية ويستخدم أيضًا في تكرير السكر ولتوفير لهب أحمر في الألعاب النارية.
- إن معدن السترونتيانيت عبارة عن شكل معدني من مادة كربونات السترونشيوم (SrCO3)، وتتميز هذه المادة بتطبيقاتها الواسعة والمختلفة حيث أنها تستخدم في عملية تصنيع الفريت السترونشيوم للمغناطيس الدائم الذي يتم استخدامه في مكبرات الصوت ومغناطيس الأبواب، كما ومن الممكن استخدام كربونات السترونتيوم من أجل إنتاج العديد من مركبات السترونشيوم المختلفة عن طريق إذابتها ببساطة في الحمض المقابل، علما أنه لم يتم عزل بيكربونات السترونشيوم.
استخدامات كربونات السترونشيوم
- يفضل أن يتم استخدام مادة كربونات السترونشيوم بشكل عام في الألعاب النارية مقارنة بأملاح السترونشيوم الأخرى؛ وذلك نظرًا لتكلفتها غير المكلفة وخصائصها غير المضغوطة وقدرتها على تحييد الحمض، حيث إنه من الممكن أن يتم استخدامها أيضًا كمشعل للطرق ومن أجل عملية تحضير الزجاج المتقزح اللون والدهانات المضيئة بالإضافة إلى مركب أكسيد السترونشيوم أو أملاح السترونشيوم وفي تكرير السكر وبعض الأدوية.
- يوصى أيضًا بمادة كربونات السترونشيوم كبديل للباريوم من أجل عمليات إنتاج طلاء لامع، إلى جانب ذلك فإنه تشمل تطبيقات كربونات السترونشيوم في صناعة السيراميك، حيث أنه يعمل كمكون في الزجاج وفي المنتجات الكهربائية أيضا، حيث يتم استخدامه من أجل إنتاج حديد السترونشيوم لإنتاج مغناطيس دائم لمكبرات الصوت ومغناطيس الأبواب، كما يستخدم كربونات السترونتيوم أيضًا في تصنيع بعض الموصلات الفائقة مثل (BSCCO) وكذلك للمواد ذات الإضاءة الكهربائية.
- يستخدم المركب كربونات السترونشيوم في الألعاب النارية وحديد السيراميك، كما أنه يستخدم في صنع زجاج قزحي الألوان لأنابيب التلفزيون الملونة، وفي عمليات تكرير السكر وتحضير أملاح السترونشيوم الأخرى، أما عن الاستخدام الأكثر شيوعًا فهو تلوين الألعاب النارية غير المكلف، إذ أنه ينبعث من السترونشيوم وأملاحه لون أحمر لامع في اللهب، كما أن مقدرتها على معادلة الحامض مفيدة بشكل كبير في الألعاب النارية، وهناك تطبيق آخر مماثل في مشاعل الطريق.
- تستخدم كربونات السترونشيوم للتطبيقات الإلكترونية، حيث أنه يتم استخدام هذا المركب من أجل عملية تصنيع أنابيب زجاجية ملونة لامتصاص الأشعة السينية الناتجة عن قصف أشعة الكاثود على العلبة الزجاجية لمسدس أشعة الكاثود، في وتحضير الزجاج المتقزح اللامع ويستخدم على نطاق واسع في صناعة السيراميك كمكون في الزجاج، كما أنه يعمل كتدفق ويقوم أيضًا بتعديل لون أكاسيد معدنية معينة.
- تستخدم مادة كربونات السترونشيوم في عملية تحضير الزجاج القزحي وفي صناعة الدهانات المضيئة، وفي تحضير مركب (SrO) أو أملاح السترونشيوم المختلفة، كما وأن لها دورا مهما في عمليات تكرير السكر وبعض الأدوية، ويتم استخدام كربونات السترونشيوم من أجل عملية تصنيع (CTV) من أجل عملية امتصاص الإلكترونات الناتجة عن الكاثود، كما ويستخدم (SrCO3) في صناعة الزجاج المقاوم للإشعاع وأنابيب الصور التلفزيونية، فضلاً عن الألعاب النارية.
تحضير كربونات السترونشيوم
- تحدث مادة كربونات السترونشيوم في الطبيعة على شكل سترونتيانيت، ومن الممكن استخراجها من رواسبها، ومع ذلك فإنها عادة ما تكون مصنوعة من معدن السيليستيت، حيث أنه يندمج السيليستيت مع مادة كربونات الصوديوم عند درجات حرارة مرتفعة أو يغلي بمحلول كربونات الأمونيوم كما في المعادلات الكيميائية التالية:
SrSO4 + Na2CO3 → SrCO3 + Na2SO4
SrSO4 + (NH4) 2CO3 → SrCO3 + 2NH3 + CO2 + H2O
- إن كربونات السترونشيوم غير قابلة للذوبان في الماء، حيث يترسب من خليط المنتج في التفاعل الثاني، وإذا انصهرت مع كربونات الصوديوم، فإنه يتم ترشيح خليط المنتج بالماء، كما تنفصل الكربونات غير القابلة للذوبان عن كبريتات الصوديوم القابلة للذوبان في الماء.
- لذا فإنه من الممكن تلخيص طرق الإنتاج لمادة كربونات السترونشيوم المكونة كالتالي: (1) عن طريق تفاعل محلول ملح السترونشيوم ومحلول كربونات الصوديوم أو محلول البيكربونات (2) عن طريق تفاعل محلول هيدروكسيد السترونشيوم وثاني أكسيد الكربون.
- حيث أنه تتحلل كربونات السترونشيوم عند 1200 درجة مئوية (2192 درجة فهرنهايت) من أجل تكوين أكسيد السترونشيوم وثاني أكسيد الكربون وتذوب بفائض ثاني أكسيد الكربون مكونة محلول بيكربونات السترونشيوم (Sr(HCO3)2)، كما يتم تحضير كربونات السترونشيوم في الطبيعة على شكل سترونتيانيت ويمكن استخراجه من رواسبه، وكربونات السترونشيوم غير قابلة للذوبان في الماء، ويتم استخدامها في الغالب في عمليات إنتاج أملاح السترونشيوم الأخرى.
