Estrôncio (Sr)

O estrôncio, símbolo Sr e número atômico 38, é um metal alcalino-terroso, de coloração acinzentada, cujo comportamento químico se assemelha aos demais elementos do grupo 2. Apesar de ser um dos elementos mais presentes na crosta terrestre, são poucos os minérios de estrôncio conhecidos.

Em décadas anteriores, havia grande demanda por estrôncio, pois era aplicado em tubos de raios catódicos das clássicas televisões coloridas de tubo. Contudo, a tomada pelos modelos mais modernos de tela plana diminuíram substancialmente a demanda por esse metal. Hoje, seu maior uso está na pirotecnia, por conta da chama vermelha característica produzida quando queimado.

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Tópicos deste artigo

• 1 - Resumo sobre estrôncio
• 2 - Propriedades do estrôncio
• 3 - Características do estrôncio
• 4 - Obtenção do estrôncio
• 5 - Aplicações do estrôncio
• 6 - Precauções com o estrôncio
• 7 - História do estrôncio
• 8 - Exercícios resolvidos sobre o estrôncio

Resumo sobre estrôncio

• É um metal alcalino-terroso de coloração acinzentada.

• Em sua forma metálica, é maleável, dúctil e bastante frágil.

• Seu comportamento químico, por vezes, lembra o metal alcalino sódio, Na.

• Apesar de ser o 15º elemento mais abundante, poucos minérios de estrôncio são conhecidos.

• Seus principais minérios são a celestita e a estroncianita.

• Boa parte do estrôncio é empregado na fabricação de fogos de artifício.

• O estrôncio teve grande utilidade na fabricação de televisões de tubo.

• Assemelha-se ao cálcio no corpo humano, depositando-se nos ossos.

Propriedades do estrôncio

• Símbolo: Sr.

• Número atômico: 38.

• Massa atômica: 87,62 u.m.a.

• Ponto de fusão: 767 °C.

• Ponto de ebulição: 1384 °C.

• Distribuição eletrônica: [Kr] 5s².

• Eletronegatividade: 0,95.

• Série química: metal alcalino-terroso, grupo 2, elemento representativo, bloco s.

Características do estrôncio

O estrôncio é um metal alcalino-terroso de coloração acinzentada, maleável, dúctil e bastante frágil. Em contato com o ar, a superfície brilhante do estrôncio metálico fica manchada rapidamente.

O comportamento químico do estrôncio se assemelha ao metal alcalino sódio, Na, embora seja um pouco menos reativo. Por exemplo, o estrôncio reage com água e ácidos, formando gás H₂, como mostra a reação a seguir.

Sr (s) + H₂O (l) → SrO (s) + H₂ (g)

Outro ponto de semelhança com o sódio está na dissolução em amônia, NH₃, líquida, que gera uma solução azul.

Quando aquecido, assim como os demais elementos do grupo 2, o estrôncio é capaz de reagir com os gases oxigênio e nitrogênio, além de enxofre (S₈) e halogênios, como mostrado a seguir.

2 Sr + O₂ → 2 SrO

3 Sr + N₂ → Sr₃N₂

8 Sr + S₈ → 8 SrS

Sr + X₂ → SrX₂ X = F, Cl, Br, I

Contudo, assim como o cálcio e o bário, diferencia-se de dois metais alcalino-terrosos mais leves, berílio e magnésio, na reação com gás hidrogênio, H₂. Enquanto os metais alcalino-terrosos mais pesados (Ca, Sr e Ba) reagem, mediante aquecimento, com H₂ para formar um hidreto (como, por exemplo, SrH₂), o magnésio e o berílio necessitam de outras condições experimentais para tal.

Obtenção do estrôncio

Por mais que o estrôncio seja um dos elementos mais abundantes da crosta terrestre, ficando na 15ª posição, com cerca de 340 ppm, poucos minérios de estrôncio são conhecidos. Os mais comuns são a celestita (SrSO₄) e a estroncianita (SrCO₃). Os principais produtores desse metal são:

• Espanha (86 mil toneladas em 2020);

• China (50 mil toneladas em 2020);

• México (38 mil toneladas em 2020);

• Irã (35 mil toneladas em 2020).

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Aplicações do estrôncio

Atualmente, cerca de 30% do estrôncio produzido é direcionado para uso em pirotecnia. Isso porque este metal apresenta uma chama vermelha de coloração muito característica, descrita como carmesim, escarlate ou carmim.

Em aplicação industrial, carbonato de estrôncio é sinterizado (pulverizado e aquecido) com óxido de ferro para formar ímãs de ferrite (ou cerâmica), usados em ímãs de geladeira, alto-falantes e pequenos motores elétricos. O titanato de estrôncio, SrTiO₃, é usado como simulador do diamante, enquanto o cloreto de estrôncio, SrCl₂, é usado em cremes dentais para dentes sensíveis.

Pode-se dizer que a demanda por estrôncio no mercado variou muito com o passar dos anos. Isso porque o SrO, óxido de estrôncio, era utilizado nos tubos de raios catódicos das antigas televisões de tubo. Sua finalidade era bloquear as emissões de raios X no vidro frontal sem comprometer a transparência. Contudo, a chegada das televisões de tela plana praticamente extinguiu a utilização de estrôncio nas TVs. Atualmente, apenas uma pequena amostra de carbonato de estrôncio, SrCO₃, é utilizada nesses aparelhos.

Precauções com o estrôncio

No corpo humano, o estrôncio é absorvido de forma semelhante ao cálcio, seu vizinho do grupo 2, sendo, na maior parte das vezes, depositado nos ossos. Isso torna o estrôncio bastante inócuo, sendo que foi estudada, inclusive, a possibilidade da utilização de estrôncio na prevenção e tratamento de doenças ósseas, como a osteoporose.

Contudo, essa similaridade com o cálcio torna seu isótopo radioativo de maior meia-vida (⁹⁰Sr), produzido em reatores nucleares e na fissão do urânio, um perigoso agente causador de câncer nos ossos. Porém, em quantidades controladas, esse isótopo, em conjunto com o isótopo ⁸⁹Sr, pode ser utilizado em radioterapia óssea.

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História do estrôncio

O nome estrôncio faz referência à vila escocesa de Strontian (Sròn an t-Sìthein), sendo então o único elemento nomeado a partir de uma localidade do Reino Unido. Em 1790, o norte-irlandês Adair Crawford percebeu que minérios extraídos das minas de chumbo de Strontian, os quais eram vendidos como “baritas aeradas”, tinham, na verdade, propriedades diferentes dos minérios de bário conhecidos até então.

Isso foi confirmado pelos químicos Friedrich Gabriel Sulzer, em 1791, e Thomas Charles Hope, em 1793, que nomearam o mineral como estroncianita (do inglês strontianite) e estroncita (do inglês strontite), respectivamente.

Já o estrôncio foi isolado pela primeira vez por Humphry Davy, em 1808, a partir de uma técnica de eletrólise utilizada por Jacob Berzelius e Magnuns Martin af Pontin para produzir cálcio.

Davy utilizou o método para isolar quatro metais alcalino-terrosos, os quais nomeou como bário, estrôncio, cálcio e mágnio (hoje conhecido como magnésio).

Exercícios resolvidos sobre o estrôncio

Questão 1

(Enem 2019) A poluição radioativa compreende mais de 200 nuclídeos, sendo que, do ponto de vista de impacto ambiental, destacam-se o césio-137 e o estrôncio-90. A maior contribuição de radionuclídeos antropogênicos no meio marinho ocorreu durante as décadas de 1950 e 1960, como resultado dos testes nucleares realizados na atmosfera. O estrôncio-90 pode se acumular nos organismos vivos e em cadeias alimentares e, em razão de sua semelhança química, pode participar no equilíbrio com carbonato e substituir o cálcio em diversos processos biológicos.

FIGUEIRA, R. C. L.; CUNHA, I. I. L. A contaminação dos oceanos porradionuclídeos antropogênicos. Química Nova, n. 21, 1998 (adaptado).

Ao entrar numa cadeia alimentar da qual o homem faz parte, em qual tecido do organismo humano o estrôncio-90 será acumulado predominantemente?

a) Cartilaginoso.

b) Sanguíneo.

c) Muscular.

d) Nervoso.

e) Ósseo.

Resposta

Uma vez que o estrôncio-90 possui semelhança química com o cálcio em diversos processos biológicos, o mesmo pode substituí-lo na composição dos ossos, o tecido com maior teor de cálcio que temos no corpo humano. Por isso, o gabarito é o da letra E.

Questão 2

(Unesp 2014)

Água coletada em Fukushima em 2013 revela radioatividade recorde

A empresa responsável pela operação da usina nuclear de Fukushima, Tokyo Electric Power (Tepco), informou que as amostras de água coletadas na central em julho de 2013 continham um nível recorde de radioatividade, cinco vezes maior que o detectado originalmente. A Tepco explicou que uma nova medição revelou que o líquido, coletado de um poço de observação entre os reatores 1 e 2 da fábrica, continha nível recorde do isótopo radioativo estrôncio-90.

(www.folha.uol.com.br. Adaptado.)

O estrôncio, por apresentar comportamento químico semelhante ao do cálcio, pode substituir este nos dentes e nos ossos dos seres humanos. No caso do isótopo Sr-90, radioativo, essa substituição pode ser prejudicial à saúde. Considere os números atômicos do Sr = 38 e do Ca = 20. É correto afirmar que a semelhança de comportamento químico entre o cálcio e o estrôncio ocorre porque

a) apresentam aproximadamente o mesmo raio atômico e, por isso, podem ser facilmente intercambiáveis na formação de compostos.

b) apresentam o mesmo número de elétrons e, por isso, podem ser facilmente intercambiáveis na formação de compostos.

c) ocupam o mesmo grupo da Classificação Periódica, logo têm o mesmo número de elétrons na camada de valência e formam cátions com a mesma carga.

d) estão localizados no mesmo período da Classificação Periódica.

e) são dois metais representativos e, por isso, apresentam as mesmas propriedades químicas.

Resposta

Cálcio e estrôncio fazem parte do mesmo grupo da classificação periódica, possuindo semelhança química, consequência de possuírem o mesmo número de elétrons na camada de valência e formarem cátions de mesma carga. Assim, o gabarito é o da letra C.

A letra A está incorreta, pois ambos não possuem raios atômicos próximos, uma vez que são de períodos diferentes. O raio do estrôncio é significativamente maior que do cálcio.

A letra B está incorreta, pois ambos não apresentam o mesmo número de elétrons.

A letra D está incorreta, pois ambos não estão no mesmo período da classificação periódica, mas sim no mesmo grupo.

A letra E está incorreta, pois apesar de serem metais representativos, isso não garante que ambos apresentem as mesmas propriedades químicas.

 

Por Stéfano Araújo Novais
Professor de Química