Óxido de estroncio: propiedades, estructura, usos y riesgos.
El óxido de estroncio, cuya fórmula química es SrO (no confundir con el peróxido de estroncio, que es SrO2), es el producto de la reacción oxidativa entre este metal y el oxígeno presente en el aire a temperatura ambiente: 2Sr(s) + O2(g) → 2SrO(s).
Un trozo de estroncio arde en contacto con el aire como consecuencia de su alta reactividad, y como tiene una configuración electrónica del tipo ns2, cede fácilmente sus dos electrones de valencia, en especial a la molécula diatómica del oxígeno.
Si el área superficial del metal es aumentada pulverizándolo hasta tenerlo como un polvo finamente dividido, la reacción ocurre de forma inmediata, e incluso ardiendo con una intensa llama rojiza. El estroncio, metal que participa en esta reacción, es un metal del grupo 2 de la tabla periódica.
Este grupo está constituido por los elementos conocidos como alcalinotérreos. El primero de los elementos que lidera el grupo es el berilio, seguido por el magnesio, el calcio, el estroncio, el bario, y por último, el radio. Estos elementos son de naturaleza metálica y, como regla nemotécnica para recordarlos, se puede usar la expresión: “Sr. Becambara”.
El “Sr” al que alude la expresión no es otro más que el metal estroncio (Sr), elemento químico muy reactivo que naturalmente no se encuentra en su forma pura, sino combinado con otros elementos del ambiente o de su entorno para dar origen a sus sales, nitruros y óxidos.
Por este motivo, los minerales y el óxido de estroncio son los compuestos en los que se encuentra el estroncio en la naturaleza.
Índice del artículo
- 1 Propiedades físicas y químicas del óxido de estroncio
- 2 Estructura química
- 3 Tipo de enlace
- 4 Aplicaciones
- 5 Riesgos para la salud
- 6 Referencias
El óxido de estroncio es un compuesto sólido de color blanco, poroso e inodoro y, dependiendo de su tratamiento físico, puede encontrarse en el mercado como polvo fino, como cristales o como nanopartículas.
Su peso molecular es de 103,619 g/mol y tiene un alto índice de refracción. Tiene puntos de fusión (2531 ºC) y de ebullición (3200 ºC) altos, lo que se traduce en fuertes interacciones de enlace entre el estroncio y el oxígeno. Este alto punto de fusión lo convierte en un material térmicamente estable.
Es un óxido altamente básico; esto quiere decir que reacciona a temperatura ambiente con el agua para formar hidróxido de estroncio (Sr(OH)2):
SrO(s) + H2O(l) → Sr(OH)2
También reacciona o retiene humedad, característica esencial de los compuestos higroscópicos. Por lo tanto, el óxido de estroncio tiene una alta reactividad con el agua.
En otros solventes —por ejemplo, los alcoholes como el etanol de la farmacia o el metanol— es ligeramente soluble; mientras que en solventes como la acetona, el éter o el diclorometano, es insoluble.
¿Por qué esto es así? Porque los óxidos metálicos —y aún más aquellos formados a partir de los metales alcalinotérreos—, son compuestos polares y por eso interaccionan en mejor grado con los solventes polares.
No solo puede reaccionar con el agua, sino además con el dióxido de carbono, produciendo carbonato de estroncio:
SrO(s) + CO2(g) → SrCO3(s)
Reacciona con los ácidos —como por ejemplo, el ácido fosfórico diluido— para producir la sal fosfato de estroncio y agua:
3SrO(s) + 2 H3PO4(dil) → Sr3(PO4)2(s) + 3H2O(g)
Estas reacciones son exotérmicas, razón por la cual el agua producida se evapora por las altas temperaturas.
La estructura química de un compuesto explica cómo es la disposición de sus átomos en el espacio. En el caso del óxido de estroncio, presenta una estructura cristalina tipo sal gema, la misma de la sal de mesa o el cloruro de sodio (NaCl).
A diferencia del NaCl, sal monovalente —es decir, con cationes y aniones de una magnitud de carga (+1 para el Na y -1 para el Cl)—, el SrO es divalente, con cargas de 2+ para el Sr, y de -2 para el O (O2-, anión óxido).
En esta estructura cada ion O2- (de color rojo) está rodeado de otros seis iones óxidos voluminosos, alojando en sus intersticios octaédricos resultantes los iones Sr2+ (de color verde), más pequeños. Este empaque o arreglo se conoce con el nombre de celda unitaria cúbica centrada en las caras (ccc).
La fórmula química del óxido de estroncio es SrO, pero no explica absolutamente la estructura química ni el tipo de enlace existente.
En el apartado anterior se mencionó que presenta una estructura tipo sal gema; es decir, una estructura cristalina muy común para muchas sales.
Por lo tanto, el tipo de enlace es predominantemente iónico, lo cual aclararía por qué este óxido tiene altos puntos de fusión y de ebullición.
Como el enlace es iónico, son las interacciones electrostáticas las que mantienen unidos los átomos de estroncio y oxígeno: Sr2+ O2-.
Si este enlace fuera covalente, el compuesto pudiera representarse con enlaces en su estructura de Lewis (omitiendo los pares de electrones del oxígeno no compartidos).
Las propiedades físicas de un compuesto son esenciales para predecir cuáles serían sus potenciales aplicaciones en la industria; por lo tanto, estas son un reflejo macro de sus propiedades químicas.
El óxido de estroncio, gracias a su alta estabilidad térmica, encuentra muchas aplicaciones en las industrias de cerámicas, vidrios y ópticas.
Su uso en estas industrias está principalmente destinado a sustituir el plomo y ser un aditivo que confiera mejores colores y viscosidades a la materia prima de los productos.
¿Cuáles productos? La lista no tendría fin, porque en cualquiera de estos que disponga de vidrios, esmaltes, cerámicas o cristales en alguna de sus piezas, el óxido de estroncio podrá ser de utilidad.
Como es un sólido muy poroso puede intercalar partículas más pequeñas, y así proporcionar un abanico de posibilidades en la formulación de materiales, tan ligeros como para ser considerados por la industria aeroespacial.
Esa misma porosidad le permite tener potenciales usos como catalizador (acelerador de reacciones químicas) y como intercambiador de calor.
El óxido de estroncio también sirve como fuente de producción de estroncio puro con fines electrónicos, gracias a la capacidad de este metal de absorber rayos X; y para la preparación industrial de su hidróxido, Sr(OH)2, y su peróxido, SrO2.
Es un compuesto corrosivo, por lo que puede causar quemaduras con simple contacto físico en cualquier parte del cuerpo. Es muy sensible a la humedad y debe ser almacenado en espacios secos y fríos.
Las sales producto de la reacción de este óxido con distintos ácidos se comportan en el organismo al igual que como las sales de calcio, y son almacenadas o expulsadas por mecanismos similares.
Por los momentos, el óxido de estroncio por sí mismo no representa mayores riesgos para la salud.
- American Elements. (1998-2018). American Elements. Recuperado de americanelements.com
- Shiver & Atkins. (2008). Inorganic Chemistry. En The structures of simple solids (Fourth ed., pág. 84). Mc Graw Hill.
- ATSDR. Recuperado de ATSDR: atsdr.cdc.gov
- Clark, J. (2009). chemguide. Recuperado de chemguide.co.uk
- Tiwary, R., Narayan, S., & Pandey, O. (2007). Preparation of strontium oxide from celestite:A review. Materials Science, 201-211.