Estrôncio e o brilho no escuro

O estrôncio é um elemento químico do grupo 2 da tabela periódica, dos metais alcalino terrosos. É um metal prateado com brilho metálico, maleável, dúctil, que oxida em contato com o ar, com formação de óxido de estrôncio (SrO) de coloração amarela, e que reage com a água formando hidróxido de estrôncio Sr(OH)₂ com liberação de gás hidrogênio (H₂). Estrôncio metálico na forma de pó fino pode inflamar espontaneamente no ar. Em função da rápida reação quando em contato com o ar, ele deve ser mantido mergulhado em querosene para evitar a oxidação. Seu símbolo é Sr e seu número atômico é 38.

O estrôncio é um elemento que ocorre naturalmente em rochas ígneas, principalmente na estroncianita (SrCO₃) e na celestita (SrSO₄), sendo esta a principal fonte de obtenção do elemento. A obtenção do estrôncio pode ser por eletrólise do sulfato de estrôncio fundido misturado com cloreto de potássio (KCl) ou por aluminotermia, redução do óxido de estrôncio com alumínio no vácuo. Este estrôncio natural não é radioativo. Na natureza o estrôncio existe em quatro isótopos estáveis, ⁸⁴Sr (0,56% de abundância), ⁸⁶Sr (9,8% de abundância), ⁸⁷Sr (7,0% de abundância) e ⁸⁸Sr (82,6% de abundância); e em 9 isótopos radioativos (⁸⁰Sr, ⁸¹Sr, ⁸²Sr, ⁸³Sr, ⁸⁵Sr, ⁸⁹Sr,⁹⁰Sr, ⁹¹Sr e ⁹²Sr). Dentre estes, o mais perigoso é o ⁹⁰Sr, pois o tempo de meia vida é de aproximadamente 29 anos.

O estrôncio-90 se forma em reatores nucleares, tal como o de Chernobyl, em 1986, ou pela explosão de armas atômicas. O estrôncio radioativo gera partículas beta de alta energia quando decai.

O corpo humano absorve o estrôncio como se fosse cálcio. Como os dois elementos são muito similares quimicamente, a forma estável do estrôncio não apresenta riscos significativos para a saúde.

 Usos

O estrôncio tem algumas aplicações na área da saúde e na indústria. Dois compostos de estrôncio, o carbonato de estrôncio (SrCO₃) e o nitrato de estrôncio (Sr(NO₃)₂), queimam formando uma chama vermelha viva, denominada vermelho carmim, e por este motivo são usados na fabricação de fogos de artifício e sinalizadores. O carbonato de estrôncio também é usado para a fabricação de alguns tipos de vidros, e é o material base para formar a maioria dos compostos de estrôncio.

Tintas e plásticos que brilham no escuro contêm aluminato de estrôncio. Estes compostos absorvem a luz durante o dia e a liberam posteriormente de forma lenta, durante horas.

O estrôncio também é utilizado em uma liga metálica contendo 90% de estrôncio e 10% de alumínio.

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.

O estrôncio-90, que é radioativo, é absorvido pelo tecido ósseo no lugar do cálcio e pode destruir a medula óssea e causar câncer. No entanto, ele também é útil, pois é um dos melhores emissores beta de alta energia conhecidos. Atualmente o estrôncio-90 é usado como marcador radioativo na terapia do câncer. Ele também é aplicado para gerar eletricidade em veículos espaciais, estações meteorológicas remotas e boias de navegação. Também pode ser usado para medidores de espessura e para remover cargas estáticas de máquinas que manuseiam papel ou plástico.

Outros isótopos radioativos do estrôncio têm aplicações diferenciadas. O estrôncio-89 é usado no tratamento do câncer para aliviar as dores nos ossos, e o estrôncio-85 é utilizado em outras aplicações médicas.

A NASA está desenvolvendo uma tecnologia para relógios ultra precisos de estrôncio que serão utilizados em missões espaciais. O projeto se chama OASIC, que significa Relógio de Estrôncio Ion Óptico Atômico, na sigla em inglês. Essa nova tecnologia OASIC é cem vezes mais precisa que a utilizada nos atuais relógios atômicos das naves espaciais. Segundo os pesquisadores da NASA, com o novo relógio será possível ter maior precisão ao analisar as mudanças físicas que ocorrem no espaço e sincronizar melhor as informações captadas por telescópios espaciais.

O cloreto de estrôncio hexahidratado é um composto utilizado em pasta de dente para dentes sensíveis. O ranelato de estrôncio era um medicamento amplamente prescrito para pacientes com osteoporose, doença caracterizada pela perda progressiva da massa óssea. O fármaco não é mais utilizado devido a graves efeitos colaterais que provoca quando ingerido em altas doses, como doenças cardiovasculares.

Em aplicação industrial, carbonato de estrôncio (SrCO₃) 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, tem um índice de refração extremamente alto e uma dispersão óptica maior que a do diamante, propriedades de interesse em diversas aplicações ópticas. Por isso, também é usado ocasionalmente como pedra preciosa.
Outros compostos de estrôncio são utilizados na fabricação de cerâmicas, produtos de vidro, pigmentos para pintura , cromato de estrôncio (SrCrO₄) , lâmpadas fluorescentes, fosfato de estrôncio (Sr₃(PO₄)₂).

A descoberta do estrôncio

Em 1787 uma pedra incomum – a estroncianita – foi encontrada numa mina de chumbo em Strontian, na Escócia, e ganhou o nome da localidade. Pensava-se na época que era bário. O material foi analisado pelo químico irlandês Adair Crawford e por Willian Cruikshank. Adair Crawford  três anos depois publicou um estudo anunciando que aquele mineral não era bário, mas um novo elemento químico, que ele denominou de strontia. O estrôncio em si foi descoberto em 1789 por outro cientista irlandês, Thomas Charles Hope, após uma investigação mais aprofundada. Ele preparou compostos com o novo elemento e observou que a chama da vela se tornava vermelha, diferentemente do bário, que produzia uma chama esverdeada.

 Na Alemanha, na mesma época, Martin Heinrich Klaproth trabalhava com o mesmo mineral e produziu óxido e hidróxido de estrôncio. E em 1808, o químico inglês Humphry Davy, em Londres, isolou o metal macio e prateado por meio da eletrólise de uma mistura de cloreto de estrôncio (SrCl₂) e óxido de mercúrio (HgO), mesmo método que ele adotara para isolar anteriormente o sódio e o potássio. O nome do vilarejo escocês onde o estrôncio foi encontrado, Strontian, originou tanto o nome do mineral estroncianita, rico em estrôncio, quanto o do novo elemento. Strontium2, Element, Strontium4

Produção mundial

A produção mundial de estrôncio atingiu 520 mil toneladas em 2023, segundo dados do Serviço Geológico dos Estados Unidos. Os maiores produtores foram Espanha, Irã, China e México.

No Brasil, dados disponíveis no Departamento Nacional de produção Mineral de 2010 mostram que o país importou 928 toneladas de compostos de estrôncio da China e Estados Unidos. Apesar de produzir os minerais que contêm estrôncio, celestita (SrSO₄) e estroncianita (SrCO₃), o país não produz o estrôncio metálico.

Referências

STRONTIUM. Disponível em https://pubs.usgs.gov/periodicals/mcs2024/mcs2024-strontium.pdf. Acesso em 26/11/2024.

Strontium.https://www.chemeurope.com/en/encyclopedia/Strontium.html#google_vignette. Acesso em 26/11/2024.

Strontium. Disponível em https://periodic.lanl.gov/38.shtml. Acesso em 26/11/2024.

Strontium. Disponível em https://www.rsc.org/periodic-table/element/38/strontium . Acesso em 26/11/2024.

The Element Strontium. Disponível em https://education.jlab.org/itselemental/ele038.html . Acesso em 25/11/2024.

NASA. https://www.nasa.gov/technology/goddard-tech/reinventing-the-clock-nasas-new-tech-for-space-timekeeping/. Acesso em 26/11/2024.

Estrôncio e osteoporose: qual o papel desse elemento químico na mineralização dos ossos? Disponível em https://jornal.usp.br/ciencias/estroncio-e-osteoporose-qual-o-papel-desse-elemento-quimico-na-mineralizacao-dos-ossos/#:~:text=O%20estudo%2C%20realizado%20pela%20pesquisadora,ac%C3%BAmulo%20deste%20elemento%20no%20tecido. Acesso em 26/11/2024.

CDC. ToxFAQs™ for Strontium. Disponível em https://wwwn.cdc.gov/TSP/ToxFAQs/ToxFAQsDetails.aspx?faqid=655&toxid=120 . Acesso em 26/11/2024.

LEE, J.D., Química Inorgânica não tão Concisa, 3ª edição, Editora Edgard. Blücher ltda, 1999.

SHRIVER & ATKINS, Química Inorgânica: De P. W. Atkins et al., publicado em 2008 pela Bookman.

Artigo Quím. Nova 30 (4) – Ago 2007. Determinação da composição isotópica de estrôncio em águas naturais: exemplos de sua aplicação em águas subsuperficiais da zona costeira na região Bragantina-PA https://doi.org/10.1590/S0100-40422007000400012

Texto produzido pela Gerência de Relações Institucionais
do CRQ-SP e  revisado pela Profa. Márcia Guekezian, Coordenadora do curso de
Engenharia Química da Faculdade de São Bernardo do Campo – FASB