Carbonate de Strontium
Le Carbonate de Strontium (SrCO3) est le sel carbonate de strontium, qui se présente sous la forme d'une poudre blanche ou grise.
On le trouve dans la nature sous forme de strontianite minérale.
Nom IUPAC : Carbonate de strontium
Synonymes : sel de strontium de l'acide carbonique, strontianite
Numéro CAS : 1633-05-2
Numéro CE : 216-643-7
Formule de Hill : CO₃Sr
Propriétés chimiques
Le Carbonate de Strontium est une poudre blanche, inodore et insipide.
C'est un carbonate, une base faible, et donc réactive avec les acides.
Il est par ailleurs stable et sûr à utiliser. Il est pratiquement insoluble dans l'eau (0,0001 g pour 100 ml).
La solubilité augmente considérablement jusqu'à 0,1 g pour 100 ml si l'eau est saturée de dioxyde de carbone.
Propriétés
Formule chimique : SrCO3
Masse molaire : 147,63 g·mol−1
Aspect : Poudre blanche
Odeur : Inodore
Densité : 3,5 g/cm3
Point de fusion : 1 494 °C (2 721 °F ; 1 767 K) (se décompose)
solubilité dans l'eau
0,0011 g/100 ml (18 °C)
0,065 g/100 ml (100 °C)
Produit de solubilité (Ksp) : 5,6×10−10
Solubilité dans d'autres solvants : Soluble dans le chlorure d'ammonium
Légèrement soluble dans l'ammoniaque
Susceptibilité magnétique (χ) : −47,0·10−6 cm3/mol
Indice de réfraction (nD) : 1,518
Le Carbonate de Strontium (SrCO3), produit commercialement à partir du sulfate de strontium (SrSO4) contenu dans les minerais de célestite, est l'une des matières premières les plus essentielles pour la production d'autres composés du strontium et est largement utilisé dans diverses applications industrielles.
Le Carbonate de Strontium a deux applications principales : comme additif dans la production de tubes de télévision couleur et comme constituant dans la production d'aimants permanents en ferrite céramique.
D'autres applications incluent la fabrication de zinc, de verre, de pièces pyrotechniques, de peintures, de séchoirs et de strontium métallique.
La consommation de carbonate de strontium a doublé (U.S. Geological Survey, 2021) de 2008 à 2018.
En raison de l’expansion rapide du marché des véhicules électriques, cette croissance de la demande devrait se poursuivre.
Le Carbonate de Strontium est utilisé pour produire des aimants en ferrite, utilisés dans divers appareils électroniques tels que les moteurs, les haut-parleurs et les générateurs.
De plus, le Carbonate de Strontium est utilisé comme ingrédient dans des produits chimiques spéciaux et des pigments dans des industries telles que les peintures et les revêtements.
Préparation
En plus d'être un minéral naturel, le carbonate de strontium est préparé synthétiquement selon l'un des deux procédés suivants.
Les deux processus commencent par de la célestine naturelle, une forme minérale de sulfate de strontium (SrSO4).
Dans le procédé « cendre noire », la célésite est grillée avec du coke à 1 100-1 300 °C pour former du sulfure de strontium.
Le sulfate est réduit, laissant le sulfure :
SrSO4 + 2C → SrS + 2CO2
Un mélange de sulfure de strontium avec du dioxyde de carbone ou du carbonate de sodium forme alors un précipité de carbonate de strontium.
SrS + H2O + CO2 → SrCO3 + H2S
SrS + Na2CO3 → SrCO3 + Na2S
Dans la méthode de « conversion directe » ou de double décomposition, un mélange de célésite et de carbonate de sodium est traité avec de la vapeur pour former du carbonate de strontium avec des quantités substantielles d'autres solides non dissous.
Ce matériau est mélangé à de l'acide chlorhydrique, qui dissout le carbonate de strontium pour former une solution de chlorure de strontium.
Comme dans le procédé à la cendre noire, du dioxyde de carbone ou du carbonate de sodium est utilisé pour reprécipiter le carbonate de strontium.
Les usages
L'acide nitrique réagit avec le carbonate de strontium pour former du nitrate de strontium.
L'utilisation la plus courante est celle d'un colorant peu coûteux dans les feux d'artifice.
Le strontium et ses sels émettent une couleur rouge brillante en flamme. Contrairement aux autres sels de strontium, le sel carbonate est généralement préféré en raison de son coût et du fait qu'il n'est pas hygroscopique. Sa capacité à neutraliser l’acide est également bénéfique en pyrotechnie.
Une autre application similaire concerne les fusées éclairantes.
Le carbonate de strontium est utilisé pour les applications électroniques.
Il est utilisé dans la fabrication de récepteurs de télévision couleur pour absorber les électrons issus de la cathode.
Il est utilisé pour préparer du verre irisé, de la peinture lumineuse, de l'oxyde de strontium et des sels de strontium, ainsi que pour raffiner le sucre et certains médicaments.
Il est largement utilisé dans l’industrie céramique comme ingrédient dans les émaux.
Il agit comme un flux et modifie la couleur de certains oxydes métalliques.
Il possède certaines propriétés similaires à celles du carbonate de baryum.
Il est également utilisé pour fabriquer des ferrites de strontium pour aimants permanents, utilisés dans les haut-parleurs et les aimants de porte.
Le carbonate de strontium fabrique également des supraconducteurs tels que le BSCCO et des matériaux électroluminescents.
Il est d'abord calciné en SrO puis mélangé avec du soufre pour former SrS:x, où x est généralement l'europium.
Il s'agit du phosphore « bleu/vert » sensible à la fréquence et passe du vert citron au bleu.
D’autres dopants, tels que le gallium ou l’yttrium, peuvent également être utilisés pour obtenir une lueur jaune/orange.
En raison de son statut de base de Lewis faible, le carbonate de strontium peut produire de nombreux composés de strontium différents en utilisant simplement l'acide correspondant.
Précipitation microbienne
Les cyanobactéries Calothrix, Synechococcus et Gloeocapsa peuvent précipiter la calcite strontienne dans les eaux souterraines.
