Дано:
- Твердая фаза: Ca5(PO4)3OH (гидроксиапатит)
- Ионы, участвующие в замещении: Sr^2+ (стронций) и Ca^2+ (кальций)
Найти:
Причины замещения ионов стронция на ионы кальция в гидроксиапатите и опасность радионуклида стронция-90.
Решение:
1. Замещение ионов стронция на ионы кальция:
Ионы стронция (Sr^2+) могут замещать ионы кальция (Ca^2+) в кристаллической решетке гидроксиапатита, поскольку ионы Sr^2+ имеют схожий размер и заряд с Ca^2+. Радиусы ионов:
- Радиус Ca^2+ ≈ 0,1 нм
- Радиус Sr^2+ ≈ 0,12 нм
За счет размера и заряда, ионы Sr^2+ могут эффективно займеть позиции Ca^2+ в структуре.
2. Опасность стронция-90:
Стронций-90 – это радионуклид, который образуется при ядерных реакциях, например, в процессе деления ядер урана и плутония. Он является радиоактивным, имея период полураспада около 28,8 лет и распадается с выделением β-излучения.
Основные из-за опасности:
- Стронций-90 ведет себя в организме как кальций и может замещать кальций в костях, что приводит к накоплению в костной ткани.
- β-излучение, производимое стронцием-90, может вызывать повреждение клеток, мутации, а также рак, особенно в костном мозге, повышая риск лейкемии.
Ответ:
Замещение ионов стронция на ионы кальция в гидроксиапатите происходит из-за схожести их радиусов и зарядов. Стронций-90 опасен из-за своего β-излучения и способности накапливаться в костях, что может приводить к клеточным повреждениям и раку.