Periodiek systeem/Aardalkalimetalen, toepassingen

Aardalkalimetalen, toepassingen

Beryllium

Beryllium wordt vooral voor militaire toepassingen aangewend, al is ook enig civiel gebruik. In sommige soorten half geleiders wordt het gebruikt als p-type dotering. Berylliumoxide wordt gebruikt als mechamische sterke isolator, maar goede warmte-geleider. Legeringen van beryllium wordden gebruikt als stijfheid, laag gewicht, en vormvastheid over een groot temepratuurbereik vereist zijn. Be-9 wordt gebruikt in kleine neutronbronnen. Hierin speelt de volgende reactie een rol:

${\phantom{A}}_{\phantom{4}}^{\phantom{9}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}4}^{\phantom{2}9}\mathrm{B}\mathrm{e}+{\phantom{A}}_{\phantom{2}}^{\phantom{4}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}2}^{\phantom{2}4}\mathrm{H}\mathrm{e}(\mathrm{\alpha })⟶{\phantom{A}}_{\phantom{6}}^{\phantom{12}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}6}^{\phantom{2}12}\mathrm{C}+{\phantom{A}}_{\phantom{0}}^{\phantom{1}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}0}^{\phantom{2}1}\mathrm{n}$

Dit is dezelfde reactie als die waarmee James Chadwick het neutron ontdekte. Zijn lage atomaire massa en kleine doorsnede voor neutronenvamgst, maken beryllium zeer geschikt als moderator bij kernreacties waarbij de snelheid van neutronen, ontstaan in een eerdere kernreactie, maar veel te snel, wordt gereduceerd tot een niveau waarop ze makkelijk door een atoom kunnen worden ingevangen. De nieuw ontstane atoomkern valt dan uiteen, vaak in twee grote stukken, en twee of meer snelle neutronen. De hoge prijs van beryllium en de ruime beschikbaarheid van alternatieven (water, zwaar water of grafiet hebben deze toepassing beperkt tot speciale gevallen. In lithiumtetrafluorberyllaat $(\mathrm{L}\mathrm{i}{\phantom{A}}_2[\mathrm{B}\mathrm{e}\mathrm{F}{\phantom{A}}_4])$ dat in gesmolten toestand Sjabloon:Nowrap wordt gebruikt in sommige kernreactoren is de moderatorfunctie hooguit een prettige bijkomstigheid bij het lage smeltpunt, dan het hoofddoel van de aanwezigheid van beryllium.

Magnesium

Magnesium wordt op vele manieren toegepast. Het heeft als constructiemateriaal veel voordelen boven bijvoorbeeld aluminium, maar toepassingen worden gehinderd door de grote brandbaarheid ervan. Magnesium wordt gebruikt in legeringem met aluminium, zink en mangaan om de sterkte of corrosiebesemdihjheid te verhogen. Daarnaast zijn er industriele toepassingen bij de productie van ijzer en staal en de productie van titanium uit titanium(IV)chloride.

$\mathrm{T}\mathrm{i}\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_4+2\mathrm{M}\mathrm{g}\stackrel{825{\phantom{A}}_{\phantom{}}^{\phantom{o}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}}^{\phantom{2}o}\mathrm{C}}{\to }\mathrm{T}\mathrm{i}+2\mathrm{M}\mathrm{g}\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_2$

Calcium

Metallisch calcium wordt toegepast als reducerend reagens om andere metalen, bijvoorbeeld uranium, uit hun ertsen vrij te maken. Het is een belangrijke component in legeringen, vooral die met aluminium en koper.

Calciumverbindingen spelen een rol bij de bereiding van kaas, pleisterkalk en cement.

Strontium

Strontium heeft minder toepassingen dan de lichtere aardalkali-metalen. Strontiumcarbonaat wordt gebruikt in rood vuurwerk. Strontiumverbindingen worden toegepast in de studie naar het vrijkomen van neurotransmitters uit neuronen, het neemt daarin dan de plaats in van calcium.

Radioactief Sr-90 heeft enige toepassingen in thermo-elektrische radio-isotopengeneratoren, die gebruik maken van de warmte die ontstaat tijdens het radioactieve verval.

Barium

Metallisch barium wordt gebruikt als getter in elektronenbuizen en andere vaccuumapparatuur om achtergebleven gassen te absoreren of chemisch te binden. [[w:Bariumsulfaat]|Bariumsulfaat]] heeft veel toepassingen in de olie-industrie en andere takken van nijverheid. In de medische wereld wordt een suspensie van bariumsulfaat gebruikt als contraststof bij Röntgenfoto's.

Radium

Voor radium waren, gebaseerd op zijn radio-activiteit, in het eerste deel van de 20e eeuw veel toepassingen. Lichtgevende verf was vaak op basis van radium. Nadat bleek dat degenen die de verf op bijvoorbeeld wijzerplaten aanbrachten ziek werden, is het gebruik gestaakt.

De radio-kwakzalverij heeft een groot aantal slachtoffers gemaakt door radium als positief werkend agens te promoten in drinkwater, tandpasta, en veel andere producten. Tegenwoordig wordt radium bijna niet meer toegepast, zelfs als de radio-activiteit gewenst is. Dit hangt samen met de relatief grote halfwaardetijd, waardoor veilige afvalverwerking een groot probleem is. in de brachytherapie (inwendige bestraling) wordt eerder gebruik gemaakt van bijvoorbeeld Ir-192 mert een halfwaardetijd van 74 dagen.