A Scandium ezüstös fém, amely puha és a víz sűrűségének körülbelül háromszorosa. A skandium átmenetifém, és a Chemicool szerint hasonló kémiai tulajdonságai miatt (például nehéz kivonni és elválasztani más elemektől) és ugyanazokban az ércekben létezik.
A periódusos rendszer szerint a skandium a 31. leggyakoribb elem a Földön, a Chemicool adatai szerint a Föld kérgében kb. 22 millió ppm tömeges bőség.
A szkandium szétszóródott vékonyan és több mint 800 ásványban található meg. A Scandium Mining szerint ezekben az ásványi anyagokban a skandium oxid formájában található meg (Sc2O3, más néven scandia vagy skandium-oxid). A scandium számos kereskedelmi felhasználása létezik, annak ellenére, hogy a a skandium általában magas – kilogrammban több ezer dollár a skandium-oxid esetében, és akár néhány száz ezer dollár kilogrammonként a tiszta szkandium esetében – áll a Chemistry Explained szerint.
Csak a tények
- Atomszám (protonok száma a magban): 21
- Atomi szimbólum (az elemek periódusos rendszerén): Sc
- Atomsúly (az atom átlagos tömege): 44,9559
- Sűrűség: 1,734 uncia per köbcentiméter (3,0 gramm / köbméter)
- Fázis szobahőmérsékleten: szilárd
- Olvadáspont: 2804 Fahrenheit fok (1540 Celsius fok)
- Forráspont: 5126 F (2830 C)
- A természetes izotópok száma (ugyanazon elem atomjai eltérő neutronszámmal): 1. A laboratóriumban 13 mesterséges izotóp is létrejött.
- A leggyakoribb izotópok: Sc-45 (a természetes bőség 100 százaléka)
Történelem
Dmitrij Mendelejev orosz vegyész, a periódusos rendszer feltalálója megjósolta a skandium (amelyet ő nevezett) létezését és tulajdonságait “ekaboron” – hasonlóan a bórhoz) 1869-ben az Új Világ Enciklopédia szerint. Lars Fredrick Nilson svéd vegyész az euxenit és a gadolinit ásványi anyagainak spektrumát vizsgálva 1879-ben fedezte fel az elemet. Az elemet Skandináviának a “Scandia” latin szónak nevezték el az ásványi anyagok miatt, amelyekben a skandium volt. Peter van der Krogt holland történész szerint az idő csak a Skandináv-félszigeten létezik. Per Teodor Cleve, svéd vegyész arra hivatkozott, hogy a Nilson által felfedezett új elem megegyezik a Mendelejev által leírt javaslattal.
A skandium izolálásának első kísérletében Nilson és csapata 10 kilogramm euxenit és körülbelül két gramm skandium-oxidot tudtak előállítani. Az Új Világ Enciklopédia szerint a fémszkandiumot 1937-ig nem először állították elő Werner Fischer, Karl Brünger és Hans Grienseisen német vegyészek. 1960-ban 99 százalékban tiszta skandiumot állítottak elő.
Ki tudta?
- A skandium levegő hatására oxidálódik, és színe sárga vagy rózsaszínű lesz, a skandium-oxid képződése miatt a felszínen. Encyclopedia Britannica.
- A szkandium a Holdon (a ScandiumFacts szerint) és a napon (a Los Alamos Nemzeti Laboratórium szerint) nagyobb mennyiségben fordul elő, mint a Földön. És a Földön a skandium általában vékonyan terjed nem pedig bizonyos területekre koncentrálódik.
- Az Minerals Education Coalition szerint a skandiumot elsősorban Kínában, Kazahsztánban, Madagaszkáron, Norvégiában és Oroszországban bányásszák, jóval a korábbi háború idején felhalmozott készletekből. Szovjetunió (az New World Encyclopedia szerint).
- Ency szerint clopedia, az Egyesült Államokban termelt skandium teljes mennyiségét “az ipar üzleti titkának” tekintik, és nem jelentik be.
- Lenntech szerint a skandiumnak nincs szerepe a biológiában, és az átlagember kevesebb, mint 0,1 mikrogramm naponta, nincs ismert egészségügyi hatása.
- A Scandium.org szerint a skandium-alumínium ötvözetek szilárdsága javult, javult az átkristályosodási ellenállása, csökkent a szemcsemérete, és jobban ellenáll a forró repedéseknek. hagyományos ötvözetek, amelyeknek az ötvözet akár 0,5 százaléka is skandium.
- A szkandiumot elsősorban nagy intenzitású világítás és higanygőz-lámpák létrehozására használják (főleg fényképezéshez, televízióhoz / filmekhez). nagyon hasonlít a természetes napfényre a Chemicool szerint. David Darling, brit csillagász és író szerint a szkandiumot alkáli elemekben is használják, katalizátorként (szkandium-oxidként) és a növényi magvak csírázásának javítására (szkandium-szulfátként).
- az Egyesült ÁllamokA Geológiai Felmérés jelentése szerint 2015-ben a szkandiumot a szilárd oxid tüzelőanyag-cellákban és az alumínium-szkandium ötvözetekben használták a legkisebb mennyiségű szkandiummal, amelyet kerámiában, elektronikában, lézerekben és radioaktív izotópokban használtak.
- Szkandiumot is használnak ötvözetekben speciális sportfelszerelések gyártására, beleértve a kerékpár vázakat és a baseball ütőket is – írja a Chemistry Explained. A skandiumötvözeteknek a hagyományos ötvözetekkel szembeni előnyei a sportfelszereléseknél a megnövekedett szilárdság, a könnyebb súly és a korrózióval szembeni ellenállás.
- Zaki Ahmad, egy szaúdi mérnök 2003-ban készített tanulmánya, a Journal of az Ásványok, Fémek és Anyagok Társasága leírta a skandiummal megerősített alumínium néhány alkalmazását, beleértve a fentiekben leírtakat, valamint az űrhajózási alkalmazásokat (ömlesztett fejek, hővédő pajzsok, kerekek, üzemanyag- és kipufogórendszerek és még sok más), autóipari és légi szállításokat (kerekek) , lökhárítók, vázak, dugattyúk, légzsák-tartályok), és használhatók sós vizekben, például sótalanító üzemekben és csónakmotorokban.
- Ahmad szerint a skandium-alumínium ötvözetek első alkalmazási területei elsősorban a szovjet hadsereg táplálja. Az ötvözeteket főleg a MIG 29 vadászgépeken és a rakétákban használták, mivel előnyeik voltak az akkori leggyakoribb ötvözetekkel (elsősorban alumínium-magnézium és alumínium-lítium) szemben.
- A Royal Society of Chemistry szerint , a radioaktív szkandium-46 izotópot az olajfinomításban nyomjelzőként használják az olaj mozgásának nyomon követésére és a földalatti csövekben a szivárgások észlelésére.
- A Minerals Education Coalition szerint hidrogéngáz szabadul fel egy reakció során, amikor víz folyik. a vízben lévő oxigénnel való reakció miatt a skandium felett.
- Az Új Világ Enciklopédia szerint a skandium szennyeződések a kék színt adják az akvamarin drágakőnek nevezett berill változatának.
Jelenlegi kutatás
A skandiumot érintő kutatások többsége a skandiumötvözetek, különösen alumíniummal történő felhasználása. Ezen tanulmányok többsége megvitatja a skandium más fémekkel való kombinálásának előnyeit és azt, hogy milyen ötvözeteket használnak fel. Új módszerek vannak az ötvözetekkel való munkában, például egy William Tack amerikai feltaláló által 1997-ben benyújtott szabadalom és a különböző forrásokból származó skandium visszaszerzésének folytatása, például Weiwei Wang és munkatársai, az ausztrálok csoportjának tanulmánya. kutatók, 2010-ben az Elsevier-ben, a Hidrometallurgia szekcióban.
A Tack szabadalma leírta az alumínium-szkandium ötvözetek felhasználásának módszerét olyan szerkezetek összeállításához, mint a kerékpár vázai hegesztéssel. Az alkalmazott ötvözetek különféle mennyiségű skandiumot tartalmaztak más “töltőanyagokkal”, beleértve a szilíciumot is , mangán, magnézium, cirkónium, titán és réz a különböző szerkezetekhez szükséges anyagok legjobb kombinációjának meghatározásához a szerző hegesztési technikájával.
A 2010-es tanulmány számos eljárást írt le a skandium több forrásból történő kinyerésére. . A skandiumot elsősorban más ércek, például urán, alumínium, titán, cirkónium és más ritkaföldfém-ércek bányászatának melléktermékeként nyerik ki. Különböző technikákat alkalmaznak a maradék ércek skandiumának visszaszerzésére, ideértve a kimosódást, az oldószeres extrakciót, a kicsapást és a kalcinálást.
Egy 2016-ban publikált disszertációs tanulmány, amelyet Claire Parker, egy kaliforniai óceántudomány hallgatója ismertet, a skandium fontossága az óceánban. A nyomfémek elengedhetetlen mikroelemek az óceán környezetében, és bár a vasat tanulmányozzák a legjobban, a skandium az egyik legkevésbé tanulmányozott nyomelem, amely megtalálható az óceánban. A skandiumnak nincsenek ismert biológiai szerepei. Ezért a szerző szerint az óceánban oldott skandium az óceáni vasciklus nem tápanyag-oldalához kapcsolódhat.
Több tanulmány alapján és a disszertációban tárgyaltak szerint az óceánban oldott skandium és vas eloszlása, koncentrációja és reakcióképessége hasonló (hasonló hasonlóság alapján) szervetlen vegyület). A szerző arra a következtetésre jut, hogy mind a vas, mind a szkandium és azok óceánon belüli tulajdonságainak vizsgálata “új betekintést nyújthat az óceánban lejátszódó fizikai, kémiai és biológiai folyamatokba”.