Skandioa, elementu ikurra Sc eta 21 zenbaki atomikoa duena, erraz disolbagarria da uretan, ur beroarekin elkarreragin dezake eta erraz iluntzen da airean. Bere balentzia nagusia +3 da. Askotan gadolinio, erbio eta beste elementu batzuekin nahasten da, etekin baxuarekin eta gutxi gorabehera % 0,0005eko edukiarekin lurrazalean. Eskandioa sarritan erabiltzen da beira bereziak eta tenperatura altuko aleazio arinak egiteko.
Gaur egun, munduan eskandioaren erreserba frogatuak 2 milioi tona baino ez dira, horietatik % 90 ~ 95 Bauxita, fosforita eta burdin titanio meatzetan daude eta zati txiki bat uranio, torio, wolframio eta lur arraroetan, batez ere. Errusia, Txina, Tadjikistan, Madagaskar, Norvegia eta beste herrialde batzuetan banatuta. Txina oso aberatsa da eskandio-baliabideetan, eskandioarekin lotutako mineral erreserba handiak ditu. Osatu gabeko estatistiken arabera, Txinan eskandioaren erreserbak 600.000 tona ingurukoak dira, Bauxita eta fosforita-gordailuetan, porfiro- eta kuartzo-benetako tungsteno-gordailuetan, Txinako hegoaldeko lur arraroen gordailuak, Bayan Obo-ko lur arraroen burdin mea-gordailuetan. Barne Mongolia eta Panzhihua vanadio titanio magnetita gordailua Sichuanen.
Eskandioaren eskasia dela eta, eskandioaren prezioa ere oso altua da, eta bere gailurrean, eskandioaren prezioa urrearen prezioa 10 aldiz puztu zen. Eskandioaren prezioa jaitsi bada ere, oraindik lau aldiz urrearen prezioa da!
Historia deskubrituz
1869an, Mendeleievek kaltzioaren (40) eta titanioaren (48) artean masa atomikoaren hutsune bat nabaritu zuen, eta hemen aurkitu gabeko tarteko masa atomikoko elementu bat ere bazegoela iragarri zuen. Bere oxidoa X ₂ O Å dela iragarri zuen. Eskandioa 1879an aurkitu zuen Suediako Uppsala Unibertsitateko Lars Frederik Nilsonek. Urrezko meategi beltz arrarotik atera zuen, 8 metal oxido mota dituen mineral konplexu batetik. Atera duErbio (III) oxidoaurrezko mineral arraro beltzetik, eta lortuIterbio (III) oxidoaoxido horretatik, eta bada elementu arinagoaren beste oxido bat, zeinaren espektroak metal ezezaguna dela erakusten du. Hau da Mendeleievek iragarritako metala, zeinaren oxidoa baitaSc₂O₃. Eskandio metala bera sortu zenEskandio kloruroa1937an urtze elektrolitikoaren bidez.
Mendeleiev
Konfigurazio elektronikoa
Konfigurazio elektronikoa: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1
Eskandioa trantsizio-metal leun eta zuria da, 1541 ℃-ko urtze-puntua eta 2831 ℃-ko irakite-puntua.
Aurkikuntzaren ondoren denbora luzez, eskandioaren erabilera ez zen frogatu ekoizpenean zuen zailtasunagatik. Lur arraroen elementuak bereizteko metodoen hobekuntza gero eta handiagoarekin, eskandio konposatuak arazteko prozesu heldua dago gaur egun. Eskandioa itrioa eta lantanidoa baino alkalino gutxiago denez, hidroxidoa da ahulena; beraz, eskandioa duen lur arraroen elementu nahastutako minerala lur arraroen elementutik bereiziko da "pausoko prezipitazio" metodoaren bidez, eskandio (III) hidroxidoa amoniakoarekin tratatzen denean. soluziora transferitzen ari da. Beste metodoa eskandio nitratoa nitratoaren deskonposizio polarraren bidez bereiztea da. Eskandio nitratoa deskonposatzeko errazena denez, eskandioa bereiz daiteke. Horrez gain, uranio, torio, wolframio, eztainu eta beste mineral-gordailuetatik datorren eskandioa berreskuratzea ere eskandio iturri garrantzitsua da.
Eskandio konposatu hutsa lortu ondoren, ScCl Å bihurtzen da eta KCl eta LiCl-ekin batera urtzen da. Zink urtua elektrolisirako katodo gisa erabiltzen da, eta eskandioa zink elektrodoan hauspeatzen du. Ondoren, zinka lurrundu egiten da eskandio metalikoa lortzeko. Zilarrezko metal zuri arina da, propietate kimiko oso aktiboak dituena, ur beroarekin erreakziona dezakeena hidrogeno gasa sortzeko. Beraz, irudian ikusten duzun metalezko eskandioa botila batean itxita dago eta argon gasarekin babestuta dago, bestela eskandioak azkar oxido geruza horia edo gris iluna osatuko du, bere distira metaliko distiratsua galduz.
Aplikazioak
Argiztapen industria
Eskandioaren erabilerak oso norabide distiratsuetan kontzentratzen dira, eta ez da gehiegizkoa Argiaren Semea deitzea. Eskandioaren lehen arma magikoa eskandio sodio lanpara deitzen da, milaka etxetara argia ekartzeko erabil daitekeena. Halogenuro metalikoa da Argi elektrikoa: bonbilla Sodio ioduroz eta Eskandio triioduroz betetzen da, eta eskandio eta sodio papera gehitzen dira aldi berean. Tentsio handiko deskargan, eskandio ioiak eta sodio ioiak, hurrenez hurren, igorpenaren uhin-luzera bereizgarriko argia igortzen dute. Sodioaren espektro-lerroak 589,0 eta 589,6 nm-koak dira, bi argi hori famatuak, eta eskandio-lerroak, berriz, 361,3 ~ 424,7 nm-koak dira, ia ultramorearen eta argi urdinaren igorpenen serie bat. Elkarren osagarri direnez, sortzen den argi-kolore orokorra argi zuria da. Hain zuzen ere, eskandio-sodio-lanparek eraginkortasun argitsua, argi kolore ona, energia aurreztea, bizitza luzea eta lainoa hausteko gaitasun handia duten ezaugarriak dituztelako oso erabili daitezke telebista-kameretan, plazak, kirol-aretoak eta errepideetako argiztapenerako. eta hirugarren belaunaldiko argi iturri gisa ezagutzen dira. Txinan, lanpara mota hau teknologia berri gisa sustatzen ari da pixkanaka, eta herrialde garatu batzuetan, berriz, lanpara mota hau 1980ko hamarkadaren hasieran asko erabiltzen zen.
Eskandioaren bigarren arma magikoa eguzki-zelula fotovoltaikoak dira, lurrean sakabanatuta dagoen argia bildu eta elektrizitate bihur dezakete giza gizartea gidatzeko. Eskandioa metalezko isolatzaile erdieroaleen siliziozko eguzki-zeluletan eta eguzki-zeluletan hesi metalik onena da.
Bere hirugarren arma magikoa γ izpi-iturria deitzen da, arma magiko honek bere kabuz distiratsu egin dezake, baina argi mota hau ezin da begi hutsez jaso, energia handiko fotoi-fluxua da. Normalean 45Sc ateratzen dugu mineraletatik, hau da eskandioaren isotopo natural bakarra. 45Sc nukleo bakoitzak 21 protoi eta 24 neutroi ditu. 46Sc, isotopo erradioaktibo artifiziala, γ Erradiazio-iturri gisa edo atomo trazatzaileak ere erabil daitezke tumore gaiztoen erradioterapiarako. Itrio galio eskandio granate laser bezalako aplikazioak ere badaude,Eskandio fluoruroabeira infragorria Zuntz optikoa, eta eskandio estalitako izpi katodiko hodiak telebistan. Badirudi eskandioa distirarekin jaio dela.
Aleazioen industria
Eskandioa bere oinarrizko forman oso erabilia izan da aluminio-aleazioak dopatzeko. Aluminioari eskandio-milaren batzuk gehitzen zaizkion bitartean, Al3Sc fase berri bat sortuko da, aluminio-aleazioan Metamorfismo-eginkizuna izango duena eta aleazioaren egitura eta propietateak nabarmen aldatuko dituena. 0,2% ~% 0,4 Sc gehitzeak (hau da etxean barazki frijituak irabiatzeko gatza gehitzearen proportzioaren antzekoa, pixka bat besterik ez da behar) aleazioaren birkristalizazio-tenperatura 150-200 ℃ handitu daiteke eta nabarmen hobetu. - Tenperatura-indarra, egitura-egonkortasuna, soldadura-errendimendua eta korrosioarekiko erresistentzia. Era berean, tenperatura altuetan epe luzeko lanetan gertatzen den hauskortasun-fenomenoa saihestu daiteke. Erresistentzia handiko eta gogortasun handiko aluminiozko aleazioak, korrosioarekiko erresistentzia handiko aluminiozko soldagarrizko aleazio berriak, tenperatura altuko aluminiozko aleazio berriak, indar handiko neutroien irradiazioarekiko erresistenteak diren aluminiozko aleazio berriak, etab., garapen-aukera oso erakargarriak dituzte aeroespazialean, hegazkinean, itsasontzietan, erreaktore nuklearrak, ibilgailu arinak eta abiadura handiko trenak.
Eskandioa ere burdinaren aldatzaile bikaina da, eta eskandio kopuru txiki batek burdinurtuaren indarra eta gogortasuna nabarmen hobetu ditzake. Horrez gain, eskandioa tenperatura altuko wolframio eta kromo aleazioetarako gehigarri gisa ere erabil daiteke. Jakina, besteentzako ezkontza arropa egiteaz gain, eskandioak urtze-puntu altua du eta bere dentsitatea aluminioaren antzekoa da, eta fusio-puntu altuko aleazio arinetan ere erabiltzen da, hala nola eskandio titanio aleazio eta eskandio magnesio aleazio gisa. Hala ere, bere prezio altua dela eta, oro har, goi-mailako fabrikazio-industrietan bakarrik erabiltzen da, hala nola, espazio-annezka eta koheteetan.
Zeramikazko materiala
Eskandioa, substantzia bakarra, aleazioetan erabiltzen da orokorrean, eta bere oxidoek zeramikazko materialetan paper garrantzitsua betetzen dute antzera. Zirkonia tetragonaleko zeramikazko materialak, oxido solidoko erregai-pilen elektrodo-material gisa erabil daitekeena, propietate paregabea du, non elektrolito honen eroankortasuna handitzen den tenperatura eta oxigeno-kontzentrazioa handitu ahala ingurunean. Hala ere, material zeramika honen kristal-egitura bera ezin da egonkor egon eta ez du balio industrialik; Egitura hori finka dezaketen substantzia batzuk dopatzea beharrezkoa da jatorrizko propietateak mantentzeko. Eskandio oxidoaren % 6 ~ 10 gehitzea hormigoizko egitura bat bezalakoa da, zirkonia sare karratu batean egonkortu ahal izateko.
Ingeniaritza zeramikazko materialak ere badaude, hala nola, erresistentzia handiko eta tenperatura altuko erresistentea den silizio nitruroa dentsifikatzaile eta egonkortzaile gisa.
dentsifikatzaile gisa,Eskandio oxidoaPartikula finen ertzean Sc2Si2O7 fase erregogorra sor dezake, eta horrela ingeniaritza zeramikaren tenperatura altuko deformazioa murrizten da. Beste oxido batzuekin alderatuta, hobeto hobetu ditzake silizio nitruroaren tenperatura altuko propietate mekanikoak.
Kimika katalitikoa
Ingeniaritza kimikoan, eskandioa maiz erabiltzen da katalizatzaile gisa, eta Sc2O3 etanolaren edo isopropanolaren deshidratazio eta desoxidaziorako, azido azetikoaren deskonposiziorako eta CO eta H2tik etilenoa ekoizteko erabil daiteke. Sc2O3 duen Pt Al katalizatzailea petrolio astunaren hidrogenazioaren arazketa eta fintze prozesuetarako katalizatzaile garrantzitsua da industria petrokimikoan. Cumene bezalako cracking katalitikoko erreakzioetan, Sc-Y zeolita katalizatzailearen jarduera Aluminio silikatoaren katalizatzailearena baino 1000 aldiz handiagoa da; Katalizatzaile tradizionalekin alderatuta, eskandio katalizatzaileen garapen-aukerak oso argiak izango dira.
Energia nuklearraren industria
Tenperatura handiko erreaktoreen erregai nuklearrean Sc2O3 kantitate txiki bat gehitzeak UO2-ra U3O8 bihurtzeak eragindako sarearen eraldaketa, bolumena handitzea eta pitzadura ekidin ditzake.
Erregai-pila
Era berean, % 2,5 eta % 25 eskandio gehitzeak nikel-alkalino-pilei beren bizitza iraupena handituko du.
Nekazaritzako hazkuntza
Nekazaritzan, artoa, erremolatxa, ilarra, garia eta ekilorea bezalako haziak Scandium sulfatoarekin trata daitezke (kontzentrazioa, oro har, 10-3~10-8mol/L da, landare ezberdinek desberdinak izango dituzte) eta ernetzea sustatzeko benetako eragina. lortu da. 8 ordu igaro ondoren, sustraien eta begien pisu lehorra % 37 eta % 78 handitu zen, plantulekin alderatuta, baina mekanismoa oraindik aztertzen ari da.
Nielsenek masa atomikoaren datuen zorraren arretatik gaur egunera arte, eskandioa ehun edo hogei urte baino ez da jendearen ikuskeran sartu, baina ia ehun urtez egon da bankuan. Joan den mendearen amaieran materialen zientziaren garapen indartsua izan arte ez zion bizitasuna ekarri. Gaur egun, lur arraroen elementuak, eskandioa barne, izar bero bihurtu dira materialen zientzian, milaka sistemetan etengabeko rolak betetzen dituztenak, egunero erosotasun gehiago ekarriz gure bizitzari eta neurtzeko are zailagoa den balio ekonomikoa sortuz.
Argitalpenaren ordua: 2023-06-29