Feiten Over Scandium

{h1}

Feiten, gebruiken en eigenschappen van het element scandium.

Scandium is een zilverachtig metaal dat zacht is en een dichtheid heeft van ongeveer drie keer dat van water. Scandium is een overgangsmetaal en wordt ook beschouwd als een zeldzaam aardelement vanwege vergelijkbare chemische eigenschappen (zoals problemen bij het extraheren en scheiden van andere elementen) en het bestaan ​​in dezelfde ertsen, volgens Chemicool.

Scandium is de 31st meest voorkomende element op aarde, volgens Periodiek Systeem, met ongeveer 22 delen per miljoen gewichtsaandeel in aardkorst, volgens Chemicool.

Scandium is dun verspreid en is gevonden in meer dan 800 mineralen. Binnen deze mineralen wordt scandium gevonden in zijn oxidevorm (Sc2O3, ook bekend als scandia of scandiumoxide), volgens Scandium Mining. Er zijn veel commerciële toepassingen voor scandium, hoewel de kosten van scandium doorgaans hoog zijn - enkele duizenden dollars per kilogram voor scandiumoxide en tot een paar honderdduizend dollar per kilogram voor zuiver scandium, volgens Chemistry Explained.

Gewoon de feiten

  • Atoomnummer (aantal protonen in de kern): 21
  • Atoomsymbool (op het periodiek systeem der elementen): Sc
  • Atoomgewicht (gemiddelde massa van het atoom): 44.9559
  • Dichtheid: 1.734 ounce per kubieke inch (3,0 gram per kubieke cm)
  • Fase bij kamertemperatuur: vast
  • Smeltpunt: 2,804 graden Fahrenheit (1.540 graden Celsius)
  • Kookpunt: 5.126 F (2.830 C)
  • Aantal natuurlijke isotopen (atomen van hetzelfde element met een verschillend aantal neutronen): 1. Er zijn ook 13 kunstmatige isotopen gemaakt in een laboratorium.
  • Meest voorkomende isotopen: Sc-45 (100 procent natuurlijke overvloed)

Geschiedenis

De Russische chemicus Dmitri Mendelejev, de uitvinder van het periodiek systeem, voorspelde het bestaan ​​en de eigenschappen van scandium (dat hij "ekaboron" noemde - vergelijkbaar met boor) in 1869, volgens de New World Encyclopedia. Lars Fredrick Nilson, een Zweedse chemicus, ontdekte het element in 1879 toen het de spectra van de mineralen euxeniet en gadoliniet onderzocht. Het element was genoemd naar het Latijnse woord voor Scandinavië, "Scandia", vanwege de mineralen waarin scandium zich bevond tijd gevonden om alleen in het Scandinavische schiereiland te bestaan, volgens Peter van der Krogt, een Nederlandse historicus. Per Teodor Cleve, een Zweedse scheikundige, legde de link vast dat het nieuwe element dat door Nilson werd ontdekt hetzelfde was als het voorgestelde element beschreven door Mendelejev.

Bij de eerste poging om scandium te isoleren, verwerkten Nilson en zijn team 10 kilogram euxeniet en konden ze ongeveer twee gram scandiumoxide produceren. Volgens de New World Encyclopedia werd metallic scandium pas in 1937 voor het eerst geproduceerd door Werner Fischer, Karl Brünger en Hans Grienseisen, Duitse chemici. In 1960 werd 99 procent zuiver scandium geproduceerd.

Wie weet?

  • Scandium oxideert wanneer het wordt blootgesteld aan lucht en de kleur ervan zal worden getint met geel of roze als gevolg van de vorming van scandiumoxide op het oppervlak, volgens de Encyclopedia Britannica.
  • Scandium is overvloediger op de maan (volgens ScandiumFacts) en de zon (volgens het Los Alamos National Laboratory) dan op aarde. En op aarde heeft het scandium de neiging om dun over het oppervlak te worden verspreid in plaats van geconcentreerd op een bepaalde locatie.
  • Volgens Mineral Education Coalition wordt scandium voornamelijk gewonnen in China, Kazachstan, Madagaskar, Noorwegen en Rusland met een goede deal die afkomstig is uit voorraden uit de Koude Oorlog in de voormalige Sovjet-Unie (volgens New World Encyclopedia).
  • Volgens Encyclopedia wordt de totale hoeveelheid scandium geproduceerd in de Verenigde Staten beschouwd als een "bedrijfsgeheim in de industrie" en wordt niet aangekondigd.
  • Volgens Lenntech speelt scandium geen rol in de biologie, en de gemiddelde persoon neemt minder dan 0,1 microgram per dag op zonder bekende gezondheidseffecten.
  • Volgens Scandium.org hebben scandium-aluminiumlegeringen verbeterde sterkte, verbeterde weerstand tegen herkristallisatie, verminderde korrelgrootte en verbeterde weerstand tegen heet kraken ten opzichte van conventionele legeringen met zelfs slechts 0,5 procent van de legering die scandium is.
  • Scandium wordt voornamelijk gebruikt voor het maken van hoge intensiteit verlichting en kwikdamplampen (hoofdzakelijk gebruikt voor fotografie en televisie / film). Scandium produceert licht dat erg lijkt op natuurlijk zonlicht, volgens Chemicool. Volgens David Darling, een Britse astronoom en schrijver, wordt scandium ook gebruikt in alkalinebatterijen, als katalysator (als scandiumoxide) en voor het verbeteren van kieming van plantenzaden (als scandiumsulfaat).
  • De U.S. Geological Survey meldt dat de hoogste toepassingen van scandium in 2015 waren in vaste oxide brandstofcellen en aluminium-scandiumlegeringen met kleinere hoeveelheden scandium gebruikt in keramiek, elektronica, lasers en radioactieve isotopen.
  • Scandium wordt ook gebruikt in legeringen voor het maken van speciale sportuitrusting, waaronder fietsframes en honkbalknuppels, volgens Chemistry Explained. De voordelen van het gebruik van scandiumlegeringen ten opzichte van conventionele legeringen voor sportuitrusting zijn verhoogde sterkte, lichter gewicht en een weerstand tegen corrosie.
  • Een studie uit 2003 van Zaki Ahmad, een ingenieur uit Saoedi-Arabië, gepubliceerd in het Journal of the Minerals, Metals, en Materials Society beschrijft enkele toepassingen van scandium-versterkt aluminium, inclusief die hierboven beschreven, evenals ruimtevaarttoepassingen (bulkheads, hitteschilden, wielen, brandstof- en uitlaatsystemen, en meer), auto- en luchttransporten (wielen, bumpers, frames, zuigers, airbagflessen) en worden gebruikt in zoute wateromgevingen zoals in ontziltingsinstallaties en in bootmotoren.
  • Volgens Ahmad werden de eerste toepassingen van scandium-aluminiumlegeringen voornamelijk aangewakkerd door het Sovjetleger. De legeringen werden voornamelijk gebruikt op de MIG 29-jagers en op raketten vanwege hun voordelen ten opzichte van de meest voorkomende legeringen op dat moment (voornamelijk aluminium-magnesium en aluminium-lithium).
  • Volgens de Royal Society of Chemistry wordt radioactief isotoop scandium-46 gebruikt in olieraffinage als een tracer om de oliebeweging te controleren en in ondergrondse leidingen om lekkages te detecteren.
  • Volgens Mineral Education Coalition komt waterstofgas vrij tijdens een reactie wanneer water over scandium stroomt als gevolg van een reactie met de zuurstof in het water.
  • Volgens New World Encyclopedia geven scandiumverontreinigingen de blauwe kleur aan de variëteit aan beryl, bekend als de aquamarijn edelsteen.

Huidig ​​onderzoek

Het merendeel van het onderzoek met scandium is het gebruik van scandiumlegeringen, vooral met aluminium. De meeste van deze studies bespreken de voordelen van het combineren van scandium met andere metalen en waar legeringen voor zullen worden gebruikt. Er zijn nieuwe methoden voor het werken met de legeringen, zoals een patent dat in 1997 werd ingediend door William Tack, een Amerikaanse uitvinder, en doorlopende onderzoeken naar het herstellen van scandium uit verschillende bronnen, zoals deze studie door Weiwei Wang et al., Een groep van Australiërs onderzoekers, gepubliceerd in 2010 in Elsevier in de sectie Hydrometallurgie.

Het patent van Tack beschrijft een methode voor het gebruik van aluminium-scandiumlegeringen om structuren zoals fietsframes te assembleren door middel van lassen. De gebruikte legeringen bevatten verschillende hoeveelheden scandium samen met andere "vulstoffen" waaronder silicium, mangaan, magnesium, zirkonium, titanium en koper om de beste combinatie van materialen voor verschillende structuren te bepalen met behulp van de lastechniek van de auteur.

De studie van 2010 beschreef verschillende processen voor het herstel van scandium uit verschillende bronnen. Scandium wordt voornamelijk teruggewonnen als een bijproduct van mijnbouw andere ertsen zoals uranium, aluminium, titanium, zirkonium en andere zeldzame aarde ertsen. Verschillende technieken worden gebruikt om het scandium in de overgebleven ertsen te winnen, waaronder uitloging, oplosmiddelextractie, precipitatie en calcinatie.

Een proefschriftstudie, gepubliceerd in 2016 door Claire Parker, een student oceanische wetenschappen in Californië, bespreekt het belang van scandium in de oceaan. Sporenmetalen zijn essentiële micronutriënten in de gezondheid van de oceaanomgeving, en hoewel ijzer de meest bestudeerde is, is scandium een ​​van de minst bestudeerde sporenelementen die in de oceaan voorkomen. Er zijn geen bekende biologische rollen voor scandium. Daarom zou volgens de auteur het in de oceaan opgeloste scandium verband kunnen houden met de niet-voedingsstofkant van de oceanische ijzeren cyclus.

Gebaseerd op verschillende onderzoeken en besproken in het proefschrift, hebben opgelost scandium en ijzer in de oceaan vergelijkbare verdelingen, concentraties en reactiviteit (op basis van een vergelijkbare anorganische verbinding). De auteur concludeert dat het bestuderen van zowel ijzer als scandium en hun eigenschappen in de oceaan 'nieuwe inzichten kunnen verschaffen in fysieke, chemische en biologische processen die in de oceaan plaatsvinden'.

Extra middelen

  • Scandium feiten
  • Mineralen onderwijscoalitie
  • De eigenschappen en toepassing van Scandium-versterkt aluminium
  • Royal Society of Chemistry

Video Supplement: Suspense: Lonely Road / Out of Control / Post Mortem.




WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com