Pierwiastki ziem rzadkich |Skand (Sc)

W 1879 r. szwedzcy profesorowie chemii LF Nilson (1840-1899) i PT Cleve (1840-1905) mniej więcej w tym samym czasie odkryli nowy pierwiastek w rzadkich minerałach gadolinicie i rudze czarnego rzadkiego złota.Nazwali ten element „Skand", który był przewidywanym przez Mendelejewa pierwiastkiem „boropodobnym”. Ich odkrycie po raz kolejny dowodzi słuszności okresowego prawa pierwiastków i przewidywania Mendelejewa.

W porównaniu z pierwiastkami lantanowców skand ma bardzo mały promień jonowy, a zasadowość wodorotlenku jest również bardzo słaba.Dlatego też, gdy skand i pierwiastki ziem rzadkich są mieszane razem, są one traktowane amoniakiem (lub bardzo rozcieńczonymi zasadami), a skand wytrąca się jako pierwszy.Dlatego można go łatwo oddzielić od pierwiastków ziem rzadkich metodą „stopniowego wytrącania”.Inną metodą jest wykorzystanie polarnego rozkładu azotanów do separacji, ponieważ azotan skandu jest najłatwiejszy do rozkładu, aby osiągnąć cel separacji.

Skand metaliczny można otrzymać przez elektrolizę.Podczas rafinacji skanduScCl3, KCl i LiCl są wspólnie topione, a stopiony cynk służy jako katoda do elektrolizy w celu wytrącenia skandu na elektrodzie cynkowej.Następnie cynk odparowuje się, otrzymując skand metaliczny.Ponadto skand można łatwo odzyskać podczas przetwarzania rudy w celu wytworzenia pierwiastków uranu, toru i lantanowców.Ważnym źródłem skandu jest również kompleksowe odzyskiwanie towarzyszącego skandu z kopalni wolframu i cyny.Skand występuje głównie w postaci trójwartościowej w związkach i łatwo ulega utlenieniuSc2O3w powietrzu, tracąc metaliczny połysk i zmieniając kolor na ciemnoszary.Skand może reagować z gorącą wodą, uwalniając wodór i jest łatwo rozpuszczalny w kwasach, co czyni go silnym środkiem redukującym.Tlenki i wodorotlenki skandu wykazują jedynie zasadowość, ale ich popiół solny prawie nie ulega hydrolizie.Chlorek skandu jest białym kryształem, który jest łatwo rozpuszczalny w wodzie i może rozpływać się w powietrzu.Jego główne zastosowania są następujące.

(1) W przemyśle metalurgicznym skand jest często używany do produkcji stopów (dodatków do stopów) w celu poprawy ich wytrzymałości, twardości, odporności cieplnej i wydajności.Na przykład dodanie niewielkiej ilości skandu do roztopionego żelaza może znacznie poprawić właściwości żeliwa, natomiast dodanie niewielkiej ilości skandu do aluminium może poprawić jego wytrzymałość i odporność cieplną.

(2) W przemyśle elektronicznym skand może być stosowany jako różne urządzenia półprzewodnikowe, na przykład zastosowanie siarczynu skandu w półprzewodnikach, co przyciąga uwagę zarówno w kraju, jak i za granicą.Ferryty zawierające skand mają również obiecujące zastosowania w komputerowych rdzeniach magnetycznych.

(3) W przemyśle chemicznym związki skandu stosuje się jako wydajne katalizatory odwodornienia i odwodnienia alkoholu przy produkcji etylenu oraz produkcji chloru ze odpadowego kwasu solnego.

(4) W przemyśle szklarskim można wytwarzać specjalne szkło zawierające skand.

(5) W branży elektrycznych źródeł światła lampy sodowe skandowe wykonane ze skandu i sodu mają tę zaletę, że charakteryzują się wysoką wydajnością i pozytywną barwą światła.

Skand występuje w przyrodzie w postaci 15Sc, istnieje również 9 radioaktywnych izotopów skandu, a mianowicie 40-44Sc i 16-49Sc.Wśród nich 46Sc był używany jako znacznik w dziedzinach chemicznych, metalurgicznych i oceanograficznych.W medycynie prowadzone są także badania za granicą, w których wykorzystuje się 46Sc w leczeniu nowotworów.