Sc – Scandium (Suomi)

Katso Scandiumin metallinormit

Kemiallinen alkuaine	Scandium	Sulamispiste ° C	1541
Kemiallinen symboli	Sc	Kiehumispiste ° C	2831
Atomiluku	21	Tiheys g / cm3	3
Atomipaino	44,95591	oksidi	Sc2O3

Ominaisuudet

Scandium on pehmeää, hopeanhohtoista, kelta-valkoista metallia ja kuuluu jaksollisen taulukon ryhmään 3, joka johtaa 10 metallin luetteloa nimeltä Ensimmäisen rivin siirtymäelementit. Skandium on maankuoren 35. yleisin alkuaine. Se tahraa ilmassa ja palaa helposti, kun se on sytytetty. Se reagoi veden kanssa muodostaen vetykaasua ja liukenee moniin happoihin. Scandium on erittäin kevyt metalli, jolla on melko korkea sulamispiste ja hyvä korroosionkestävyys. Se on myös harvinainen metalli, ei siksi, että sitä on vaikea löytää, vaan koska sitä on vaikea löytää suurina pitoisuuksina (eli malmina), ja se on levinnyt ohut ympäri maailmaa (0,0025% maankuoresta), joten kerääntyminen ja aineen puhdistaminen on kallista ja aikaa vievää. Mielenkiintoista on, että skandiumia esiintyy suurempina pitoisuuksina auringossa ja tietyissä muissa tähdissä.

Historia

Scandium on yksi niistä tekijöistä, jotka Dimitri Mendelejev ennusti suunnitellessaan jaksollista taulukkoonsa vuonna 1869. Mendelejev huomasi, että kalsiumin (40) ja titaanin (48) välillä oli atomipainoissa aukko, ja siksi hän ennusti skandiumin (44) olemassaolon. Vasta 10 vuotta myöhemmin tämän ennustuksen vahvisti Lars Frederick Nilson, joka oli tuolloin analyyttisen kemian professori Uppsalan yliopistossa, Ruotsissa. Analysoimalla mineraalia nimeltä eukseniitti, Nilson pystyi uuttamaan erbiumoksidia, josta hän sitten uuttanut ytterbiumoksidia ja muuta oksidia, jota hän ei pystynyt määrittämään. Analysoimalla näiden oksidien atomispektrin hän pystyi määrittämään, että tuntematon oksidi oli itse asiassa uuden elementin oksidi. Sitten hän totesi, että tämän uuden elementin atomipaino oli 44, ja osoitti, että sen oksidi oli muodoltaan Sc2O3. Uusi elementti nimettiin skandiumiksi, koska Nilson uskoi, että mineraali-euxeniitti, josta hän oli uuttanut skandiumia, löytyy vain Skandinaviassa. Nilson ei nähnyt uutta elementtiään puhtaassa muodossaan, koska vasta vuonna 1937 tuotettiin skandiuminäyte käyttämällä muiden metallikloridien sulaan liuotetun sulan skandiumkloridin elektrolyysiä. Skandiumin löytäminen johti jaksollisen taulukon ennustekyvyn laajaan hyväksymiseen.

Lähteet

Vaikka skandiumin resurssit ovat suhteellisen runsaat, se on hajautettu laajalti minuuttimäärinä. Skandiumin alkutuotannon uskotaan olevan vain muutama tonni vuodessa, josta noin 1% muutetaan metalliksi. Tämä luku on epämääräinen, koska kiinalaisten harvinaisten maametallien kaivoksista ei ole tarkkoja tietoja. Vaikka skandiumia ei louhita määrällisesti, rikasteissa on saatavana riittävät määrät kysynnän tyydyttämiseksi. Suurin osa skandiummetallista tulee Kazakstanin ja muiden entisten Neuvostoliiton maiden armeijavarastoista (uutettu uraanijätteistä).

Käyttötarkoitukset

Kulutus on luokkaa 5000 KG / vuosi, ja sitä käytetään tyypillisesti alumiiniseoksissa viljanjalostajana. Alkuperäinen skandium-alumiiniseosten käyttö oli nenäkartioissa Neuvostoliiton sukellusveneiden laukaisemissa ballistisissa ohjuksissa, koska se antoi ohjuksen lävistää arktisen jääkannen läpi (alhaalta) vahingoittumatta.

Tänään alumiini-skandiumseoksia käytetään enimmäkseen pieniin ilmailuteollisuuden komponentteihin ja korkealaatuisiin urheiluvälineisiin. Skandiumseokset ovat erityisen toivottavia käytettäväksi esimerkiksi baseball-lepakoissa, lacrosse-kepeissä ja polkupyörän rungoissa. Pieniä määriä skandiumia käytetään myös suuritehoisissa valoissa ja polttokennoissa sekä ampuma-aseissa.