Sc – Scandium
Zie metaalnormen voor Scandium
| Chemisch element | Scandium | Smeltpunt ° C | 1541 |
| Chemisch symbool | Sc | Kookpunt ° C | 2831 |
| Atoomnummer | 21 | Dichtheid g / cm3 | 3 |
| Atoomgewicht | 44.95591 | Oxide | Sc2O3 |
Eigenschappen
Scandium is een zacht, zilverachtig, geelwit metaal en maakt deel uit van Groep 3 van het Periodiek Systeem, aan de top van een lijst van 10 metalen die de eerste rij overgangselementen worden genoemd. Scandium is het 35e meest voorkomende element in de aardkorst. Het verkleurt in de lucht en brandt gemakkelijk nadat het is aangestoken. Het reageert met water om waterstofgas te vormen en zal in veel zuren oplossen. Scandium is een zeer lichtgewicht metaal met een vrij hoog smeltpunt en een goede corrosiebestendigheid. Het is ook een zeldzaam metaal, niet omdat het moeilijk te vinden is, maar omdat het moeilijk te vinden is in een grote concentratie (dwz een erts), en dun verspreid is over de wereld (0,0025% van de aardkorst), en het zuiveren van de stof is duur en tijdrovend. Interessant is dat scandium in grotere concentraties in de zon en bepaalde andere sterren wordt aangetroffen.
Geschiedenis
Scandium is een van de elementen die Dimitri Mendelejev voorspelde bij het ontwerpen van zijn periodiek systeem in 1869. Mendelejev merkte op dat er een verschil in atoomgewichten was tussen calcium (40) en titanium (48) en hij voorspelde daarom het bestaan van scandium (44). Pas 10 jaar later werd deze voorspelling bevestigd door Lars Frederick Nilson, die op dat moment hoogleraar Analytische Chemie was aan de Universiteit van Uppsala, Zweden. Tijdens het analyseren van een mineraal genaamd euxeniet, was Nilson in staat om erbiumoxide te extraheren, waaruit hij vervolgens ytterbiumoxide en een ander oxide extraheerde dat hij niet kon bepalen. Door het atomaire spectrum van deze oxiden te analyseren, kon hij vaststellen dat het onbekende oxide in feite het oxide van een nieuw element was. Hij stelde vervolgens vast dat dit nieuwe element een atoomgewicht van 44 had en toonde aan dat zijn oxide de vorm Sc2O3 had. Het nieuwe element heette scandium, omdat Nilson geloofde dat het mineraal euxeniet waaruit hij scandium had gewonnen alleen in Scandinavië werd gevonden. Nilson heeft zijn nieuwe element niet in zijn pure vorm kunnen aanschouwen, want pas in 1937 werd een scandiummonster geproduceerd door middel van elektrolyse van gesmolten scandiumchloride opgelost in een smelt van andere metaalchloriden. De ontdekking van scandium leidde tot brede acceptatie van de voorspellende kracht van het periodiek systeem.
Bronnen
Hoewel de bronnen van scandium relatief overvloedig zijn, is het wijdverspreid in minuscule hoeveelheden. Aangenomen wordt dat de wereldwijde primaire productie van scandium in de orde van grootte van enkele tonnen per jaar ligt, waarvan ongeveer 1% wordt omgezet in metaal. Dit cijfer is vaag vanwege het gebrek aan nauwkeurige gegevens van Chinese zeldzame-aardmijnen. Hoewel scandium niet in hoeveelheid wordt gewonnen, zijn er voldoende hoeveelheden beschikbaar in residuen om aan de vraag te voldoen. Het grootste deel van het scandiummetaal is afkomstig van de militaire voorraden (gewonnen uit uraniumafval) in Kazachstan en andere voormalige Sovjetlanden.
Gebruik
Het verbruik ligt in de orde van grootte van 5.000 kg / jaar, en wordt typisch gebruikt in aluminiumlegeringen als korrelverfijner. Het oorspronkelijke gebruik van scandium-aluminiumlegeringen was in neuskegels voor onderzeeër gelanceerde ballistische raketten van de Sovjet-Unie, omdat het de raket toestond door de poolijskap te dringen (van onderaf) zonder enige schade op te lopen.
Vandaag de dag, aluminium-scandium-legeringen worden meestal gebruikt voor kleine onderdelen van de lucht- en ruimtevaartindustrie en voor hoogwaardige sportartikelen. Scandium-legeringen zijn bijzonder wenselijk voor gebruik in bijvoorbeeld honkbalknuppels, lacrossestokken en fietsframes. Kleine hoeveelheden scandium worden ook gebruikt in lampen en brandstofcellen met hoge intensiteit, en in vuurwapens.