Sc – Scandium (Deutsch)

Siehe Metallnormen für Scandium

Chemisches Element	Scandium	Schmelzpunkt ° C	1541
Chemisches Symbol	Sc	Siedepunkt ° C	2831
Ordnungszahl	21	Dichte g / cm3	3
Atomgewicht	44.95591	Oxid	Sc2O3

Eigenschaften

Scandium ist ein weiches, silbriges, gelb-weißes Metall und Mitglied der Gruppe 3 des Periodensystems. Es führt eine Liste von 10 Metallen an, die als Übergangselemente der ersten Reihe bezeichnet werden. Scandium ist das 35. häufigste Element in der Erdkruste. Es läuft an der Luft an und brennt leicht, sobald es entzündet wurde. Es reagiert mit Wasser zu Wasserstoffgas und löst sich in vielen Säuren. Scandium ist ein sehr leichtes Metall mit einem ziemlich hohen Schmelzpunkt und einer guten Korrosionsbeständigkeit. Es ist auch ein seltenes Metall, nicht weil es schwer zu finden ist, sondern weil es in einer großen Konzentration (dh einem Erz) schwer zu finden ist und dünn auf der ganzen Welt verteilt ist (0,0025% der Erdkruste) und die Reinigung der Substanz ist teuer und zeitaufwendig. Interessanterweise kommt Scandium in größeren Konzentrationen in der Sonne und bestimmten anderen Sternen vor.

Geschichte

Scandium ist eines der Elemente, die Dimitri Mendeleyev bei der Entwicklung seines Periodensystems im Jahr 1869 vorausgesagt hat. Mendeleyev stellte fest, dass zwischen Calcium (40) und Titan (48) eine Lücke im Atomgewicht bestand, und sagte daher die Existenz von Scandium voraus (44). Erst 10 Jahre später wurde diese Vorhersage von Lars Frederick Nilson bestätigt, der zu dieser Zeit Professor für Analytische Chemie an der Universität von Uppsala in Schweden war. Während der Analyse eines Minerals namens Euxenit konnte Nilson Erbiumoxid extrahieren, aus dem er dann Ytterbiumoxid und ein anderes Oxid extrahierte, das er nicht bestimmen konnte. Durch Analyse des Atomspektrums dieser Oxide konnte er feststellen, dass das unbekannte Oxid tatsächlich das Oxid eines neuen Elements war. Er stellte dann fest, dass dieses neue Element ein Atomgewicht von 44 hatte und zeigte, dass sein Oxid die Form Sc2O3 hatte. Das neue Element hieß Scandium, da Nilson glaubte, dass das Mineral Euxenit, aus dem er Scandium gewonnen hatte, nur in Skandinavien gefunden wurde. Nilson erlebte sein neues Element nicht in seiner reinen Form, da erst 1937 eine Scandiumprobe durch Elektrolyse von geschmolzenem Scandiumchlorid hergestellt wurde, das in einer Schmelze anderer Metallchloride gelöst war. Die Entdeckung von Scandium führte zu einer weit verbreiteten Akzeptanz der Vorhersagekraft des Periodensystems.

Quellen

Während die Ressourcen von Scandium relativ häufig sind, ist es in winzigen Mengen weit verbreitet. Es wird angenommen, dass die weltweite Primärproduktion von Scandium in der Größenordnung von nur wenigen Tonnen pro Jahr liegt, von denen ungefähr 1% in Metall umgewandelt werden. Diese Zahl ist vage, da keine genauen Daten aus chinesischen Seltenerdminen vorliegen. Obwohl Scandium nicht in großen Mengen abgebaut wird, sind ausreichende Mengen zur Deckung des Bedarfs in Tailings verfügbar. Der Großteil des Scandiummetalls stammt aus den Militärvorräten (die aus Uranabfällen gewonnen werden) in Kasachstan und anderen ehemaligen Sowjetländern.

Verwendungen

Der Verbrauch liegt in der Größenordnung von 5.000 kg / Jahr. und wird typischerweise in Aluminiumlegierungen als Kornverfeinerer eingesetzt. Die ursprüngliche Verwendung von Scandium-Aluminium-Legierungen erfolgte in Nasenkegeln für von sowjetischen U-Booten abgefeuerte ballistische Raketen, da die Rakete die arktische Eiskappe (von unten) durchstoßen konnte, ohne Schaden zu verursachen.

Aluminium-Scandium-Legierungen werden hauptsächlich für kleinere Komponenten der Luft- und Raumfahrtindustrie und für hochwertige Sportgeräte verwendet. Scandiumlegierungen sind besonders wünschenswert für die Verwendung in beispielsweise Baseballschlägern, Lacrosse-Stöcken und Fahrradrahmen. Kleine Mengen Scandium werden auch in hochintensiven Lichtern und Brennstoffzellen sowie in Schusswaffen verwendet.