Μεταλλικό Σκάνδιο

Α: Το σκάνδιο και το ύττριο θεωρούνται στοιχεία σπάνιων γαιών επειδή τείνουν να εμφανίζονται στις ίδιες αποθέσεις με τις λανθανίδες και παρουσιάζουν παρόμοιες χημικές ιδιότητες.

Α: Το σκάνδιο είναι ένα ασημί-λευκό μέταλλο μετάπτωσης, που ανακαλύφθηκε το 1879 από τον Σουηδό χημικό Lars Fredrik Nilson. Εξάγεται με την αφαίρεσή του από άλλα ορυκτά και είναι σχετικά σπάνιο, με την πλειοψηφία του σκανδίου να προέρχεται από ορυχεία στην Κίνα, τη Μαδαγασκάρη και τη Ρωσία. Το απεσταγμένο μέταλλο σκανδίου παράγεται με θέρμανση του οξειδίου του σκανδίου σε κενό μέχρι να εξατμιστεί, στη συνέχεια ο ατμός συμπυκνώνεται και συλλέγεται. Είναι μια πολύ καθαρή μορφή σκανδίου, με καθαρότητα 99,99%.

Α: Το εξευγενισμένο μέταλλο σκανδίου είναι μια καθαρή μορφή σκανδίου που έχει υποβληθεί σε διαδικασία εξευγενισμού, αφαιρώντας τις ακαθαρσίες και καθιστώντας το κατάλληλο για χρήση σε εφαρμογές υψηλής τεχνολογίας. Η διαδικασία εξευγενισμού περιλαμβάνει διάφορα στάδια, συμπεριλαμβανομένης της πέψης με οξύ, της εκχύλισης με διαλύτη, της καθίζησης και της πύρωσης, με αποτέλεσμα μια ένωση οξειδίου του σκανδίου. Αυτή η ένωση ανάγεται περαιτέρω με αλουμίνιο για να παραχθεί καθαρό μέταλλο σκανδίου.

Α: Αναγωγή Το μέταλλο σκανδίου είναι ένα κράμα κατασκευασμένο κυρίως από σκάνδιο και αλουμίνιο, με ίχνη άλλων στοιχείων όπως το μαγνήσιο και το ζιρκόνιο.

Α: Το εξευγενισμένο μέταλλο σκανδίου μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί σε άλλες εφαρμογές, όπως πυρηνικούς αντιδραστήρες, ηλεκτρονικά εξαρτήματα και καταλύτες. Λόγω των μοναδικών ιδιοτήτων του, το σκάνδιο έχει αναγνωριστεί ως κρίσιμο υλικό από το Υπουργείο Ενέργειας των ΗΠΑ και η ζήτησή του αναμένεται να αυξηθεί τα επόμενα χρόνια.

Α: Το αποσταγμένο μέταλλο σκανδίου δείχνει πολλά υποσχόμενο στην ιατρική βιομηχανία. Είναι ένα ζωτικής σημασίας μέρος ενός νέου τύπου χειρουργικού λέιζερ που βρίσκεται επί του παρόντος σε ανάπτυξη, υποσχόμενος για τη θεραπεία του καρκίνου, μεταξύ άλλων ιατρικών εφαρμογών.

Α: Το αποσταγμένο σκάνδιο αποκτά καλύτερη ποιότητα από το μειωμένο. Το εξευγενισμένο μέταλλο σκανδίου είναι δενδριτικό σαν κρύσταλλο μεταλλικής λάμψης. Ωστόσο, το μειωμένο είναι σπασμένα ακανόνιστα κομμάτια.

Α: Επιπτώσεις του σκανδίου στην υγεία:

Το σκάνδιο δεν έχει βιολογικό ρόλο. Μόνο ίχνη φτάνουν στην τροφική αλυσίδα, επομένως η μέση ημερήσια πρόσληψη του ατόμου είναι μικρότερη από 0,1 μικρογραμμάρια.

Το σκάδιο δεν είναι τοξικό, αν και υπήρξαν προτάσεις ότι ορισμένες από τις ενώσεις του μπορεί να είναι καρκινογόνες.

Το σκάνδιο είναι ως επί το πλείστον επικίνδυνο στο εργασιακό περιβάλλον, λόγω του γεγονότος ότι η υγρασία και τα αέρια μπορούν να εισπνευστούν με τον αέρα. Αυτό μπορεί να προκαλέσει πνευμονικές εμβολές, ειδικά κατά τη μακροχρόνια έκθεση. Το σκάνδιο μπορεί να είναι απειλή για το συκώτι όταν συσσωρεύεται στο ανθρώπινο σώμα.

Α: Επιδράσεις του σκανδίου στο περιβάλλον:

Το σκάνδιο απορρίπτεται στο περιβάλλον σε πολλά διαφορετικά μέρη, κυρίως από βιομηχανίες παραγωγής βενζίνης. Μπορεί επίσης να εισέλθει στο περιβάλλον όταν πετιέται οικιακός εξοπλισμός. Το σκάνδιο θα συσσωρευτεί σταδιακά στα εδάφη και στα υδάτινα εδάφη και αυτό θα οδηγήσει τελικά σε αυξανόμενες συγκεντρώσεις σε ανθρώπους, ζώα και σωματίδια του εδάφους.

Με τα ζώα του νερού το σκάνδιο προκαλεί βλάβη στις κυτταρικές μεμβράνες, η οποία έχει αρκετές αρνητικές επιδράσεις στην αναπαραγωγή και στις λειτουργίες του νευρικού συστήματος.

Α: Το σκάνδιο μπορεί να βρεθεί σπάνια στη φύση, καθώς εμφανίζεται σε πολύ μικρές ποσότητες. Το σκάνδιο βρίσκεται συνήθως μόνο σε δύο διαφορετικά είδη μεταλλευμάτων. Ο θορτβεϊτίτης είναι η κύρια πηγή σκανδίου, με τα υποπροϊόντα του μύλου ουρανίου να αποτελούν επίσης σημαντική πηγή. Η παγκόσμια παραγωγή ανέρχεται σε μόλις 50 κιλά ετησίως. Δεν υπάρχει εκτίμηση για το πόσο είναι δυνητικά διαθέσιμο.

Το σκάνδιο είναι μόνο το 50ο πιο άφθονο στοιχείο στην εστία, διανέμεται ευρέως, απαντώντας σε ίχνη σε περισσότερα από 800 ορυκτά. Το μπλε χρώμα της γαλαζοπράσινης ποικιλίας του βηρυλίου πιστεύεται ότι προκαλείται από το σκάνδιο.

Μόνο το 3% περίπου των φυτών που αναλύθηκαν για σκάνδιο δείχνει την παρουσία του, και ακόμη και αυτές οι ποσότητες ήταν μικροσκοπικές, με το λαχανικό να έχει μόνο 5 ppb, αν και το γρασίδι έχει 70 ppb.

Α: Φυσικές ιδιότητες του μετάλλου σκανδίου:

• Το Scandium Metal είναι ένα λεπτό, ανοιχτό ασημί-λευκό μέταλλο που γίνεται ελαφρώς κίτρινο ή ροζ όταν εκτίθεται στον αέρα.
• Είναι σχεδόν τόσο ελαφρύ όσο το αλουμίνιο (χαμηλής πυκνότητας), αλλά έχει σημαντικά υψηλότερο σημείο τήξης.
• Η γεύση και η οσμή του Scandium είναι απροσδιόριστη.
• Το 'Sc' είναι σε στερεή κατάσταση σε θερμοκρασία δωματίου.
• Το Scandium Metal είναι εύπλαστο και όλκιμο.
• Το Sc συχνά θεωρείται ως μη μαγνητικό στοιχείο.
• Αυτή η ουσία δεν είναι μόνο ασυνήθιστη ως προς το σθένος του στοιχείου (3), αλλά είναι επίσης ένας εξαιρετικός αγωγός του ηλεκτρισμού για λόγους που δεν έχουν ακόμη ανακαλυφθεί.
• Το Scandium Metal έχει πυκνότητα 2,99 γραμμάρια ανά κυβικό εκατοστό. Έχει σημείο τήξης 1541 μοίρες και σημείο βρασμού 2836 μοίρες .
• Το Scandium Metal είναι το πιο αποτελεσματικό γνωστό στοιχείο μικροκράματος για την ενίσχυση του αλουμινίου ενώ ταυτόχρονα βελτιώνει την ευκαμψία, την αντοχή στη θερμότητα και τη διάβρωση και το βάρος.

Α: Χημικές ιδιότητες του σκανδίου:

• Το σκάνδιο είναι χημικά παρόμοιο με τα στοιχεία σπανίων γαιών.
• Εάν το σκάνδιο εκτεθεί στον αέρα, θα αναπτύξει ένα στρώμα οξειδίου, το οποίο φαίνεται να έχει ελαφρώς κίτρινο ή ροζ χρώμα.
• Διαβρώνει εύκολα και διαλύεται αργά στα περισσότερα αραιωμένα οξέα.
• Όταν οι στροφές σκανδίου αναφλέγονται στον αέρα, σχηματίζει οξείδιο του σκανδίου και εκπέμπει μια λαμπερή κίτρινη φλόγα.