Apa scandium lan cara tes sing umum digunakake

21 Scandium lan cara tes sing umum digunakake

Sugeng rawuh ing jagad iki kanthi unsur sing kebak misteri lan pesona. Dina iki, kita bakal njelajah unsur khusus bebarengan -skandium. Sanajan unsur iki ora umum ing urip saben dina, unsur iki nduweni peran penting ing ilmu pengetahuan lan industri.

Skandium, unsur apik iki, wis akeh sifat apik tenan. Iki minangka anggota kulawarga unsur bumi langka. Kaya liyaneunsur tanah jarang, struktur atom skandium kebak misteri. Struktur atom unik iki sing ndadekake skandium nduweni peran sing ora bisa diganti ing fisika, kimia lan ilmu material.

Panemuan skandium kebak liku-liku lan kasusahan. Diwiwiti ing taun 1841, nalika ahli kimia Swedia LFNilson (1840~1899) ngarep-arep bisa misahake unsur liyane saka unsur sing diresiki.erbiumbumi nalika sinau logam entheng. Sawise 13 kaping dekomposisi parsial nitrat, dheweke pungkasane entuk 3,5g murniytterbiumbumi. Nanging, dheweke nemokake yen bobot atom ytterbium sing dipikolehi ora cocog karo bobot atom ytterbium sing diwenehake Malinac sadurunge. Nelson sing mripate landhep ngerti manawa ana unsur sing entheng. Dadi dheweke terus ngolah ytterbium sing dipikolehi kanthi proses sing padha. Pungkasan, nalika mung sepersepuluh saka sampel sing ditinggal, bobot atom sing diukur mudhun dadi 167,46. Asil iki cedhak karo bobot atom yttrium, mula Nelson dijenengi "Scandium".

Sanajan Nelson wis nemokake skandium, nanging ora narik kawigatosan saka komunitas ilmiah amarga jarang lan angel dipisahake. Ora nganti pungkasan abad kaping 19, nalika riset babagan unsur bumi langka dadi tren, skandium ditemokake lan diteliti maneh.

Dadi, ayo miwiti lelungan njelajah skandium iki, kanggo mbukak misteri lan ngerteni unsur sing katon biasa nanging nyata iki.

Bidang aplikasi skandium
Simbol skandium yaiku Sc, lan nomer atom 21. Unsur kasebut minangka logam transisi alus lan putih keperakan. Senadyan skandium dudu unsur umum ing kerak bumi, nanging nduweni akeh bidang aplikasi sing penting, utamane ing aspek ing ngisor iki:

1. Industri Dirgantara: Aluminium skandium minangka paduan sing entheng lan dhuwur sing digunakake ing struktur pesawat, bagean mesin, lan manufaktur rudal ing industri penerbangan. Tambahan saka skandium bisa nambah kekuatan lan resistance karat saka alloy nalika ngurangi Kapadhetan saka alloy, nggawe peralatan aerospace luwih entheng lan luwih awet.
2. Sepeda lan Peralatan Olahraga:Skandium aluminiumuga digunakake kanggo nggawe sepedha, klub golf, lan peralatan olahraga liyane. Amarga kekuatan lan entheng banget,paduan skandiumbisa nambah kinerja peralatan olahraga, ngurangi bobot, lan nambah kekiatan materi.
3. Industri Lampu:Skandium iodidadigunakake minangka pangisi ing lampu xenon intensitas dhuwur. Bohlam kasebut digunakake ing fotografi, nggawe film, lampu panggung, lan peralatan medis amarga karakteristik spektral sing cedhak banget karo sinar srengenge alami.
4. Sel Bahan Bakar:Skandium aluminiumuga nemokake aplikasi ing sel bahan bakar oksida padat (SOFC). Ing baterei iki,skandium-aluminium alloydigunakake minangka bahan anoda, sing nduweni konduktivitas lan stabilitas sing dhuwur, mbantu ningkatake efisiensi lan kinerja sel bahan bakar.
5. Riset Ilmiah: Skandium digunakake minangka bahan detektor ing riset ilmiah. Ing eksperimen fisika nuklir lan akselerator partikel, kristal scintillation scandium digunakake kanggo ndeteksi radiasi lan partikel.
6. Aplikasi liyane: Scandium uga digunakake minangka superkonduktor suhu dhuwur lan ing sawetara wesi khusus kanggo nambah sifat paduan. Amarga kinerja unggul saka scandium ing proses anodizing, iku uga digunakake ing produksi bahan elektroda kanggo baterei lithium lan piranti elektronik liyane.

Wigati dicathet yen sanajan akeh aplikasi, produksi lan panggunaan scandium winates lan relatif larang amarga kekurangane sing relatif, mula biaya lan alternatife kudu dipikirake kanthi ati-ati nalika nggunakake.

Sifat Fisik Unsur Skandium

1. Struktur Atom: Inti skandium kasusun saka 21 proton lan biasane ngemot 20 neutron. Mulane, bobot atom standar (massa atom relatif) kira-kira 44,955908. Ing babagan struktur atom, konfigurasi elektron skandium yaiku 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹ 4s².
2. Kahanan Fisik: Skandium padhet ing suhu kamar lan katon putih-perak. Kahanan fisik bisa owah gumantung saka owah-owahan suhu lan tekanan.
3. Kapadhetan: Kapadhetan skandium kira-kira 2,989 g / cm3. Kapadhetan relatif kurang iki ndadekake logam entheng.
4. Titik Lebur: Titik lebur skandium kira-kira 1541 derajat Celsius (2806 derajat Fahrenheit), sing nuduhake titik leleh sing relatif dhuwur. 5. Titik didih: Skandium nduweni titik didih kira-kira 2836 derajat Celsius (5137 derajat Fahrenheit), sing tegese mbutuhake suhu sing dhuwur kanggo nguap.
6. Konduktivitas Listrik: Skandium minangka konduktor listrik sing apik, kanthi konduktivitas listrik sing cukup. Sanajan ora apik kaya bahan konduktif umum kaya tembaga utawa aluminium, nanging isih migunani ing sawetara aplikasi khusus, kayata sel elektrolitik lan aplikasi aerospace.
7. Konduktivitas termal: Scandium nduweni konduktivitas termal sing relatif dhuwur, dadi konduktor termal sing apik ing suhu dhuwur. Iki migunani ing sawetara aplikasi suhu dhuwur.
8. Struktur Kristal: Skandium nduweni struktur kristal sing ditutup heksagonal, sing tegese atom-atom kasebut dikemas dadi heksagon sing rapet ing kristal kasebut.
9. Magnetisme: Skandium diamagnetik ing suhu kamar, tegese ora ditarik utawa ditolak dening medan magnet. Prilaku magnet kasebut ana gandhengane karo struktur elektronik.
10. Radioaktivitas: Kabeh isotop stabil saka scandium ora radioaktif, dadi unsur non-radioaktif.

Scandium minangka logam sing relatif entheng, titik leleh dhuwur kanthi sawetara aplikasi khusus, utamane ing industri aerospace lan ilmu material. Sanajan ora umum ditemokake ing alam, sifat fisike ndadekake unik migunani ing sawetara wilayah.

Sifat kimia saka skandium

Skandium minangka unsur logam transisi.
1. Struktur atom: Struktur atom Scandium kasusun saka 21 proton lan biasane 20 neutron. Konfigurasi èlèktroné yaiku 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹ 4s², sing nuduhaké yèn duwé orbital d sing ora terisi.
2. Simbol kimia lan nomer atom: Simbol kimia Scandium yaiku Sc, lan nomer atom 21.
3. Keelektronegatifan: Skandium nduweni keelektronegatifan sing relatif kurang watara 1,36 (miturut keelektronegatifan Paul). Iki tegese cenderung ilang elektron kanggo mbentuk ion positif.
4. Kahanan oksidasi: Skandium biasane ana ing kahanan oksidasi +3, tegese wis ilang telung elektron kanggo mbentuk ion Sc³⁺. Iki minangka negara oksidasi sing paling umum. Senajan Sc²⁺ lan Sc⁴⁺ uga bisa, nanging kurang stabil lan kurang umum.
5. Senyawa: Skandium utamané mbentuk senyawa karo unsur kayata oksigen, belerang, nitrogen, lan hidrogen. Sawetara senyawa skandium umum kalebuskandium oksida (Sc2O3) lan skandium halida (kayataskandium klorida, ScCl3).
6. Reaktivitas: Skandium minangka logam sing relatif reaktif, nanging ngoksidasi kanthi cepet ing udara, mbentuk film oksida saka skandium oksida, sing nyegah reaksi oksidasi luwih lanjut. Iki uga ndadekake scandium relatif stabil lan duwe sawetara resistance karat.
7. Kelarutan: Skandium dissolves alon ing paling asam, nanging dissolves luwih gampang ing kahanan alkalin. Ora larut ing banyu amarga film oksida nyegah reaksi luwih lanjut karo molekul banyu.

8. Sifat kimia kaya lantanida: Sifat kimia Scandium padha karo seri lantanida (lanthanum, gadolinium, neodymium, etc.), saengga kadhangkala diklasifikasikake minangka unsur kaya lantanida. Persamaan iki utamané dibayangke ing radius ion, sifat senyawa lan sawetara reaktivitas.
9. Isotop: Skandium nduweni pirang-pirang isotop, mung sawetara sing stabil. Isotop sing paling stabil yaiku Sc-45, sing nduweni umur setengah dawa lan ora radioaktif.

Skandium minangka unsur sing relatif langka, nanging amarga sawetara sifat kimia lan fisik sing unik, nduweni peran penting ing sawetara wilayah aplikasi, utamane ing industri aerospace, ilmu material lan sawetara aplikasi teknologi dhuwur.

Sifat biologis saka skandium

Skandium dudu unsur umum ing alam. Mulane, ora nduweni sipat biologis ing organisme. Sifat biologi biasane nyakup aktivitas biologis, penyerapan biologis, metabolisme lan efek unsur ing organisme urip. Wiwit skandium dudu unsur sing penting kanggo urip, ora ana organisme sing dikawruhi sing duwe kabutuhan biologis utawa digunakake kanggo skandium.
Efek scandium ing organisme utamane ana hubungane karo radioaktivitas. Sawetara isotop saka skandium iku radioaktif, dadi yen awak manungsa utawa organisme liyane kapapar skandium radioaktif, iku bisa nimbulaké paparan radiation mbebayani. Kahanan iki biasane kedadeyan ing kahanan tartamtu kayata riset ilmu nuklir, radioterapi utawa kacilakan nuklir.
Scandium ora sesambungan kanthi mupangati karo organisme lan ana bebaya radiasi. Mulane, iku dudu unsur penting ing organisme.

Skandium minangka unsur kimia sing relatif langka, lan distribusi ing alam relatif winates. Punika introduksi rinci babagan distribusi skandium ing alam:

1. Isi ing alam: Skandium ana ing jumlah sing relatif cilik ing kerak bumi. Isi rata-rata ing kerak bumi kira-kira 0,0026 mg/kg (utawa 2,6 bagean saben yuta). Iki ndadekake skandium minangka salah sawijining unsur langka ing kerak bumi.

2. Panemuan ing mineral: Senadyan isi winates, skandium bisa ditemokake ing mineral tartamtu, utamané ing wangun oksida utawa silikat. Sawetara mineral sing ngemot skandium kalebu scandianite lan dolomit.

3. Extraction saka skandium: Amarga distribusi winates ing alam, iku relatif angel kanggo extract scandium murni. Biasane, skandium dipikolehi minangka produk sampingan saka proses peleburan aluminium, amarga ana ing aluminium ing bauksit.

4. Distribusi geografis: Skandium disebarake sacara global, nanging ora merata. Sawetara negara kayata China, Rusia, Norwegia, Swedia lan Brazil duwe celengan scandium sugih, nalika wilayah liyane arang duwe.

Sanajan skandium nduweni distribusi winates ing alam, nanging nduweni peran penting ing sawetara aplikasi teknologi dhuwur lan industri, saengga

Ekstraksi lan Peleburan Unsur Skandium

Scandium minangka unsur logam langka, lan proses pertambangan lan ekstraksi cukup rumit. Ing ngisor iki minangka introduksi rinci babagan proses pertambangan lan ekstraksi unsur skandium:

1. Extraction saka scandium: Scandium ora ana ing wangun unsur ing alam, nanging biasane ana ing tilak jumlah ing ores. Bijih skandium utama kalebu bijih vanadium scandium, bijih zirkon, lan bijih yttrium. Isi skandium ing bijih iki relatif kurang.

Proses ekstraksi skandium biasane kalebu langkah-langkah ing ngisor iki:

a. Pertambangan: penggalian bijih sing ngandhut skandium.

b. Crushing lan Processing bijih: Crushing lan Processing bijih kanggo misahake ores migunani saka watu sampah.

c. Flotasi: Liwat proses flotasi, bijih sing ngemot skandium dipisahake saka impurities liyane.

d. Pembubaran lan Pengurangan: Skandium hidroksida biasane dibubarake lan banjur dikurangi dadi skandium metalik kanthi agen pereduksi (biasane aluminium).

e. Ekstraksi elektrolitik: Skandium sing dikurangi diekstrak liwat proses elektrolitik kanggo entuk kemurnian dhuwurlogam skandium.

3. Pemurnian skandium: Liwat pirang-pirang proses pembubaran lan kristalisasi, kemurnian skandium bisa luwih apik. Cara sing umum yaiku misahake lan ngkristal senyawa skandium liwat proses klorinasi utawa karbonasi kanggo entukskandium kemurnian dhuwur.

Perlu dicathet menawa amarga kekurangan skandium, proses ekstraksi lan panyulingan mbutuhake teknik kimia sing tepat, lan biasane ngasilake sampah lan produk sampingan sing akeh. Mulane, pertambangan lan ekstraksi unsur skandium minangka proyek sing rumit lan larang, biasane digabungake karo proses pertambangan lan ekstraksi unsur liyane kanggo ningkatake efisiensi ekonomi.

Cara deteksi skandium
1. Atomic absorption spectrometry (AAS): Atomic absorption spectrometry minangka cara analisis kuantitatif sing umum digunakake sing nggunakake spektrum serapan ing dawa gelombang tartamtu kanggo nemtokake konsentrasi skandium ing sampel. Iku atomizes sampel kanggo dites ing semangat, lan banjur ngukur kakiyatan panyerepan saka scandium ing sampel liwat spektrometer. Cara iki cocok kanggo deteksi konsentrasi tilak skandium.
2. Spektrometri emisi optik plasma induktif (ICP-OES): Spektrometri emisi optik plasma induktif minangka cara analitis sing sensitif banget lan selektif sing akeh digunakake ing analisis multi-elemen. Iku atomizes sampel lan mbentuk plasma, lan nemtokake dawa gelombang tartamtu lan kakiyatan saka emisi scandium ing spektrometer.
3. Spektrometri massa plasma induktif (ICP-MS): Spektrometri massa plasma induktif minangka cara analisis sing sensitif banget lan resolusi dhuwur sing bisa digunakake kanggo nemtokake rasio isotop lan analisis unsur trace. Iku atomizes sampel lan mbentuk plasma, lan nemtokake rasio massa-kanggo-isi skandium ing spektrometer massa. 4. X-ray fluorescence spectrometry (XRF): X-ray fluorescence spectrometry nggunakake spektrum fluoresensi sing diasilake sawise sampel bungah dening sinar-X kanggo nganalisis isi unsur. Bisa kanthi cepet lan non-destruktif nemtokake isi skandium ing sampel.
5. Spektrometri maca langsung: Uga dikenal minangka spektrometri maca langsung fotoelektrik, iku sawijining teknik analisis sing digunakake kanggo nganalisa isi unsur ing sampel. Spektrometri maca langsung adhedhasar prinsip spektrometri emisi atom. Iki nggunakake sparks utawa busur listrik suhu dhuwur kanggo langsung nguap unsur ing sampel saka negara padhet lan emit garis spektral karakteristik ing negara bungah. Saben unsur nduweni garis emisi sing unik, lan intensitase sebanding karo isi unsur ing sampel. Kanthi ngukur intensitas garis spektral karakteristik kasebut, isi saben unsur ing sampel bisa ditemtokake. Cara iki utamane digunakake kanggo analisis komposisi logam lan wesi, utamane ing metalurgi, pangolahan logam, ilmu material lan lapangan liyane.

Cara kasebut akeh digunakake ing laboratorium lan industri kanggo analisis kuantitatif lan kontrol kualitas skandium. Pamilihan cara sing cocog gumantung marang faktor kayata jinis sampel, watesan deteksi sing dibutuhake lan akurasi deteksi.

Aplikasi spesifik metode penyerapan atom scandium

Ing pangukuran unsur, spektroskopi serapan atom nduweni akurasi lan sensitivitas sing dhuwur, nyedhiyakake sarana sing efektif kanggo nyinaoni sifat kimia, komposisi senyawa, lan isi unsur.

Sabanjure, kita bakal nggunakake spektroskopi serapan atom kanggo ngukur isi unsur wesi.

Langkah-langkah spesifik yaiku kaya ing ngisor iki:

Siapke sampel kanggo dites. Kanggo nyiapake solusi saka sampel sing bakal diukur, umume perlu nggunakake asam campuran kanggo pencernaan supaya bisa nggampangake pangukuran sabanjure.

Pilih spektrometer serapan atom sing cocok. Pilih spektrometer serapan atom sing cocog adhedhasar sifat sampel sing bakal diuji lan sawetara isi skandium sing bakal diukur. Nyetel paramèter saka spektrometer serapan atom. Nyetel paramèter spektrometer panyerepan atom, kalebu sumber cahya, atomizer, detektor, lan sapiturute, adhedhasar model unsur lan instrumen sing diuji.

Ukur penyerapan unsur skandium. Selehake sampel sing bakal diuji menyang atomizer lan ngetokake radiasi cahya kanthi dawa gelombang tartamtu liwat sumber cahya. Unsur skandium sing bakal diuji bakal nyerep radiasi cahya iki lan ngalami transisi tingkat energi. Ukur penyerapan unsur skandium liwat detektor.

Etung isi unsur skandium. Etung isi unsur skandium adhedhasar absorbansi lan kurva standar.

Ing karya nyata, perlu milih cara pangukuran sing cocog miturut kabutuhan spesifik situs kasebut. Cara kasebut umume digunakake ing analisis lan deteksi wesi ing laboratorium lan industri.
Ing pungkasan introduksi lengkap babagan skandium, muga-muga para pamaca bisa ngerteni lan ngerti sing luwih jero babagan unsur sing apik iki. Skandium, minangka unsur penting ing tabel périodik, ora mung nduweni peran penting ing bidang ilmu pengetahuan, nanging uga nduweni macem-macem aplikasi ing urip saben dina lan lapangan liyane.
Kanthi nyinaoni sifat, panggunaan, proses panemuan lan aplikasi skandium ing ilmu pengetahuan lan teknologi modern, kita bisa ndeleng pesona unik lan potensial unsur iki. Saka bahan aeroangkasa nganti teknologi baterei, saka petrokimia nganti peralatan medis, skandium nduweni peran penting.
Mesthine, kita uga kudu ngerti manawa skandium ndadekake kepenak kanggo urip kita, nanging uga duwe risiko potensial. Mulane, nalika kita kudu nikmati keuntungan saka skandium, kita uga kudu menehi perhatian marang panggunaan sing cukup lan aplikasi standar kanggo ngindhari masalah sing bisa ditindakake.Scandium minangka unsur sing pantes kanggo sinau lan pangerten sing jero. Ing pangembangan ilmu pengetahuan lan teknologi ing mangsa ngarep, kita ngarepake skandium bakal duwe kaluwihan unik ing luwih akeh lapangan lan nggawa luwih kepenak lan kejutan kanggo urip kita.