21 Скандум жана анын кадимки сыноо ыкмалары
Бул дүйнөгө табышмакка жана сүйкүмдүүлүккө толгон дүйнөгө кош келиңиз. Бүгүн биз атайын элементти чогуу изилдейбиз -Scandium. Бул элемент биздин күнүмдүк жашообузда көп кездешпесе да, илим жана өнөр жайда маанилүү ролду ойнойт.
Scandium, бул сонун элемент, көптөгөн укмуштуудай касиеттер бар. Бул сейрек кездешүүчү жер үй-бүлөсүнүн мүчөсү. Башка сыяктууСейрек кездешүүчү элементтер, Scandium атомдук структурасы табышмакка толгон. Бул уникалдуу атомдук структуралардын физика, химия, химия жана материалдарда орой ролун ойногон бул уникалдуу атомдук структуралар.
Скандумдун ачылышы бурулуштарга жана бурулуштарга жана кыйынчылыктарга толгон. Ал 1841-жылы, швед химиги Лфнилсон (1840 ~ 1899) башка элементтерди тазалоо үчүн деп үмүттөнгөн кездеЭрбиумжарык металлдарды изилдөө учурунда Жер. 13 жолу Нитраттын жарым-жартылай ажыроосуздан кийин, ал акыры 35G тазаYtterbiumЖер. Бирок, ал Пакетинин атомдук салмагы, ал Малькинак берген атомдук салмагына дал келген жок деп тапкан. Курч-көздүү Нельсон анда бир аз жеңил элемент болушу мүмкүн экендигин түшүнүштү. Ошентип, ал ошол эле процессти алган ПРОГРАММАСЫ ӨНҮГҮП ЖАТАТ. Акыры, үлгүдөгү ондон бирден-бирден ондон бир гана калганда, атомдук салмак 167.46га чейин төмөндөгөн. Бул натыйжа йттрийдин атомдук салмагына жакын, ошондуктан Нельсон аны "Scandium" деп атады.
Нельсон скандияны ачканына карабастан, ал илим коомчулугунан сейрек кездешет жана бөлүнүү кыйынга турушу үчүн көп көңүл бурган жок. 19-кылымдын аягына чейин жер элементтерин изилдөө тенденция болуп калган кезде, ал сейрек кездешүүчү элементтерге айланган.
Ошентип, скандияны ачып, анын сырын ачып, анын жөнөкөй көрүнгөнүн түшүнүү үчүн бул сапарга чыгууга киришели.
Scandium талаалары
Scandium символу SC, жана анын атомдук номери 21 болуп саналат. Элемент - жумшак, күмбөз-ак түстүү металл. Scandium жердин кабыгына жалпы эле элемент эмес болсо да, анын негизинен төмөнкү аспекттердеги көптөгөн маанилүү талаалар бар:
1 Аэросос мейкиндиги: Scandium aluminum - бул аба кемелеринин түзүмдөрүндө, кыймылдаткыч бөлүктөрүндө колдонулган жеңил эритме, Aerospace өнөр жайындагы ракета өндүрүшүндө колдонулат. Скандияны кошуу эритмелердин тыгыздыгын азайтып, аэрозосузанын жабдууларын жеңилдетүү жана бышык берүүчү шишеждин күчү менен коррозиясын жана коррозиясын туруштук бере алат.
2. Велосипеддер жана спорт шаймандары:Scandium aluminumвелосипед, гольф клубдарын жана башка спорттук шаймандарды жасоодо колдонулат. Анын эң сонун күчү жана жеңилирээк болгондуктан,Scandium alloyСпорт жабдууларын өркүндөтүүнү, салмагын азайтып, материалдын узактыгын жогорулатат.
3. Жарык тармагы:Scandium odidideксенон лампаларында толтургуч катары толтуруучу катары колдонулат. Мындай лампалар сүрөт тартуу, сахна, жарык берүү, медициналык жабдууларда колдонулат, анткени алардын спектралдык мүнөздөмөлөрү табигый күн нурунан абдан жакын.
4. Күйүүчү май клеткасы:Scandium aluminumОшондой эле, катуу окуучуларга күйүүчү май клеткасында арыз табат (SOFCS). Бул батареяларда,Scandium-алюминий эритмесижогорку өткөрүмдүүлүгүнө ээ, стабилдүүлүккө ээ, ал эми күйүүчү май клеткаларынын натыйжалуулугун жана натыйжалуулугун жогорулатууга жардам берет.
5. Илимий изилдөө: Скандия илимий изилдөө иштери боюнча детектор материал катары колдонулат. Нуклук физика тажрыйбаларында эксперименттерде жана бөлүкчө акселераторлору, скандия сцинтилляция кристаллдары нурланууну жана бөлүкчөлөрдү аныктоо үчүн колдонулат.
6 Скандияны анодизациялоо процессинде жогорку көрсөткүчтөргө байланыштуу, ал литий батареялар үчүн электрод материалдарын жана башка электрондук шаймандар үчүн колдонулат.
Анын көптөгөн колдонмолоруна карабастан, Скандумдун өндүрүшүнө жана пайдаланылышына карабастан, салыштырмалуу кымбат болгондуктан, анын салыштырмалуу жугуштуусуна байланыштуу салыштырмалуу кымбат болгондуктан, анын баасы жана альтернатива аны колдонууда кылдаттык менен карап чыгуу керек.
Scandium элементинин физикалык касиеттери
1. Атомдук структура: Скандумдун ядросунун 21 протондан турат, адатта, 20 нейтрондон турат. Ошондуктан, анын стандарттык атомдук салмагы (салыштырмалуу атом массасы) болжол менен 44.955908 түзөт. Атомдук структура жагынан, Скандумдун электрондук конфигурациясы 1S² 2P 2P3 3S® 3P3 3D® 4D® 4s² түзөт.
2. Физикалык абал: Скандия бөлмөнүн температурасында катуу болуп саналат жана күмүш-ак көрүнүшү бар. Анын физикалык абалы температуранын жана басымдын өзгөрүшүнө жараша өзгөрүшү мүмкүн.
3. Тишдүүлүк: Скандумдун тыгыздыгы 2,989 г / см3 түзөт. Бул салыштырмалуу төмөн тыгыздык аны жеңил металл кылат.
4. Эрүү чекити: Скандияны эрүү чекити 1541 градуска болжол менен 1541 градуска (2806 градуска), ал салыштырмалуу жогорку эрүү чекитине ээ экендигин көрсөтөт. 5. Кайнак пункту: Скандия болжол менен 2836 градуска бар (5137 фаренгейт) бар (фаренгейт) бар (фаренгейт) бар, бул анын буулануу үчүн жогорку температураны талап кылат.
6. Электр өткөргүчүсү: Scandium - электр энергиясынын мыкты дирижири, акылга сыярлык электр өткөрүүсүз. Жез же алюминий сыяктуу жалпы саздуу материалдар сыяктуу жакшы эмес, электролиттик клеткалар жана аэрос мейкиндиги сыяктуу атайын өтүнмөлөрдө дагы деле пайдалуу.
7. Жылуулук өткөрүмдүүлүгү: Скандий салыштырмалуу жогору жылуулук өткөрүмдүүлүгүнө ээ, аны жогорку температурада жакшы термикалык өткөргүч өткөргүч. Бул температуранын эң жогорку температурасы боюнча пайдалуу.
8. Кристал структурасы: Скандияны бир балтага салган челекке салынган кристаллдык структура бар, демек, анын атомдору кристаллда жабылган алты бурчтуу байланган.
9. Магнит: Скандия - бул бөлмө температурасында DIMAGNETIC, бул магниттик талаалар тартылбайт же жокко чыгарылбайт. Анын магниттик жүрүм-туруму анын электрондук түзүмүнө байланыштуу.
10. Радиоактивдүүлүк: Скандиянын бардык туруктуу изотоптору радиоактивдүү эмес, андыктан радиоактивдүү эмес элемент.
Scandium - бир нече атайын өтүнмөлөр, айрыкча, аэрозиция тармагында жана материалдарда илимий тармагында бир нече атайын өтүнмө, жогорку эрүү чекит-пункттан жасалган металл. Табиятынан адатта табылбаса дагы, анын физикалык касиеттери аны бир нече багытта өзгөчө пайдалуу кылат.
Скандумдун химиялык касиеттери
Scandium - бул өткөөл металл элементи.
1. Атомдук структура: Скандийдин атомдук түзүлүшү 21 протон жана адатта 20 нейтрондон турат. Анын электрондук конфигурациясы - 2P 2p⁶ 3D¹ 3S² 3S² 3S² 4S², анын бирден толтурулбаган D Orbital бар экендигин билдирет.
2 Химиялык символ жана атомдук сан: Скандумдун химиялык белгиси - бул атомдук сан 21.
3 Бул оң иондорду түзүү үчүн электрондорду жоготот деп билдирет.
4. Кычкылдануу абалы: Скандуму, адатта +3 кычкылдануу абалында бар, демек, ал скъонду түзүү үчүн үч электронду жоготкон. Бул анын эң көп кездешкен кычкылдануусу. Скуция жана SC⁴⁺ да мүмкүн болсо да, алар анча туруктуу эмес жана азыраак кездешет.
5. Кошулмалар: Скандия, негизинен, кычкылтек, күкүрт, азот жана суутек сыяктуу элементтер менен кошулмаларды түзөт. Кээ бир жалпы скандия кошулмалары төмөнкүлөрдү камтыйтScandium Oxide (SC2O3) жана Scandium Halides (мисалыScandium Chloride, SCCL3).
6. Реактивдүүлүк: Скандий салыштырмалуу реактивдүү металл, бирок ал абада тездик менен кычкыл, скандоонун андан аркы кычкылдануу реакцияларына жол бербейт. Бул ошондой эле скандияны салыштырмалуу туруктуу кылат жана кээ бир датка каршылык көрсөтөт.
7. Ийгиликсиздиги: Скандум скандия эң көп кислоталарды жай акырын эрийт, бирок щелочтуу шартта оңой эле эрийт. Ал сууга ээликсиз болгондуктан, анын кычкылы тасмасы суу молекулалары менен кошо реакцияларга жол бербейт.
8. Лантанид сыяктуу химиялык касиеттер: Скандумдун химиялык касиеттери Lanthanide Серияларсине окшош (Lanthanum, Гаолиниум, неодмийж.б.), ошондуктан кээде лантанид сыяктуу элемент катары жашырылган. Бул окшоштук негизинен иондук радиуста, татаал касиеттерге жана айрым реактивдүүлүк менен чагылдырылган.
9. Изоттес: Скандум бир нече изотопторго ээ, алардын айрымдары гана туруктуу. Эң туруктуу изотоп - бул узун жарым жашайт жана радиоактивдүү эмес.
Скандия салыштырмалуу сейрек кездешүүчү элемент, бирок кээ бир уникалдуу химиялык жана физикалык касиеттери болгондуктан, ал бир нече өтүнмө объектилеринде, айрыкча аэрос мейкиндигинде маанилүү ролду ойнойт.
Scandiumтин биологиялык касиеттери
Scandium табияттагы жалпы элемент эмес. Ошондуктан, организмдерде биологиялык касиет жок. Биологиялык касиеттер, адатта, биологиялык активдүүлүктү, биологиялык абсорбульвацияны, натаболизмди, тирүү организмдердин элементтеринин натыйжалары кирет. Scandium жашоо үчүн маанилүү эмес, эч кимиси белгилүү организмдер биологиялык муктаждыкка ээ эмес же скандия үчүн колдонууга болбойт.
Скандумдун организмдерине тийгизген таасири негизинен анын радиоактивдүүлүгү менен байланыштуу. Скандия изотоптору радиоактивдүү болуп саналат, андыктан адам денеси же башка организмдер радиоактивдүү скандияка дуушар болсо, анда ал коркунучтуу радиациянын кооптуу таасирине алып келиши мүмкүн. Бул жагдай, адатта, өзөктүк илимий изилдөө, радиотерапия же өзөктүк кырсыктар сыяктуу конкреттүү кырдаалдарда болот.
Scandium организмдер менен өз ара аракеттенбейт жана радиациялык коркунучтар бар. Ошондуктан, организмдердин маанилүү элементи эмес.
Scandium - салыштырмалуу сейрек кездешүүчү химиялык элемент жана анын мүнөзүн бөлүштүрүү салыштырмалуу чектелген. Мына, табиятта скандияны бөлүштүрүүгө байланыштуу кеңири таануу:
1. Табиятындагы мазмун: скандия жер кабыгынын салыштырмалуу аз өлчөмдө бар. Жер кабыгынын орточо камтылышы 0.0026 мг / кг (же миллионго жакын). Бул жердин кабыгында сейрек элементтердин бирин скандусту жасайт.
2 Минералдардагы табылгы: Мазмунга болгон чектелгенине карабастан, скандия, негизинен, оксиддер же силикаттар түрүндө кездешет. Скандияны камтыган скандия жана доломит кирет.
3. Скандияны казып алуу: Табияттагы бөлүштүрүлүшүнө байланыштуу таза скандияны алуу салыштырмалуу кыйын. Адатта, Скандия бокситиндеги алюминий менен алек болуп, алюминий эритүүчү процесстин кошумча продуктулушу катары алынат.
4. Географиялык бөлүштүрүү: Скандия глобалдык жактан бөлүштүрүлөт, бирок деле эмес. Кытай, Россия, Норвегия, Швеция жана Бразилия сыяктуу кээ бир өлкөлөр бай Скандия депозиттерине ээ, ал эми башка аймактар сейрек кездешет.
Скандумдун мүнөзү чектелүү болсо да, ал жогорку технологиялуу жана өнөр жай колдонмолорунда маанилүү ролду ойнойт
Scandium элементтерин казып алуу жана жылдырыңыз
Scandium - сейрек кездешүүчү металл элемент, ал казып алуу жана казып алуу процесстери өтө татаал. Төмөндө Скандия элементинин тоо-кен жана казып алуу процессине төмөнкүлөр болуп саналат:
1. Скандияны казып алуу: Скандия мүнөзүндөгү элементардык формасында жок, бирок, адатта, рудаларда изи бар. Негизги Scandium Roors Vanadium Scandium Rour, циркон руда жана ярды руда. Бул рудалардагы скандияны мазмуну салыштырмалуу төмөн.
Скандияны алуу процесси, адатта, төмөнкү кадамдарды камтыйт:
а. Тоо: Скандияны камтыган казуу рудалары.
б. Кыйналган жана рудациялоо: Операцияларды таштанды тектерден бөлүү үчүн майдалоо жана иштетүү жана иштетүү.
с. Флотация: Флотациялык процесс аркылуу скандум камтыган рудалар башка аралашмалардан бөлүнөт.
ж. Суусундуктарды кыскартуу жана кыскартуу: Скандия гидроксиди, адатта, таркатылып, андан кийин азайтуу агент (адатта алюминий) менен металлдык скандияны кыскартат.
д. Электриликтердин көчүрмөсү: Кыскартылган скандия жогорку тазалыкты алуу үчүн электролиттик процесс аркылуу алынып салынатScandium Metal.
3. Скандияны кайра иштетүү: Бир нече таркатуу жана кристаллдашуу процесстери аркылуу скандумдун тазалыгы андан ары өркүндөтүлүшү мүмкүн. Жалпы ыкма - бул чирленстүү же карбонизация процесстери аркылуу Scandium кошулмаларын бөлүп-бөлүү жана кристаллдаштырууЖогорку тазалыктын скандия.
Белгилей кетсек, скандия запастыгына байланыштуу, казып алуу жана тазалоо процесстери жогорку химиялык инженерияны талап кылат, адатта, бир топ таштандыларды жана өнүмдөрдүн олуттуу көлөмүн жаратат. Демек, скандия элементти казып алуу жана казып алуу татаал жана кымбат долбоор, адатта, экономикалык натыйжалуулукту жогорулатуу үчүн башка элементтерди казып алуу жана казып алуу процесси менен айкалыштырат.
Скандун аныктамасы
1. Атомдук соруу спектрометриясынын (AAS): Атомдук соруу спектрометриясынын үлгүлөрүнүн концентрациясын аныктоо үчүн белгилүү бир толкун узундуктарында сорвент спектрин колдонгон сандык анализдөө ыкмасы. Ал үлгү түрүндө сыналуучу тандалма, андан кийин спектрометр аркылуу тандалуунун сиңүү сыйымдуулугун өлчөйт. Бул ыкма скандия концентрациялануусун аныктоо үчүн ылайыктуу.
2. Индукцияланган плазма оптикалык эмиссиялык спектрометримин (ICP-oes): Плазма оптикалык эмиссиялык спектрометриялуу спектрометрия - бул көп элементтерди анализде кеңири колдонула турган өтө сезимтал жана тандалма ыкма. Ал тандоосун атотот жана плазманы түзөт жана спектрометрдеги сканинин эмиссиясынын өзгөчөлүктөрүнүн жана скандия эмиссиясынын интенсивдүүлүгүн аныктайт.
3. Индукцияланган плазма массалык спектрометрия (ICP-MS): Индуктивдүү плазмада плазма массалык спектрометриясын изотоптун катышына карата колдонууга жана изин чогултуу үчүн колдонсо болот. Ал үлгү түрүн атет жана плазманы түзөт жана скандияны массалык спектрометрдеги массалык катышты аныктайт. 4 Ал тез жана кыйратуучу эмес, скандияны тандалма менен аныктай албайт.
5 Ал түздөн-түз температура электр учууларын же дарга түздөн-түз буулануу үчүн түздөн-түз буулануу үчүн түздөн-түз буулануу жана толкунданган мамлекетте мүнөздүү спектралдык саптарды чыгарат. Ар бир элемент уникалдуу эмиссиянын линиясына ээ, ал эми анын интенсивдүүлүгү үлгүндө элементтин мазмунунуна пропорционалдуу. Бул мүнөздүү спектрдик саптардын интенсивдүүлүгүн өлчөө менен, тандалмадагы ар бир элементтин мазмуну аныктоого болот. Бул ыкма негизинен металлдарды жана эритмелерди, айрыкча металлургияда, металлдарды иштетүү, материалдар илим жана башка талаалар үчүн металлдарды талдоо үчүн колдонулат.
Бул ыкмалар сандык талдоо жана сапаттуу контролдоо үчүн лабораториялык жана тармакта кеңири колдонулат. Тиешелүү ыкманы тандоо Үлгү түрү сыяктуу факторлорго жараша болот, талап кылынган аныктоо чеги жана аныктагы тактыгы.
Scandium атомдук ыкмасын конкреттүү колдонуу
Элементтердин өлчөөсүндө атомдук соруу спектросскопиясы химиялык касиеттерин, татаал курамын жана элементтердин мазмунун изилдөө үчүн натыйжалуу каражаттарды берүү, жогорку тактык жана сезимталдыкка ээ.
Андан кийин, темир элементтин мазмунун өлчөө үчүн атомдук соруу спектроскопасын колдонобуз.
Конкреттүү кадамдар төмөнкүчө:
Тандалууну текшерип туруу үчүн даярдаңыз. Үлгүдүн чечимин өлчөө үчүн, андан кийинки өлчөөлөрдү жеңилдетүү максатында сиңгилүү кислотаны колдонуу керек.
Ылайыктуу атомдук соруу спектрин тандаңыз. Түз эфирдин касиеттерине негизделген ылайыктуу атомдук абсорбенттерди тандап, сыналышы жана скандия мазмунун өлчөө үчүн. Атомдук сиңүү спектрометринин параметрлерин тууралаңыз. Атомдук абсорбенттердин параметрлерин, анын ичинде жеңил булагын, атомизатор, детектор ж.б., сыналган элемент жана прибордук моделге негизделген.
Скандия элементтин соруусун өлчөө. Тандалма атомдукка сыналууга жана белгилүү бир толкун узундугунун жарык булагы аркылуу жарык берүүчү нурлануусун чыгарып коюңуз. Сыноо үчүн скандия элементтиги бул жеңил нурланууну сиңирип, энергетикалык деңгээлге өтөт. Детектор аркылуу скандия элементинин сорстун өлчөө.
Scandium элементтин мазмунун эсептөө. Суу жана стандарттуу ийри сызыктын негизинде скандия элементтин мазмунун эсептөө.
Иш жүзүндө иште, сайттын конкреттүү муктаждыктарына ылайык тиешелүү өлчөө ыкмаларын тандоо керек. Бул ыкмалар лабораторияларда жана тармактарда темирди талдоо жана аныктоодо кеңири колдонулат.
Скандумга ар тараптуу таанышуу аяктаганда, окурмандарга бул сонун элементти терең түшүнүүгө жана билим алууга болот деп үмүттөнөбүз. Скандуму, мезгилдик таблицада маанилүү бир элемент катары илимий чөйрөдө гана эмес, күнүмдүк жашоодо жана башка тармактарда кеңири колдонмолордун кеңири түрлөрү бар.
Заманбап илимге жана технологиясында скандия процесстерин, пайдаланууну, ачылыш процессин, пайдаланган, ачылыш процессин жана колдонулушун изилдөө менен, биз бул элементтин уникалдуу сарамжалын жана потенциалын көрө алабыз. Aerospace материалдарынан батарейканын материалдарынан, петрохимиялык медициналык жабдууларга чейин, скандия негизги ролду ойнойт.
Албетте, биз сканумубуз жашообузга ыңгайлуулугун алып келерин түшүнүшүбүз керек, анын дагы бир топ потенциалдуу тобокелдиктери бар. Ошондуктан, биз скандия артыкчылыктарын канааттандыруу үчүн, мүмкүн болгон көйгөйлөрдөн сактануу үчүн акылга сыярлык пайдаланууга жана стандартташтырылган колдонмого көңүл бурушубуз керек. Келечекте илимдин жана технологиясынын келечектеги өнүгүүсүндө, биз дагы бир талаалардагы уникалдуу артыкчылыктарын ойноп, жашообузга ыңгайлуулугун жана сюрприздерди алып келебиз деп үмүттөнөбүз.
Пост убактысы: Нов-14-2024