Unsur Nadir Bumi | Scandium (Sc)

Pada tahun 1879, profesor kimia Sweden LF Nilson (1840-1899) dan PT Cleve (1840-1905) menemui unsur baru dalam gadolinit galian galian jarang dan bijih emas jarang hitam pada masa yang sama. Mereka menamakan elemen ini "Skandium", yang merupakan unsur "seperti boron" yang diramalkan oleh Mendeleev. Penemuan mereka sekali lagi membuktikan ketepatan hukum berkala unsur dan pandangan jauh Mendeleev.

Berbanding dengan unsur lantanida, skandium mempunyai jejari ionik yang sangat kecil dan kealkalian hidroksida juga sangat lemah. Oleh itu, apabila unsur skandium dan nadir bumi bercampur, ia dirawat dengan ammonia (atau alkali yang sangat cair), dan skandium akan memendakan terlebih dahulu. Oleh itu, ia boleh diasingkan dengan mudah daripada unsur nadir bumi dengan kaedah "kerpasan berperingkat". Kaedah lain ialah menggunakan penguraian polar nitrat untuk pemisahan, kerana skandium nitrat adalah yang paling mudah untuk mengurai, untuk mencapai tujuan pemisahan.

Logam skandium boleh diperolehi dengan elektrolisis. Semasa penapisan skandium,ScCl3, KCl, dan LiCl dicairkan bersama, dan zink lebur digunakan sebagai katod untuk elektrolisis untuk memendakan skandium pada elektrod zink. Kemudian, zink disejat untuk mendapatkan logam skandium. Di samping itu, adalah mudah untuk mendapatkan semula skandium apabila memproses bijih untuk menghasilkan unsur uranium, torium, dan lantanida. Pemulihan menyeluruh skandium yang disertakan daripada lombong tungsten dan bijih timah juga merupakan sumber skandium yang penting. Skandium terutamanya dalam keadaan trivalen dalam sebatian dan mudah teroksida kepadaSc2O3di udara, kehilangan kilauan logamnya dan bertukar menjadi kelabu gelap. Skandium boleh bertindak balas dengan air panas untuk membebaskan hidrogen dan mudah larut dalam asid, menjadikannya agen penurunan yang kuat. Oksida dan hidroksida skandium hanya menunjukkan kealkalian, tetapi abu garamnya sukar dihidrolisiskan. Klorida skandium adalah kristal putih yang mudah larut dalam air dan boleh deliquescence di udara. Aplikasi utamanya adalah seperti berikut.

(1) Dalam industri metalurgi, skandium sering digunakan untuk mengeluarkan aloi (aditif untuk aloi) untuk meningkatkan kekuatan, kekerasan, rintangan haba dan prestasinya. Sebagai contoh, menambah sejumlah kecil skandium kepada besi cair boleh meningkatkan sifat besi tuang dengan ketara, manakala menambah sejumlah kecil skandium kepada aluminium boleh meningkatkan kekuatan dan rintangan habanya.

(2) Dalam industri elektronik, skandium boleh digunakan sebagai pelbagai peranti semikonduktor, seperti penggunaan skandium sulfit dalam semikonduktor, yang telah menarik perhatian di dalam dan di luar negara. Ferit yang mengandungi skandium juga mempunyai aplikasi yang menjanjikan dalam teras magnet komputer.

(3) Dalam industri kimia, sebatian skandium digunakan sebagai pemangkin yang cekap untuk penyahhidrogenan alkohol dan dehidrasi dalam pengeluaran etilena dan pengeluaran klorin daripada sisa asid hidroklorik.

(4) Dalam industri kaca, kaca khas yang mengandungi skandium boleh dihasilkan.

(5) Dalam industri sumber cahaya elektrik, lampu natrium skandium yang diperbuat daripada skandium dan natrium mempunyai kelebihan kecekapan tinggi dan warna cahaya positif.

Skandium wujud dalam bentuk 15Sc dalam alam semula jadi, dan terdapat juga 9 isotop radioaktif skandium, iaitu 40-44Sc dan 16-49Sc. Antaranya, 46Sc telah digunakan sebagai pengesan dalam bidang kimia, metalurgi dan oseanografi. Dalam bidang perubatan, terdapat juga pengajian di luar negara menggunakan 46Sc untuk merawat kanser.