दुर्लभ पृथ्वी तत्वहरू | स्क्यान्डियम (एससी)

1879 मा, स्विडेनी रसायनशास्त्रका प्रोफेसर एलएफ निल्सन (1840-1899) र पीटी क्लीभ (1840-1905) ले लगभग एकै समयमा दुर्लभ खनिज ग्याडोलिनाइट र कालो दुर्लभ सुन अयस्कमा नयाँ तत्व फेला पारे। तिनीहरूले यस तत्वको नाम "स्क्यान्डियम", जुन मेन्डेलिभ द्वारा भविष्यवाणी गरिएको "बोरोन जस्तो" तत्व थियो। तिनीहरूको खोजले एक पटक फेरि तत्वहरूको आवधिक नियम र मेन्डेलिभको दूरदर्शिताको शुद्धता प्रमाणित गर्दछ।

ल्यान्थानाइड तत्वहरूसँग तुलना गर्दा, स्क्यान्डियमको धेरै सानो आयनिक त्रिज्या हुन्छ र हाइड्रोक्साइडको क्षारीयता पनि धेरै कमजोर हुन्छ। तसर्थ, जब स्क्यान्डियम र दुर्लभ पृथ्वी तत्वहरू सँगै मिसाइन्छ, तिनीहरूलाई अमोनिया (वा अत्यन्त पातलो क्षार) संग उपचार गरिन्छ, र स्क्यान्डियम पहिले अवक्षेपण हुनेछ। त्यसकारण, यसलाई "ग्रेडेड रेसिपिटेशन" विधिद्वारा दुर्लभ पृथ्वी तत्वहरूबाट सजिलै अलग गर्न सकिन्छ। अर्को विधि पृथकीकरणको लागि नाइट्रेटको ध्रुवीय विघटन प्रयोग गर्नु हो, किनकि स्क्यान्डियम नाइट्रेट विघटन गर्न सबैभन्दा सजिलो हो, ताकि विभाजनको उद्देश्य प्राप्त गर्न सकिन्छ।

स्क्यान्डियम धातु इलेक्ट्रोलाइसिस द्वारा प्राप्त गर्न सकिन्छ। स्क्यान्डियम को परिष्करण को समयमा,ScCl3, KCl, र LiCl सह पग्लिन्छन्, र पिघलिएको जस्तालाई इलेक्ट्रोलाइसिसको लागि क्याथोडको रूपमा जस्ता इलेक्ट्रोडमा स्क्यान्डियमलाई प्रक्षेपित गर्न प्रयोग गरिन्छ। त्यसपछि, जस्ता स्क्यान्डियम धातु प्राप्त गर्न वाष्पीकरण गरिन्छ। थप रूपमा, युरेनियम, थोरियम र ल्यान्थानाइड तत्वहरू उत्पादन गर्न अयस्क प्रशोधन गर्दा स्क्यान्डियम पुन: प्राप्त गर्न सजिलो छ। टंगस्टन र टिन खानीहरूबाट स्क्यान्डियमको साथको व्यापक रिकभरी पनि स्क्यान्डियमको महत्त्वपूर्ण स्रोत हो। स्क्यान्डियम मुख्यतया यौगिकहरूमा त्रिविभाज्य अवस्थामा हुन्छ र सजिलैसँग अक्सिडाइज हुन्छSc2O3हावामा, यसको धातुको चमक गुमाउँदै र गाढा खैरोमा परिणत हुन्छ। स्क्यान्डियमले हाइड्रोजन छोड्न तातो पानीसँग प्रतिक्रिया गर्न सक्छ र एसिडमा सजिलै घुलनशील हुन्छ, यसलाई बलियो घटाउने एजेन्ट बनाउँछ। स्क्यान्डियमको अक्साइड र हाइड्रोक्साइडहरूले मात्र क्षारीयता देखाउँछन्, तर तिनीहरूको नुन खरानीलाई शायदै हाइड्रोलाइज गर्न सकिन्छ। स्क्यान्डियमको क्लोराइड एक सेतो क्रिस्टल हो जुन पानीमा सजिलै घुलनशील हुन्छ र हावामा डेलिकेसन्स गर्न सक्छ। यसको मुख्य अनुप्रयोगहरू निम्नानुसार छन्।

(१) मेटलर्जिकल उद्योगमा, स्क्यान्डियम प्रायः मिश्र धातुहरू (मिश्र धातुका लागि additives) तिनीहरूको बल, कठोरता, गर्मी प्रतिरोध, र प्रदर्शन सुधार गर्न प्रयोग गरिन्छ। उदाहरणका लागि, पग्लिएको फलाममा थोरै मात्रामा स्क्यान्डियम थप्दा कास्ट आइरनका गुणहरूलाई उल्लेखनीय रूपमा सुधार गर्न सकिन्छ, जबकि एल्युमिनियममा थोरै मात्रामा स्क्यान्डियम थप्दा यसको बल र तातो प्रतिरोध सुधार गर्न सकिन्छ।

(२) इलेक्ट्रोनिक उद्योगमा, स्क्यान्डियम विभिन्न अर्धचालक यन्त्रहरूको रूपमा प्रयोग गर्न सकिन्छ, जस्तै अर्धचालकहरूमा स्क्यान्डियम सल्फाइटको प्रयोग, जसले घरेलू र अन्तर्राष्ट्रिय रूपमा ध्यान आकर्षित गरेको छ। स्क्यान्डियम युक्त फेराइटहरू पनि कम्प्युटर चुम्बकीय कोरहरूमा आशाजनक अनुप्रयोगहरू छन्।

(3) रासायनिक उद्योगमा, स्क्यान्डियम यौगिकहरू रक्सीको डिहाइड्रोजनेशन र एथिलिनको उत्पादनमा निर्जलीकरण र फोहोर हाइड्रोक्लोरिक एसिडबाट क्लोरीन उत्पादनको लागि कुशल उत्प्रेरकको रूपमा प्रयोग गरिन्छ।

(4) गिलास उद्योगमा, स्क्यान्डियम युक्त विशेष गिलास निर्माण गर्न सकिन्छ।

(5) बिजुली प्रकाश स्रोत उद्योगमा, स्क्यान्डियम र सोडियमबाट बनेको स्क्यान्डियम सोडियम बत्तीहरूले उच्च दक्षता र सकारात्मक प्रकाश रंगको फाइदाहरू छन्।

स्क्यान्डियम प्रकृतिमा 15Sc को रूपमा अवस्थित छ, र त्यहाँ स्क्यान्डियमको 9 रेडियोएक्टिभ आइसोटोपहरू छन्, अर्थात् 40-44Sc र 16-49Sc। ती मध्ये, 46Sc रासायनिक, धातुकर्म, र समुद्र विज्ञान क्षेत्रहरूमा ट्रेसरको रूपमा प्रयोग गरिएको छ। चिकित्सामा, क्यान्सरको उपचार गर्न 46Sc प्रयोग गरेर विदेशमा पनि अध्ययनहरू छन्।