21 ස්කැන්ඩියම් සහ එහි බහුලව භාවිතා වන පරීක්ෂණ ක්රම
අභිරහස සහ චමත්කාරජනක අංගයන්ගෙන් පිරුණු මෙම ලෝකයට සාදරයෙන් පිළිගනිමු. අද අපි එකට විශේෂ අංගයක් ගවේෂණය කරන්නෙමු -ස්කැන්ඩියම්. මෙම මූලද්රව්යය අපගේ එදිනෙදා ජීවිතයේදී බහුලව දක්නට නොලැබුණත්, එය විද්‍යාවේ සහ කර්මාන්තයේ වැදගත් කාර්යභාරයක් ඉටු කරයි.
ස්කැන්ඩියම්, මෙම පුදුමාකාර මූලද්රව්යය, බොහෝ විශ්මයජනක ගුණාංග ඇත. එය දුර්ලභ පෘථිවි මූලද්රව්ය පවුලක සාමාජිකයෙකි. අනිත් වගේදුර්ලභ පෘථිවි මූලද්රව්ය, ස්කැන්ඩියම් හි පරමාණුක ව්‍යුහය අභිරහස් වලින් පිරී ඇත. භෞතික විද්‍යාව, රසායන විද්‍යාව සහ ද්රව්ය විද්‍යාව තුළ ස්කැන්ඩියම් ප්‍රතිස්ථාපනය කළ නොහැකි කාර්යභාරයක් ඉටු කරන්නේ මෙම අද්විතීය පරමාණුක ව්‍යුහයන් ය.
ස්කැන්ඩියම් සොයා ගැනීම විකෘති කිරීම් සහ දුෂ්කරතා වලින් පිරී ඇත. එය ආරම්භ වූයේ 1841 දී, ස්වීඩන් රසායනඥ එල්එෆ්නිල්සන් (1840-1899) වෙනත් මූලද්රව්ය පිරිසිදු කරන ලද ද්‍රව්‍යවලින් වෙන් කිරීමට බලාපොරොත්තු වූ විටය.erbiumසැහැල්ලු ලෝහ අධ්යයනය කරන අතරතුර පෘථිවිය. නයිට්රේට් 13 වතාවක් අර්ධ වශයෙන් වියෝජනය කිරීමෙන් පසුව, ඔහු අවසානයේ පිරිසිදු ග්රෑම් 3.5 ක් ලබා ගත්තේය.ytterbiumපෘථිවිය. කෙසේ වෙතත්, ඔහු විසින් ලබාගත් ytterbium හි පරමාණුක බර මීට පෙර Malinac විසින් ලබා දුන් ytterbium හි පරමාණුක ස්කන්ධයට නොගැලපෙන බව ඔහු සොයා ගත්තේය. එහි කිසියම් සැහැල්ලු මූලද්‍රව්‍යයක් තිබිය හැකි බව තියුණු ඇස් ඇති නෙල්සන්ට වැටහුණි. එබැවින් ඔහු ලබාගත් ytterbium එම ක්‍රියාවලියම සමඟ දිගටම සැකසීමට පටන් ගත්තේය. අවසාන වශයෙන්, සාම්පලයෙන් දහයෙන් එකක් පමණක් ඉතිරි වූ විට, මනින ලද පරමාණුක බර 167.46 දක්වා පහත වැටුණි. මෙම ප්‍රතිඵලය ytrium හි පරමාණුක බරට ආසන්න බැවින් නෙල්සන් එය "Scandium" ලෙස නම් කළේය.
නෙල්සන් විසින් ස්කැන්ඩියම් සොයා ගත්තද, එහි දුර්ලභත්වය සහ වෙන්වීමේ අපහසුතා හේතුවෙන් එය විද්‍යා ප්‍රජාවේ වැඩි අවධානයක් දිනා ගත්තේ නැත. දුර්ලභ පෘථිවි මූලද්රව්ය පිළිබඳ පර්යේෂණ ප්‍රවණතාවක් බවට පත් වූ 19 වැනි සියවසේ අගභාගයේදී ස්කැන්ඩියම් නැවත සොයා ගෙන අධ්යයනය කළේ නැත.
එබැවින්, අපි ස්කැන්ඩියම් ගවේෂණයේ මෙම ගමන ආරම්භ කරමු, එහි අභිරහස අනාවරණය කර ගැනීමට සහ මෙම සාමාන්ය නමුත් සැබවින්ම ආකර්ශනීය මූලද්රව්යය තේරුම් ගැනීමට.
ස්කැන්ඩියම් හි යෙදුම් ක්ෂේත්ර
ස්කැන්ඩියම් හි සංකේතය Sc වන අතර එහි පරමාණුක ක්‍රමාංකය 21 වේ. මූලද්රව්යය මෘදු, රිදී-සුදු සංක්‍රාන්ති ලෝහයකි. ස්කැන්ඩියම් පෘථිවි පෘෂ්ඨයේ පොදු මූලද්‍රව්‍යයක් නොවුනද, එයට බොහෝ වැදගත් යෙදුම් ක්ෂේත්ර ඇත, ප්රධාන වශයෙන් පහත සඳහන් අංශ වලින්:
1. අභ්‍යවකාශ කර්මාන්තය: ස්කැන්ඩියම් ඇලුමිනියම් යනු ගුවන් යානා ව්‍යුහයන්, එන්ජින් කොටස් සහ ගුවන් අභ්‍යවකාශ කර්මාන්තයේ මිසයිල නිෂ්පාදනය සඳහා භාවිතා කරන සැහැල්ලු, අධි-ශක්ති මිශ්ර ලෝහයකි. ස්කැන්ඩියම් එකතු කිරීම මිශ්ර ලෝහයේ ශක්තිය සහ විඛාදන ප්‍රතිරෝධය වැඩි දියුණු කරන අතරම මිශ්ර ලෝහයේ ඝනත්වය අඩු කරයි, අභ්‍යවකාශ උපකරණ සැහැල්ලු හා කල් පවතින ඒවා බවට පත් කරයි.
2. බයිසිකල් සහ ක්රීඩා උපකරණ:ස්කැන්ඩියම් ඇලුමිනියම්බයිසිකල්, ගොල්ෆ් ක්ලබ් සහ අනෙකුත් ක්රීඩා උපකරණ සෑදීමට ද භාවිතා වේ. එහි විශිෂ්ට ශක්තිය සහ සැහැල්ලු බව නිසා,ස්කැන්ඩියම් මිශ්ර ලෝහයක්රීඩා උපකරණවල ක්රියාකාරිත්වය වැඩි දියුණු කිරීම, බර අඩු කිරීම සහ ද්රව්යයේ කල්පැවැත්ම වැඩි කළ හැකිය.
3. ආලෝකකරණ කර්මාන්තය:ස්කැන්ඩියම් අයඩයිඩ්අධි තීව්‍රතාවයෙන් යුත් සෙනෝන් ලාම්පු වල පිරවුමක් ලෙස භාවිතා කරයි. එවැනි බල්බ ඡායාරූපකරණය, චිත්‍රපට නිෂ්පාදනය, වේදිකා ආලෝකකරණය සහ වෛද්‍ය උපකරණ සඳහා භාවිතා කරනුයේ ඒවායේ වර්ණාවලි ලක්ෂණ ස්වභාවික හිරු එළියට ඉතා සමීප බැවිනි.
4. ඉන්ධන සෛල:ස්කැන්ඩියම් ඇලුමිනියම්ඝන ඔක්සයිඩ් ඉන්ධන සෛලවල (SOFCs) යෙදුම ද සොයා ගනී. මෙම බැටරි වල,ස්කැන්ඩියම්-ඇලුමිනියම් මිශ්ර ලෝහයඉන්ධන සෛලවල කාර්යක්ෂමතාව සහ කාර්ය සාධනය වැඩි දියුණු කිරීමට උපකාර වන ඉහළ සන්නායකතාවය සහ ස්ථාවරත්වය ඇති ඇනෝඩ ද්රව්ය ලෙස භාවිතා වේ.
5. විද්යාත්මක පර්යේෂණ: විද්යාත්මක පර්යේෂණ වලදී ස්කැන්ඩියම් අනාවරක ද්‍රව්‍යයක් ලෙස භාවිතා කරයි. න්‍යෂ්ටික භෞතික විද්‍යා අත්හදා බැලීම් සහ අංශු ත්වරණ වලදී, විකිරණ සහ අංශු හඳුනා ගැනීම සඳහා ස්කැන්ඩියම් සින්ටිලිලේෂන් ස්ඵටික භාවිතා වේ.
6. වෙනත් යෙදුම්: මිශ්ර ලෝහයේ ගුණ වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා ස්කැන්ඩියම් අධි-උෂ්ණත්ව සුපිරි සන්නායකයක් ලෙස ද සමහර විශේෂ මිශ්ර ලෝහවල ද භාවිතා වේ. ඇනෝඩීකරණය කිරීමේ ක්‍රියාවලියේදී ස්කැන්ඩියම්හි ඇති විශිෂ්ට ක්රියාකාරිත්වය හේතුවෙන්, එය ලිතියම් බැටරි සහ අනෙකුත් ඉලෙක්ට්‍රොනික උපාංග සඳහා ඉලෙක්ට්‍රෝඩ ද්රව්ය නිෂ්පාදනය සඳහා ද භාවිතා වේ.
එහි බොහෝ යෙදුම් තිබියදීත්, ස්කැන්ඩියම් නිෂ්පාදනය සහ භාවිතය එහි සාපේක්ෂ හිඟකම හේතුවෙන් සීමිත හා සාපේක්ෂව මිල අධික වන බව සැලකිල්ලට ගැනීම වැදගත්ය, එබැවින් එය භාවිතා කිරීමේදී එහි පිරිවැය සහ විකල්පයන් ප්රවේශමෙන් සලකා බැලිය යුතුය.
ස්කැන්ඩියම් මූලද්රව්යයේ භෞතික ගුණාංග
1. පරමාණුක ව්‍යුහය: ස්කැන්ඩියම් හි න්‍යෂ්ටිය ප්‍රෝටෝන 21 කින් සමන්විත වන අතර සාමාන්යයෙන් නියුට්‍රෝන 20 ක් අඩංගු වේ. එබැවින් එහි සම්මත පරමාණුක බර (සාපේක්ෂ පරමාණුක ස්කන්ධය) 44.955908 පමණ වේ. පරමාණුක ව්‍යුහය අනුව, ස්කැන්ඩියම්හි ඉලෙක්ට්‍රෝන වින්‍යාසය 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹ 4s² වේ.
2. භෞතික තත්ත්වය: ස්කැන්ඩියම් කාමර උෂ්ණත්වයේ දී ඝන වන අතර රිදී-සුදු පෙනුමක් ඇත. උෂ්ණත්වය හා පීඩනය වෙනස් වීම මත එහි භෞතික තත්ත්වය වෙනස් විය හැක.
3. ඝනත්වය: ස්කැන්ඩියම් ඝනත්වය 2.989 g/cm3 පමණ වේ. මෙම සාපේක්ෂ අඩු ඝනත්වය එය සැහැල්ලු ලෝහයක් බවට පත් කරයි.
4. ද්‍රවාංකය: ස්කැන්ඩියම් ද්‍රවාංකය සෙල්සියස් අංශක 1541 (ෆැරන්හයිට් අංශක 2806) පමණ වන අතර එයින් පෙන්නුම් කරන්නේ එයට සාපේක්ෂව ඉහළ ද්‍රවාංකයක් ඇති බවයි. 5. තාපාංකය: ස්කැන්ඩියම්හි තාපාංකය සෙල්සියස් අංශක 2836 (ෆැරන්හයිට් අංශක 5137) පමණ වේ, එයින් අදහස් වන්නේ එය වාෂ්ප වීමට ඉහළ උෂ්ණත්වයක් අවශ්ය බවයි.
6. විද්‍යුත් සන්නායකතාව: ස්කැන්ඩියම් සාධාරණ විද්‍යුත් සන්නායකතාවක් සහිත හොඳ විදුලි සන්නායකයකි. තඹ හෝ ඇලුමිනියම් වැනි පොදු සන්නායක ද්රව්ය තරම් හොඳ නොවූවත්, විද්‍යුත් විච්ඡේදක සෛල සහ අභ්‍යවකාශ යෙදුම් වැනි සමහර විශේෂ යෙදුම් සඳහා එය තවමත් ප්රයෝජනවත් වේ.
7. තාප සන්නායකතාව: ස්කැන්ඩියම් සාපේක්ෂ ඉහළ තාප සන්නායකතාවයක් ඇති අතර, එය ඉහළ උෂ්ණත්වවලදී හොඳ තාප සන්නායකයක් බවට පත් කරයි. සමහර ඉහළ උෂ්ණත්ව යෙදුම් සඳහා මෙය ප්රයෝජනවත් වේ.
8. ස්ඵටික ව්‍යුහය: ස්කැන්ඩියම් සතුව ෂඩාස්‍රාකාර සමීප ඇසුරුම් සහිත ස්ඵටික ව්‍යුහයක් ඇත, එයින් අදහස් වන්නේ එහි පරමාණු ස්ඵටිකයේ සමීපව ඇසුරුම් කරන ලද ෂඩාස්‍රවලට අසුරා ඇති බවයි.
9. චුම්භකත්වය: ස්කැන්ඩියම් කාමර උෂ්ණත්වයේ දී චුම්භක වේ, එනම් එය චුම්බක ක්ෂේත්ර මගින් ආකර්ෂණය හෝ විකර්ෂණය නොවේ. එහි චුම්බක හැසිරීම එහි ඉලෙක්ට්‍රොනික ව්‍යුහයට සම්බන්ධ වේ.
10. විකිරණශීලිත්වය: ස්කැන්ඩියම් හි සියලුම ස්ථායී සමස්ථානික විකිරණශීලී නොවේ, එබැවින් එය විකිරණශීලී නොවන මූලද්‍රව්‍යයකි.
ස්කැන්ඩියම් යනු විශේෂ යෙදුම් කිහිපයක් සහිත සාපේක්ෂව සැහැල්ලු, ඉහළ ද්‍රවාංක ලෝහයකි, විශේෂයෙන් අභ්‍යවකාශ කර්මාන්තයේ සහ ද්රව්ය විද්‍යාවේ. එය ස්වභාවධර්මයේ බහුලව දක්නට නොලැබුණත්, එහි භෞතික ගුණාංග එය ක්ෂේත්ර කිහිපයකම අද්විතීය ලෙස ප්රයෝජනවත් වේ.
ස්කැන්ඩියම් වල රසායනික ගුණ
ස්කැන්ඩියම් යනු සංක්‍රාන්ති ලෝහ මූලද්‍රව්‍යයකි.
1. පරමාණුක ව්‍යුහය: ස්කැන්ඩියම්ගේ පරමාණුක ව්‍යුහය ප්‍රෝටෝන 21 කින් සහ සාමාන්යයෙන් නියුට්‍රෝන 20 කින් සමන්විත වේ. එහි ඉලෙක්ට්‍රෝන වින්‍යාසය 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹ 4s² වන අතර, එයින් පෙන්නුම් කරන්නේ එහි එක් පුර නොකළ d කක්ෂයක් ඇති බවයි.
2. රසායනික සංකේතය සහ පරමාණුක ක්‍රමාංකය: ස්කැන්ඩියම්හි රසායනික සංකේතය Sc වන අතර එහි පරමාණුක ක්‍රමාංකය 21 වේ.
3. විද්‍යුත් සෘණතාව: ස්කැන්ඩියම් සතුව 1.36 ක පමණ අඩු විද්‍යුත් සෘණතාවයක් ඇත (පෝල් විද්‍යුත් සෘණතාවයට අනුව). මෙයින් අදහස් කරන්නේ ධනාත්මක අයන සෑදීමට ඉලෙක්ට්‍රෝන නැති වී යන බවයි.
4. ඔක්සිකරණ තත්ත්වය: ස්කැන්ඩියම් සාමාන්යයෙන් පවතින්නේ +3 ඔක්සිකරණ තත්ත්‍වයේ ය, එයින් අදහස් වන්නේ එය Sc³⁺ අයනය සෑදීමට ඉලෙක්ට්‍රෝන තුනක් නැති වී ඇති බවයි. මෙය එහි වඩාත් පොදු ඔක්සිකරණ තත්ත්වයයි. Sc²⁺ සහ Sc⁴⁺ ද හැකි වුවද, ඒවා අඩු ස්ථායී සහ අඩු පොදු වේ.
5. සංයෝග: ස්කැන්ඩියම් ප්රධාන වශයෙන් ඔක්සිජන්, සල්ෆර්, නයිට්‍රජන් සහ හයිඩ්‍රජන් වැනි මූලද්රව්ය සමඟ සංයෝග සාදයි. සමහර පොදු ස්කැන්ඩියම් සංයෝග ඇතුළත් වේස්කැන්ඩියම් ඔක්සයිඩ් (Sc2O3) සහ ස්කැන්ඩියම් හේලයිඩ (උදාස්කැන්ඩියම් ක්ලෝරයිඩ්, ScCl3).
6. ප්‍රතික්‍රියාශීලීත්වය: ස්කැන්ඩියම් යනු සාපේක්ෂව ප්‍රතික්‍රියාශීලී ලෝහයකි, නමුත් එය වාතයේ වේගයෙන් ඔක්සිකරණය වී ස්කැන්ඩියම් ඔක්සයිඩ් ඔක්සයිඩ් පටලයක් සාදයි, එය තවදුරටත් ඔක්සිකරණ ප්රතික්රියා වළක්වයි. මෙයද ස්කැන්ඩියම් සාපේක්ෂ වශයෙන් ස්ථායී කරන අතර යම් විඛාදන ප්‍රතිරෝධයක් ඇත.
7. ද්‍රාව්‍යතාව: ස්කැන්ඩියම් බොහෝ අම්ලවල සෙමින් දිය වේ, නමුත් ක්ෂාරීය තත්ත්ව යටතේ වඩාත් පහසුවෙන් දිය වේ. එහි ඔක්සයිඩ් පටලය ජල අණු සමඟ තවදුරටත් ප්රතික්රියා වළක්වන නිසා එය ජලයේ දිය නොවේ.
8. ලැන්තනයිඩ් වැනි රසායනික ගුණ: ස්කැන්ඩියම්හි රසායනික ගුණ ලැන්තනයිඩ් ශ්‍රේණියේ (ලැන්තනම්, ගැඩොලිනියම්, neodymium, ආදිය), එබැවින් එය සමහර විට ලැන්තනයිඩ් වැනි මූලද්‍රව්‍යයක් ලෙස වර්ගීකරණය කර ඇත. මෙම සමානතාවය ප්රධාන වශයෙන් අයනික අරය, සංයෝග ගුණ සහ සමහර ප්‍රතික්‍රියාශීලීත්වය තුලින් පිලිබිඹු වේ.
9. සමස්ථානික: ස්කැන්ඩියම් සතුව බහු සමස්ථානික ඇත, ඒවායින් සමහරක් පමණක් ස්ථායී වේ. වඩාත්ම ස්ථායී සමස්ථානිකය Sc-45 වන අතර එය දිගු අර්ධ ආයු කාලයක් ඇති අතර විකිරණශීලී නොවේ.
ස්කැන්ඩියම් යනු සාපේක්ෂව දුර්ලභ මූලද්‍රව්‍යයකි, නමුත් එහි ඇති සුවිශේෂී රසායනික හා භෞතික ගුණාංග නිසා, එය යෙදුම් ක්ෂේත්ර කිහිපයක, විශේෂයෙන් අභ්‍යවකාශ කර්මාන්තයේ, ද්රව්ය විද්‍යාවේ සහ සමහර අධි තාක්‍ෂණික යෙදුම්වල වැදගත් කාර්යභාරයක් ඉටු කරයි.
ස්කැන්ඩියම් වල ජීව විද්යාත්මක ගුණාංග
ස්කැන්ඩියම් ස්වභාවධර්මයේ පොදු මූලද්‍රව්‍යයක් නොවේ. එමනිසා, එය ජීවීන් තුළ ජීව විද්යාත්මක ගුණ නොමැත. ජීව විද්යාත්මක ගුණාංගවලට සාමාන්යයෙන් ජීව විද්යාත්මක ක්‍රියාකාරකම්, ජීව විද්යාත්මක අවශෝෂණය, පරිවෘත්තීය සහ ජීවීන්ගේ මූලද්‍රව්‍යවල බලපෑම් ඇතුළත් වේ. ස්කැන්ඩියම් ජීවයට අත්‍යවශ්‍ය මූලද්‍රව්‍යයක් නොවන බැවින් දන්නා කිසිම ජීවියෙකුට ස්කැන්ඩියම් සඳහා ජීව විද්යාත්මක අවශ්‍යතාවයක් හෝ භාවිතයක් නොමැත.
ජීවීන් මත ස්කැන්ඩියම් වල බලපෑම ප්රධාන වශයෙන් එහි විකිරණශීලීතාවයට සම්බන්ධ වේ. ස්කැන්ඩියම් හි සමහර සමස්ථානික විකිරණශීලී වේ, එබැවින් මිනිස් සිරුර හෝ වෙනත් ජීවීන් විකිරණශීලී ස්කැන්ඩියම් වලට නිරාවරණය වුවහොත් එය භයානක විකිරණ නිරාවරණයක් ඇති කළ හැකිය. මෙම තත්ත්වය සාමාන්යයෙන් සිදුවන්නේ න්‍යෂ්ටික විද්‍යා පර්යේෂණ, විකිරණ චිකිත්සාව හෝ න්‍යෂ්ටික අනතුරු වැනි විශේෂිත අවස්ථාවන්හිදීය.
ස්කැන්ඩියම් ජීවීන් සමඟ හිතකර ලෙස අන්තර්ක්‍රියා නොකරන අතර විකිරණ උපද්‍රව පවතී. එමනිසා, එය ජීවීන් තුළ වැදගත් අංගයක් නොවේ.
ස්කැන්ඩියම් යනු සාපේක්ෂව දුර්ලභ රසායනික මූලද්‍රව්‍යයක් වන අතර ස්වභාවධර්මයේ එහි ව්‍යාප්තිය සාපේක්ෂව සීමිතය. සොබාදහමේ ස්කැන්ඩියම් ව්‍යාප්තිය පිළිබඳ සවිස්තරාත්මක හැඳින්වීමක් මෙන්න:
1. ස්වභාවයේ අන්තර්ගතය: ස්කැන්ඩියම් පෘථිවි පෘෂ්ඨයේ සාපේක්ෂව කුඩා ප්‍රමාණවලින් පවතී. පෘථිවි පෘෂ්ඨයේ සාමාන්ය අන්තර්ගතය 0.0026 mg/kg (හෝ මිලියනයකට කොටස් 2.6) පමණ වේ. මෙය ස්කැන්ඩියම් පෘථිවි පෘෂ්ඨයේ ඇති දුර්ලභ මූලද්‍රව්‍යවලින් එකක් බවට පත් කරයි.
2. ඛනිජවල සොයාගැනීම: එහි සීමිත අන්තර්ගතය තිබියදීත්, ස්කැන්ඩියම් ඇතැම් ඛනිජවල, ප්රධාන වශයෙන් ඔක්සයිඩ් හෝ සිලිකේට ආකාරයෙන් සොයා ගත හැක. ස්කැන්ඩියම් අඩංගු සමහර ඛනිජ වර්ග වලට ස්කැන්ඩියනයිට් සහ ඩොලමයිට් ඇතුළත් වේ.
3. ස්කැන්ඩියම් නිස්සාරණය: ස්වභාවධර්මයේ සීමිත ව්‍යාප්තිය හේතුවෙන් පිරිසිදු ස්කැන්ඩියම් නිස්සාරණය කිරීම සාපේක්ෂ වශයෙන් අපහසු වේ. සාමාන්යයෙන්, ස්කැන්ඩියම් බොක්සයිට් වල ඇලුමිනියම් සමඟ සිදුවන බැවින් ඇලුමිනියම් උණු කිරීමේ ක්‍රියාවලියේ අතුරු ඵලයක් ලෙස ලබා ගනී.
4. භූගෝලීය ව්‍යාප්තිය: ස්කැන්ඩියම් ගෝලීය වශයෙන් බෙදා හරිනු ලැබේ, නමුත් ඒකාකාරව නොවේ. චීනය, රුසියාව, නෝර්වේ, ස්වීඩනය සහ බ්‍රසීලය වැනි සමහර රටවල පොහොසත් ස්කැන්ඩියම් නිධි ඇති අතර අනෙකුත් ප්‍රදේශවල ඒවා ඇත්තේ කලාතුරකිනි.
ස්කැන්ඩියම් ස්වභාවධර්මයේ සීමිත ව්‍යාප්තියක් ඇතත්, එය සමහර අධි තාක්‍ෂණික සහ කාර්මික යෙදුම්වල වැදගත් කාර්යභාරයක් ඉටු කරයි, එබැවින් එහි
ස්කැන්ඩියම් මූලද්රව්ය නිස්සාරණය සහ උණු කිරීම
ස්කැන්ඩියම් දුර්ලභ ලෝහ මූලද්‍රව්‍යයක් වන අතර එහි පතල් කැණීම් සහ නිස්සාරණ ක්රියාවලීන් බෙහෙවින් සංකීර්ණ වේ. පහත දැක්වෙන්නේ ස්කැන්ඩියම් මූලද්රව්ය කැණීම සහ නිස්සාරණය කිරීමේ ක්‍රියාවලිය පිළිබඳ සවිස්තරාත්මක හැඳින්වීමකි.
1. ස්කැන්ඩියම් නිස්සාරණය: ස්කැන්ඩියම් ස්වභාවධර්මයේ මූලද්රව්ය ස්වරූපයෙන් නොපවතින නමුත් සාමාන්යයෙන් ලෝපස්වල සුළු ප්‍රමාණයකින් පවතී. ප්රධාන ස්කැන්ඩියම් ලෝපස් අතරට වැනේඩියම් ස්කැන්ඩියම් ලෝපස්, සර්කෝන් ලෝපස් සහ යිට්‍රියම් ලෝපස් ඇතුළත් වේ. මෙම ලෝපස් වල ස්කැන්ඩියම් අන්තර්ගතය සාපේක්ෂව අඩුය.
ස්කැන්ඩියම් නිස්සාරණය කිරීමේ ක්‍රියාවලියට සාමාන්යයෙන් පහත පියවර ඇතුළත් වේ:
a. පතල් කැණීම: ස්කැන්ඩියම් අඩංගු ලෝපස් කැණීම.
ආ. තලා දැමීම සහ ලෝපස් සැකසීම: අපද්‍රව්‍ය පාෂාණවලින් ප්රයෝජනවත් ලෝපස් වෙන් කිරීම සඳහා යපස් තලා සැකසීම.
c. Flotation: පාවෙන ක්‍රියාවලිය හරහා ස්කැන්ඩියම් අඩංගු ලෝපස් අනෙකුත් අපද්‍රව්‍ය වලින් වෙන් කරනු ලැබේ.
ඈ විසුරුවා හැරීම සහ අඩු කිරීම: ස්කැන්ඩියම් හයිඩ්‍රොක්සයිඩ් සාමාන්යයෙන් ද්‍රාවණය කර පසුව අඩු කිරීමේ කාරකයක් (සාමාන්යයෙන් ඇලුමිනියම්) මගින් ලෝහමය ස්කැන්ඩියම් බවට අඩු කරයි.
ඊ. විද්‍යුත් විච්ඡේදක නිස්සාරණය: අඩු වූ ස්කැන්ඩියම් අධි සංශුද්ධතාවය ලබා ගැනීම සඳහා විද්‍යුත් විච්ඡේදක ක්‍රියාවලියක් හරහා නිස්සාරණය කරනු ලැබේ.ස්කැන්ඩියම් ලෝහය.
3. ස්කැන්ඩියම් පිරිපහදු කිරීම: බහු විසර්ජන සහ ස්ඵටිකීකරණ ක්රියාවලීන් හරහා, ස්කැන්ඩියම්වල සංශුද්ධතාවය තවදුරටත් වැඩිදියුණු කළ හැක. ස්කැන්ඩියම් සංයෝග ක්ලෝරීනීකරණය හෝ කාබනීකරණ ක්රියාවලීන් හරහා වෙන් කර ස්ඵටිකීකරණය කිරීම පොදු ක්‍රමයකි.අධි-පිරිසිදු ස්කැන්ඩියම්.
ස්කැන්ඩියම් හිඟකම හේතුවෙන් නිස්සාරණය සහ පිරිපහදු කිරීමේ ක්රියාවලීන් සඳහා ඉතා නිරවද්‍ය රසායනික ඉංජිනේරු විද්‍යාව අවශ්ය වන අතර සාමාන්යයෙන් සැලකිය යුතු අපද්‍රව්‍ය සහ අතුරු නිෂ්පාදන ප්‍රමාණයක් ජනනය වන බව සටහන් කළ යුතුය. එබැවින්, ස්කැන්ඩියම් මූලද්රව්ය කැණීම සහ නිස්සාරණය සංකීර්ණ හා මිල අධික ව්‍යාපෘතියක් වන අතර, සාමාන්යයෙන් ආර්ථික කාර්යක්ෂමතාව වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා අනෙකුත් මූලද්රව්ය කැණීම් සහ නිස්සාරණ ක්‍රියාවලිය සමඟ ඒකාබද්ධ වේ.
ස්කැන්ඩියම් හඳුනාගැනීමේ ක්රම
1. පරමාණු අවශෝෂණ වර්ණාවලීක්ෂය (AAS): පරමාණුක අවශෝෂණ වර්ණාවලීක්ෂය යනු නියැදියක ස්කැන්ඩියම් සාන්ද්‍රණය තීරණය කිරීම සඳහා විශේෂිත තරංග ආයාමවල අවශෝෂණ වර්ණාවලි භාවිතා කරන බහුලව භාවිතා වන ප්‍රමාණාත්මක විශ්ලේෂණ ක්‍රමයකි. එය නියැදිය දැල්ලක් තුළ පරීක්ෂා කිරීමට පරමාණු බවට පත් කරයි, පසුව වර්ණාවලීක්ෂයක් හරහා නියැදිය තුළ ඇති ස්කැන්ඩියම් අවශෝෂණ තීව්‍රතාව මැන බලයි. මෙම ක්‍රමය ස්කැන්ඩියම් හෝඩුවාවක් සාන්ද්‍රණය හඳුනා ගැනීම සඳහා සුදුසු වේ.
2. Inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP-OES): Inductively coupled plasma optical emission spectrometry යනු බහු-මූලද්රව්ය විශ්ලේෂණයේදී බහුලව භාවිතා වන අතිශය සංවේදී සහ වරණීය විශ්ලේෂණ ක්‍රමයකි. එය නියැදිය පරමාණු කර ප්ලාස්මා සාදයි, සහ වර්ණාවලිමානයක ස්කැන්ඩියම් විමෝචනයේ නිශ්චිත තරංග ආයාමය සහ තීව්‍රතාවය තීරණය කරයි.
3. ප්‍රේරක වශයෙන් සම්බන්ධිත ප්ලාස්මා ස්කන්ධ වර්ණාවලීක්ෂය (ICP-MS): ප්‍රේරක වශයෙන් සම්බන්ධිත ප්ලාස්මා ස්කන්ධ වර්ණාවලීක්ෂය යනු සමස්ථානික අනුපාත නිර්ණය කිරීම සහ සොයා ගැනීමේ මූලද්රව්ය විශ්ලේෂණය සඳහා භාවිතා කළ හැකි ඉතා සංවේදී සහ අධි-විභේදන විශ්ලේෂණ ක්‍රමයකි. එය නියැදිය පරමාණු කර ප්ලාස්මා සාදයි, සහ ස්කන්ධ වර්ණාවලීක්ෂයක ස්කෑන්ඩියම් හි ස්කන්ධ-ආරෝපණ අනුපාතය තීරණය කරයි. 4. එක්ස් කිරණ ප්‍රතිදීප්ත වර්ණාවලීක්ෂය (XRF): එක්ස් කිරණ ප්‍රතිදීප්ත වර්ණාවලීක්ෂය මූලද්‍රව්‍යවල අන්තර්ගතය විශ්ලේෂණය කිරීම සඳහා එක්ස් කිරණ මගින් නියැදිය උද්දීපනය කළ පසු ජනනය වන ප්‍රතිදීප්ත වර්ණාවලිය භාවිතා කරයි. නියැදියේ ඇති ස්කැන්ඩියම් අන්තර්ගතය ඉක්මනින් හා විනාශකාරී නොවන ලෙස තීරණය කළ හැකිය.
5. සෘජු කියවීමේ වර්ණාවලීක්ෂය: ප්‍රකාශ විද්‍යුත් සෘජු කියවීමේ වර්ණාවලීක්ෂය ලෙසද හැඳින්වේ, එය නියැදියක ඇති මූලද්‍රව්‍යවල අන්තර්ගතය විශ්ලේෂණය කිරීමට භාවිතා කරන විශ්ලේෂණ තාක්‍ෂණයකි. සෘජු කියවීමේ වර්ණාවලීක්ෂය පරමාණුක විමෝචන වර්ණාවලීක්ෂයේ මූලධර්මය මත පදනම් වේ. එය ඝන තත්වයේ සිට නියැදියේ ඇති මූලද්රව්ය සෘජුවම වාෂ්ප කිරීමට සහ උද්වේගකර තත්වයේ ලාක්ෂණික වර්ණාවලි රේඛා විමෝචනය කිරීමට අධි-උෂ්ණත්ව විද්‍යුත් පුළිඟු හෝ චාප භාවිතා කරයි. සෑම මූලද්‍රව්‍යයකටම අනන්‍ය විමෝචන රේඛාවක් ඇති අතර එහි තීව්‍රතාවය සාම්පලයේ ඇති මූලද්රව්යයේ අන්තර්ගතයට සමානුපාතික වේ. මෙම ලාක්ෂණික වර්ණාවලි රේඛාවල තීව්‍රතාවය මැනීමෙන් නියැදියේ එක් එක් මූලද්රව්යයේ අන්තර්ගතය තීරණය කළ හැක. මෙම ක්‍රමය ප්රධාන වශයෙන් ලෝහ සහ මිශ්ර ලෝහවල සංයුතිය විශ්ලේෂණය සඳහා විශේෂයෙන් ලෝහ විද්‍යාව, ලෝහ සැකසුම්, ද්රව්ය විද්‍යාව සහ වෙනත් ක්ෂේත්‍රවල භාවිතා වේ.
ස්කැන්ඩියම්වල ප්‍රමාණාත්මක විශ්ලේෂණය සහ තත්ත්ව පාලනය සඳහා මෙම ක්රම රසායනාගාරයේ සහ කර්මාන්තයේ බහුලව භාවිතා වේ. සුදුසු ක්‍රමය තෝරාගැනීම නියැදි වර්ගය, අවශ්ය හඳුනාගැනීමේ සීමාව සහ හඳුනාගැනීමේ නිරවද්‍යතාවය වැනි සාධක මත රඳා පවතී.
ස්කැන්ඩියම් පරමාණු අවශෝෂණ ක්‍රමයේ විශේෂිත යෙදුම
මූලද්රව්ය මැනීමේදී, පරමාණුක අවශෝෂණ වර්ණාවලීක්ෂයට ඉහළ නිරවද්‍යතාවයක් සහ සංවේදීතාවයක් ඇති අතර, මූලද්‍රව්‍යවල රසායනික ගුණ, සංයෝග සංයුතිය සහ අන්තර්ගතය අධ්යයනය කිරීම සඳහා ඵලදායී මාධ්‍යයක් සපයයි.
ඊළඟට, අපි යකඩ මූලද්රව්යයේ අන්තර්ගතය මැනීම සඳහා පරමාණුක අවශෝෂණ වර්ණාවලීක්ෂය භාවිතා කරමු.
නිශ්චිත පියවර පහත පරිදි වේ:
පරීක්ෂා කිරීමට නියැදිය සකස් කරන්න. මැනිය යුතු නියැදියේ විසඳුමක් පිළියෙළ කිරීම සඳහා, පසුව මිනුම් පහසු කිරීම සඳහා ආහාර දිරවීම සඳහා මිශ්ර අම්ලය භාවිතා කිරීම සාමාන්යයෙන් අවශ්ය වේ.
සුදුසු පරමාණු අවශෝෂණ වර්ණාවලීක්ෂයක් තෝරන්න. පරීක්ෂා කිරීමට නියමිත නියැදියේ ගුණ සහ මැනිය යුතු ස්කැන්ඩියම් අන්තර්ගත පරාසය මත පදනම්ව සුදුසු පරමාණු අවශෝෂණ වර්ණාවලීක්ෂයක් තෝරන්න. පරමාණු අවශෝෂණ වර්ණාවලීක්ෂයේ පරාමිතීන් සකස් කරන්න. පරීක්ෂා කරන ලද මූලද්රව්ය සහ උපකරණ ආකෘතිය මත පදනම්ව ආලෝක ප්‍රභවය, පරමාණුකාරකය, අනාවරකය යනාදිය ඇතුළුව පරමාණු අවශෝෂණ වර්ණාවලීක්ෂයේ පරාමිතීන් සකසන්න.
ස්කැන්ඩියම් මූලද්රව්යයේ අවශෝෂණය මැනීම. පරීක්ෂා කිරීමට නියැදිය පරමාණුකයක තබා ආලෝක ප්‍රභවයක් හරහා නිශ්චිත තරංග ආයාමයක ආලෝක විකිරණ විමෝචනය කරන්න. පරීක්ෂා කිරීමට නියමිත ස්කැන්ඩියම් මූලද්රව්යය මෙම ආලෝක විකිරණ අවශෝෂණය කර ශක්ති මට්ටමේ සංක්‍රාන්තිවලට භාජනය වේ. අනාවරකයක් හරහා ස්කැන්ඩියම් මූලද්රව්ය අවශෝෂණය මැනීම.
ස්කැන්ඩියම් මූලද්රව්යයේ අන්තර්ගතය ගණනය කරන්න. අවශෝෂණය සහ සම්මත වක්‍රය මත පදනම්ව ස්කැන්ඩියම් මූලද්රව්යයේ අන්තර්ගතය ගණනය කරන්න.
සැබෑ වැඩ වලදී, වෙබ් අඩවියේ නිශ්චිත අවශ්යතා අනුව සුදුසු මිනුම් ක්රම තෝරා ගැනීම අවශ්ය වේ. රසායනාගාරවල සහ කර්මාන්තවල යකඩ විශ්ලේෂණය සහ හඳුනාගැනීමේදී මෙම ක්රම බහුලව භාවිතා වේ.
ස්කැන්ඩියම් පිළිබඳ අපගේ සවිස්තරාත්මක හැඳින්වීම අවසානයේදී, මෙම අපූරු මූලද්රව්යය පිළිබඳ ගැඹුරු අවබෝධයක් සහ දැනුමක් පාඨකයන්ට ලබා ගත හැකි යැයි අපි බලාපොරොත්තු වෙමු. ස්කැන්ඩියම්, ආවර්තිතා වගුවේ වැදගත් අංගයක් ලෙස, විද්‍යා ක්ෂේත්‍රයේ ප්රධාන කාර්යභාරයක් ඉටු කරනවා පමණක් නොව, එදිනෙදා ජීවිතයේදී සහ අනෙකුත් ක්ෂේත්‍රවල පුළුල් පරාසයක යෙදීම් ද ඇත.
නවීන විද්‍යාවේ සහ තාක්‍ෂණයේ ස්කැන්ඩියම්වල ගුණ, භාවිතය, සොයාගැනීමේ ක්‍රියාවලිය සහ භාවිතය අධ්යයනය කිරීමෙන් අපට මෙම මූලද්රව්යයේ අද්විතීය චමත්කාරය සහ විභවය දැකිය හැකිය. අභ්‍යවකාශ ද්‍රව්‍යවල සිට බැටරි තාක්‍ෂණය දක්වා, පෙට්‍රෝ රසායනික ද්‍රව්‍යවල සිට වෛද්‍ය උපකරණ දක්වා, ස්කැන්ඩියම් ප්රධාන කාර්යභාරයක් ඉටු කරයි.
ඇත්ත වශයෙන්ම, ස්කැන්ඩියම් අපගේ ජීවිතයට පහසුවක් ගෙන දෙන අතරම, එයට යම් අවදානමක් ඇති බව ද අප වටහා ගත යුතුය. එබැවින්, අප ස්කැන්ඩියම්වල ප්‍රතිලාභ භුක්ති විඳීමට අවශ්ය වන අතරම, ඇතිවිය හැකි ගැටළු මඟහරවා ගැනීම සඳහා සාධාරණ භාවිතය සහ ප්‍රමිතිගත යෙදුම කෙරෙහි ද අවධානය යොමු කළ යුතුය. විද්‍යාවේ සහ තාක්‍ෂණයේ අනාගත සංවර්ධනයේ දී, ස්කැන්ඩියම් තවත් ක්ෂේත්‍රවල එහි අද්විතීය වාසි ඉටු කර අපගේ ජීවිතයට වඩාත් පහසුව සහ විස්මයන් ගෙන එනු ඇතැයි අපි අපේක්ෂා කරමු.
පසු කාලය: නොවැම්බර්-14-2024