Scandium, suyun yoğunluğunun yaklaşık üç katı yoğunluğa sahip, yumuşak, gümüşi bir metaldir. Skandiyum bir geçiş metalidir ve aynı zamanda benzer kimyasal özellikleri (diğer elementlerden ekstraksiyonun ve ayırmanın zorluğu gibi) ve aynı cevherlerde bulunması nedeniyle nadir bir toprak elementi olarak kabul edilir.
Scandium, periyodik tabloya göre, Dünya’nın kabuğunda ağırlıkça milyonda yaklaşık 22 parça bolluk ile Dünya’da en bol bulunan 31. elementtir.
Skandiyum iyi dağılmıştır ve 800’den fazla mineralde bulunmuştur. Bu mineraller, skandiyum oksit (scandia veya skandiyum oksit olarak da bilinen Sc2O3) formunda bulunur. Skandiyum oksitin kilogramı başına birkaç bin dolardan saf skandiyumun kilogramı başına birkaç yüz bin dolara kadar, bu elementin maliyeti genellikle yüksek olmasına rağmen birçok ticari kullanımı vardır.
İçindekiler
Öğe özellikleri
Atom numarası (çekirdekteki proton sayısı): 21
Atom sembolü (elementlerin periyodik tablosunda): Sc
Atom ağırlığı (bir atomun ortalama kütlesi): 44.9559
Yoğunluk: İnç küp başına 1,734 ons (santimetreküp başına 3,0 gram)
Oda sıcaklığında durumu: katı
Erime noktası: 2,804°F (1,540°C)
Kaynama noktası: 5,126 F (2830 C)
Doğal izotopların sayısı (aynı elementin farklı nötron sayılarına sahip atomları): 1. Ayrıca laboratuvarda oluşturulmuş 13 sentetik izotop vardır.
En Yaygın İzotoplar: Sc-45 (%100 doğal bolluk)
Tarih
New World Encyclopedia’ya göre, periyodik tablonun mucidi Rus kimyager Dmitri Mendeleev, 1869’da skandiyumun (“icaboron” adını verdiği – bora benzer) varlığını ve özelliklerini tahmin etti. İsveçli kimyager Lars Fredrik Nilsson, 1879’da tayfını incelerken element. Yuksinit ve gadolinit mineralleri. Hollandalı bir tarihçi olan Pieter van der Krogt’a göre, elementin adı “İskandinavya” idi, bu da Latince’de İskandinavya anlamına geliyordu, çünkü İskandinavya’da mineraller o zamanlar yalnızca İskandinav Yarımadası’nda bulunuyordu. İsveçli kimyager Per Teodor Cleve, Nelson tarafından keşfedilen yeni elementin Mendeleev tarafından tanımlanan elementle aynı olduğunu söyledi.
Skandiyumu izole etmeye yönelik ilk girişimde, Nilsson ve ekibi 10 kilo skandiyum işlediler ve yaklaşık 2 gram skandiyum oksit üretmeyi başardılar. Yeni Dünya Ansiklopedisi’ne göre, metal skandiyum ilk olarak 1937’ye kadar Alman kimyagerler Werner Fischer, Karl Brunger ve Hans Grensisen tarafından üretilmedi. Scandium, 1960 yılında yüzde 99 saflıkta üretildi.
Kim bilir?
Skandiyum havaya maruz kaldığında oksitlenir ve yüzeyinde skandiyum oksit oluşumu nedeniyle sarı veya pembeye döner.
Scandium, Ay ve Güneş’te Dünya’dan daha bol miktarda bulunur. Dünya’da, skandiyum belirli yerlerde yoğunlaşmak yerine yüzeye ince bir şekilde yayılma eğilimindedir.
Scandium, öncelikle Çin, Kazakistan, Madagaskar, Norveç ve Rusya’da çıkarılır ve Soğuk Savaş dönemi stoklarının çoğu eski Sovyetler Birliği’nden gelir. Aynı zamanda Temmuz 2022’de Eskişehir’de bu elementten çok büyük miktarlarda keşfedildi.
Amerika Birleşik Devletleri’nde üretilen toplam skandiyum miktarı bir “endüstri ticari sırrı” olarak kabul edilir ve açıklanmaz.
Scandium biyolojide hiçbir rol oynamaz ve ortalama bir insan günde 0.1 mcg’den daha azını alır ve bilinen bir sağlık etkisi yoktur.
Skandiyum ve alüminyum alaşımları, alaşım yüzde 0,5’ten az skandiyum olsa bile, geleneksel alaşımlara göre daha iyi mukavemete, yeniden kristalleşmeye karşı daha iyi dirence, daha küçük tane boyutuna ve sıcak çatlamaya karşı daha iyi dirence sahiptir.
Scandium esas olarak yüksek yoğunluklu aydınlatma ve cıva buharlı lambalar oluşturmak için kullanılır (çoğunlukla fotoğraf ve TV/film için kullanılır). Scandium, doğal güneş ışığına çok benzer bir ışık üretir. İngiliz astronom ve yazar David Darling’e göre, skandiyum ayrıca alkalin pillerde katalizör olarak (skandiyum oksit olarak) ve bitki tohumlarının çimlenmesini iyileştirmek için (skandiyum sülfat olarak) kullanılır.
Jeolojik araştırma kurumları, 2015 yılında skandiyumun en yüksek kullanımlarının katı oksit yakıt hücreleri ve skandiyum alüminyum alaşımlarında olduğunu, seramik, elektronik, lazerler ve radyoizotoplarda daha düşük miktarlarda skandiyum kullanıldığını bildirdi.
Scandium ayrıca bisiklet lastikleri ve beyzbol sopaları gibi özel spor malzemeleri yapmak için kullanılan alaşımlarda da kullanılır. Spor ekipmanları için geleneksel alaşımlara göre skandiyum alaşımları kullanmanın faydaları, daha fazla güç, daha hafif ağırlık ve korozyon direncidir.
Journal of the Society of Metals, Minerals and Materials’da yayınlanan Suudi mühendis Zaki Ahmed tarafından 2003 yılında yapılan bir araştırma, skandiyumla güçlendirilmiş alüminyumun havacılık uygulamalarında (döküm başlıklar, ısı kalkanları, tekerlekler, yakıt ve egzoz) kullanılabileceğini buldu. yukarıda açıklananlar ve daha fazlası), Hava taşımacılığı, otomobiller (tekerlekler, çamurluklar, lastikler, pistonlar, hava yastığı kutuları) ve tuzdan arındırma tesisleri ve tekne motorları gibi tuzlu su ortamları.
Skandiyum-alüminyum alaşımlarının ilk kullanımları esas olarak Sovyet Ordusu tarafından desteklendi. Alaşım, o zamanlar daha yaygın olan alaşımlara (çoğunlukla alüminyum-magnezyum, alüminyum-lityum) göre avantajları nedeniyle, öncelikle MIG 29 avcı uçaklarında ve füzelerinde kullanıldı.
Skandiyum-46 radyoizotop, petrolün hareketini izlemek ve yer altı borularındaki sızıntıları tespit etmek için bir izleyici olarak petrol arıtmada kullanılır.
Su, skandiyumun üzerinden geçtiğinde, hidrojen gazı salmak için sudaki oksijenle reaksiyona girer.
Skandiyum safsızlıkları, değerli taş akuamarin olarak bilinen beril çeşidine mavi rengini verir.
Mevcut çalışmalar
Çoğu skandiyum araştırması, skandiyum alaşımlarının, özellikle alüminyum ile kullanımına odaklanır. Bu çalışmaların çoğu, skandiyumu diğer metallerle birleştirmenin faydalarını ve alaşımın ne için kullanılabileceğini tartışıyor. Amerikalı mucit William Tuck’ın 1997 patenti ve Elsevier Metalurji Departmanında 2010’da yayınlanan bu çalışma gibi, alaşımlarla çalışmanın yeni yöntemleri gibi çeşitli kaynaklardan skandiyum geri kazanımına ilişkin devam eden çalışmalar vardır. , bir grup Avustralyalı araştırmacı tarafından, Yue Wang ve ark.
Tack’in patenti, bisiklet çerçeveleri gibi yapıları kaynakla birleştirmek için alüminyum skandiyum alaşımlarını kullanma yöntemini tarif ediyordu. Kullanılan alaşımlar, kaynak tekniği kullanılarak çeşitli yapılar için en iyi malzeme kombinasyonunu belirlemek için silikon, manganez, magnezyum, zirkonyum, titanyum ve bakır gibi diğer “dolgu maddeleri” ile birlikte değişen miktarlarda skandiyum içeriyordu.
2010 yılında yapılan bir çalışmada, farklı kaynaklardan skandiyumun geri kazanılması için farklı süreçler açıklanmıştır. Skandiyum öncelikle uranyum, alüminyum, titanyum, zirkonyum ve diğer nadir toprak cevherleri gibi diğer cevherlerin madenciliğinin bir yan ürünü olarak geri kazanılır. Kalıntı cevherlerden skandiyumu geri kazanmak için liç, solvent ekstraksiyonu, çökeltme ve kalsinasyon gibi çeşitli teknikler kullanılır.
Bazı araştırmalar, skandiyumun okyanustaki önemini tartışmaktadır. Eser mineraller, sağlıklı bir okyanus ortamı için gerekli mikro besinlerdir ve demir en çok çalışılan element iken, skandiyum okyanusta bulunan en az çalışılan eser elementlerden biridir. Skandiyumun bilinen bir biyolojik rolü yoktur. Bu nedenle, okyanusta çözünmüş skandiyum, okyanus demir döngüsünün gıda dışı yönü ile ilişkili olabilir.
Çeşitli araştırmalara göre, okyanusta çözünen skandiyum ve demir benzer dağılımlara, konsantrasyonlara ve reaktiviteye sahiptir (benzer bir inorganik bileşiğe dayalı olarak). Hem demir hem de skandiyum ve bunların okyanustaki özelliklerini incelemenin “okyanusta meydana gelen fiziksel, kimyasal ve biyolojik süreçler hakkında yeni bilgiler” sağlayabileceği sonucuna vardı.
kaynak:
BBC
yazar: Tuncay Bayraktar
Diğer gönderilerimize göz at
[wpcin-random-posts]