فلز اسکاندیم

پاسخ: اسکاندیم و ایتریم از عناصر خاکی کمیاب در نظر گرفته می شوند زیرا تمایل دارند در رسوبات مشابهی با لانتانیدها وجود داشته باشند و خواص شیمیایی مشابهی از خود نشان دهند.

پاسخ: اسکاندیم یک فلز انتقالی به رنگ سفید نقره ای است که در سال 1879 توسط شیمیدان سوئدی لارس فردریک نیلسون کشف شد. این ماده با حذف آن از سایر مواد معدنی استخراج می شود و نسبتاً کمیاب است و اکثریت اسکاندیم از معادن چین، ماداگاسکار و روسیه تهیه می شود. فلز اسکاندیم تقطیر شده با حرارت دادن اکسید اسکاندیم در خلاء تولید می شود تا تبخیر شود، سپس بخار متراکم شده و جمع آوری می شود. این یک شکل بسیار خالص از اسکاندیم با خلوص 99.99٪ است.

پاسخ: فلز اسکاندیم تصفیه شده شکل خالصی از اسکاندیم است که فرآیند تصفیه را طی کرده است، ناخالصی ها را از بین می برد و آن را برای استفاده در کاربردهای با تکنولوژی بالا مناسب می کند. فرآیند پالایش شامل مراحل مختلفی از جمله هضم اسیدی، استخراج با حلال، رسوب و تکلیس است که در نتیجه یک ترکیب اکسید اسکاندیم ایجاد می شود. این ترکیب بیشتر با آلومینیوم کاهش می یابد تا فلز اسکاندیم خالص تولید شود.

پاسخ: فلز اسکاندیم احیا آلیاژی است که عمدتاً از اسکاندیم و آلومینیوم ساخته شده است و مقادیر کمی از عناصر دیگر مانند منیزیم و زیرکونیوم دارد.

پاسخ: فلز اسکاندیم تصفیه شده همچنین می تواند در کاربردهای دیگری مانند راکتورهای هسته ای، قطعات الکترونیکی و کاتالیزورها نیز استفاده شود. با توجه به خواص منحصر به فردش، اسکاندیم به عنوان یک ماده حیاتی توسط وزارت انرژی ایالات متحده شناسایی شده است و انتظار می رود تقاضای آن در سال های آینده افزایش یابد.

پاسخ: فلز اسکاندیم تقطیر شده در صنعت پزشکی نویدبخش است. این یک بخش حیاتی از نوع جدیدی از لیزر جراحی است که در حال حاضر در حال توسعه است و در میان سایر کاربردهای پزشکی نویدبخش درمان سرطان است.

پاسخ: اسکاندیم مقطر کیفیت بهتری نسبت به کاهش یافته دارد. فلز اسکاندیم تصفیه شده مانند کریستال فلزی دندریتی است. با این حال، یک کاهش یافته قطعات نامنظم شکسته است.

الف: اثرات اسکاندیم بر سلامتی:

اسکاندیم هیچ نقش بیولوژیکی ندارد. فقط مقادیر کمی به زنجیره غذایی می رسد، بنابراین میانگین مصرف روزانه افراد کمتر از 0.1 میکروگرم است.

اسکادیوم سمی نیست، اگرچه پیشنهاداتی مبنی بر سرطان زا بودن برخی از ترکیبات آن وجود دارد.

اسکاندیم بیشتر در محیط کار خطرناک است، زیرا رطوبت ها و گازها با هوا قابل استنشاق هستند. این می تواند باعث آمبولی ریه شود، به ویژه در هنگام قرار گرفتن در معرض طولانی مدت. اسکاندیم زمانی که در بدن انسان انباشته می شود می تواند تهدیدی برای کبد باشد.

الف: اثرات اسکاندیم بر محیط زیست:

اسکاندیم در بسیاری از نقاط مختلف، عمدتاً توسط صنایع تولید بنزین، در محیط ریخته می شود. همچنین در صورت دور ریختن وسایل خانگی می تواند وارد محیط شود. اسکاندیم به تدریج در خاک ها و خاک های آبی تجمع می یابد و این در نهایت منجر به افزایش غلظت در انسان، حیوانات و ذرات خاک می شود.

اسکاندیم با حیوانات آب باعث آسیب به غشای سلولی می شود که تأثیرات منفی متعددی بر تولید مثل و عملکرد سیستم عصبی دارد.

پاسخ: اسکاندیم به ندرت در طبیعت یافت می شود، زیرا در مقادیر بسیار کم وجود دارد. اسکاندیم معمولاً فقط در دو نوع سنگ معدنی مختلف یافت می شود. تورتویتیت منبع اصلی اسکاندیم است و محصولات جانبی باطله آسیاب اورانیوم نیز منبع مهمی است. تولید جهانی تنها 50 کیلوگرم در سال است. هیچ تخمینی از میزان موجود بالقوه وجود ندارد.

اسکاندیم تنها پنجاهمین عنصر فراوان در اجاق گاز است، به طور گسترده ای پراکنده شده است و به مقدار کمی در بیش از 800 ماده معدنی وجود دارد. تصور می شود که رنگ آبی گونه آکوامارین بریل ناشی از اسکاندیم است.

فقط حدود 3 درصد از گیاهانی که از نظر اسکاندیم مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند، وجود آن را نشان می‌دهند، و حتی این مقادیر بسیار ریز بودند، با اینکه سبزیجات تنها 5ppb دارند، اگرچه علف 70ppb دارد.

الف: خواص فیزیکی فلز اسکاندیم:

• فلز اسکاندیم فلزی ظریف و سفید مایل به نقره ای است که در معرض هوا کمی زرد یا صورتی می شود.
• تقریباً به سبک آلومینیوم (چگالی کم) است، اما نقطه ذوب بسیار بالاتری دارد.
• طعم و بوی اسکاندیم نامشخص است.
• 'Sc' در دمای اتاق در حالت جامد است.
• فلز اسکاندیم چکش خوار و انعطاف پذیر است.
• Sc اغلب به عنوان یک عنصر غیر مغناطیسی در نظر گرفته می شود.
• این ماده نه تنها از نظر ظرفیت عنصر (3) غیرمعمول است، بلکه به دلایلی که هنوز کشف نشده است، رسانای عالی الکتریسیته است.
• فلز اسکاندیم دارای چگالی 2.99 گرم بر سانتی متر مکعب است. نقطه ذوب 1541 درجه و نقطه جوش 2836 درجه است.
• فلز اسکاندیم موثرترین عنصر میکروآلیاژی شناخته شده برای تقویت آلومینیوم در حالی که به طور همزمان انعطاف پذیری، مقاومت در برابر حرارت و خوردگی و وزن را بهبود می بخشد.

الف: خواص شیمیایی اسکاندیم:

• اسکاندیم از نظر شیمیایی شبیه عناصر خاکی کمیاب است.
• اگر اسکاندیم در هوا قرار گیرد، لایه‌ای از اکسید ایجاد می‌شود که به نظر می‌رسد رنگ آن کمی زرد یا صورتی است.
• به راحتی هوا می گیرد و به آرامی در اکثر اسیدهای رقیق حل می شود.
• هنگامی که چرخش اسکاندیم در هوا مشتعل می شود، اکسید اسکاندیم را تشکیل می دهد و شعله زرد روشنی از خود ساطع می کند.