Skandium

Skandium je silne elektropozívny, strieborne biely, mäkký kov. Oxidačný stav skandia je vo väčšine zlúčenín +3. Priemyslové uplatnenie skandia je pomerne malé, hlavné využitie nachádza pri výrobe svetelných zdrojov.

Obsah

1 História objavu
2 Základne fyzikálno-chemické vlastnosti
3 Výskyt v prírode
4 Výroba a použitie
5 Izotopy

[úprava] História objavu

Skandium patrí medzi prvky, ktorých existenciu predpovedal ruský chemik a tvorca periodickej tabuľky prvkov Dmitrij Ivanovič Mendelejev. V roku 1869 publikoval článok o predkladaných vlastnostiach dovtedy neobjaveného prvku, ktorý naznal ekabor.

Objav skandia učinil švédsky chemik Lars Fredrick Nilson v roku 1879 pomocou spektrálnej analýzy, keď v spektre zmesi prvkov vzácnych zemín z minerálov euxtenitu a gadolinitu objavil dovtedy neznáme spektrálne línie. Rozkladom týchto minerálov a chemickým delením vzniknutej zmesi sa mu podarilo získať 2 g vysoko čistého oxidu skanditého Sc₂O₃.

Čisté kovové elementárne skandium bolo pripravené až v roku 1937 elektrolýzou taveniny zmesi draslíka, lítia a chloridu skanditého ScCl₃ pri teplote 700-800 °C na volfrámovej elektróde.

[úprava] Základne fyzikálno-chemické vlastnosti

Skandium je strieborne biely, mäkký a výrazne ľahký kovový prvok, podobný svojimi vlastnosťami hliníku, titánu a lantanoidom.

Chemicky je pomerne stále, na vzduchu sa pomaly pokrýva vrstvičkou nažltlého oxidu, ktorý ho chráni pred ďalšou koróziou. Je odolné voči pôsobeniu vlhkosti a vody, rovnako odoláva aj pôsobeniu oxidačných kyselín.

[úprava] Výskyt v prírode

Skandium sa vyskytuje v prírode v relatívne veľkom množstve. Jeho priemerný obsah v zemskej kôre sa pohybuje v rozmedzí 5-22 mg Sc/kg. V morskej vode je jeho obsah pomerne nízky, približne 0,00004 mg/l. Vo vesmíre pripadá jeden atóm skandia na približne na 1 miliardu atómov vodíka.

Hoci neexistujú žiadne veľké ložiská rúd s vysokým obsahom skandia, značné množstvo sa získava pri spracovaní uránových rúd. Existuje len jeden nerast obsahujúci väčšie množstvo skandia - tortveitit Sc₂Si₂O₇, ktorého najväčšie náleziská sa nachádzajú v Nórsku.

[úprava] Výroba a použitie

Vzhľadom na to, že skandium nemá žiadny veľký technický význam, vyrába sa iba v malom množstve. Z väčšej časti sa získava z odpadu pri spracovaní uránových rúd, ďalším zdrojom je tortveitit, ktorý obsahuje 35-40% oxidu skanditého.

Skandium sa používa pri výrobe vysoko intenzívnych zdrojov svetla, rádioaktívny izotop ⁴⁶Sc sa používa pri rafinácii ropy. Najväčšie využitie nachádza v zliatinách s hliníkom, ktoré sa používajú v leteckom priemysle a pri výrobe športového vybavenie (bicykle, bejzbalové pálky, ...). Používa sa tiež ako konštrukčný kov v kozmonautike.

[úprava] Izotopy

Prírodné skandium obsahuje len jeden stabilný izotop ⁴⁵Sc. Ďalej je známych dohromady 13 rádioizotopov, z ktorých najstabilnejším je ⁴⁶Sc (polčas rozpadu je 83,79 dní). ⁴⁷Sc má polčas rozpadu 3.3492 dní a ⁴⁸Sc len 43,67 hodín. Ostatné izotopy majú polčas rozpadu kratší ako 4 hodiny a väčšina z nich dokonca menej ako 2 minúty. Tento prvok má tiež päť metastavov, z ktorých najpodstatnejší je ^44mSc (polčas rozpadu 58,6 hod.).

Atómová hmotnosť izotopov skandia sa pohybuje od 39,978 amu (⁴⁰Sc) do 53,963 amu (⁵⁴Sc).