scandium – Store norske leksikon (original) (raw)
Scandium er det 21. grunnstoffet i periodesystemet. Det har atomnummer 21, atommasse 44,96 og atomsymbol Sc.
Metallisk scandium. Den gule fargen på overflaten kommer fra oksidasjon.
Scandium er et grunnstoff som i ren form er et sølvhvitt metall. Det er mykt og lett å bearbeide, og regnes som et lettmetall. Scandium brukes blant annet i legeringstilsetning i metaller til jagerfly og for å øke lysintensiteten i flombelysning.
Faktaboks
av latin Scandia, 'Skandinavia'; grunnstoffet ble først funnet i Skandinavia
Engelsk navn
scandium
Sc
21
44,95
Scandium er det første grunnstoffet i gruppe 3 i periodesystemet, og er et av de sjeldne jordmetallene. Metallet oksideres i luft og det dannes et tynt oksidlag som gir det en svak oransjefarget overflate.
Det finnes mer enn 800 mineraler som inneholder scandium, men det er få mineraler som inneholder store mengder scandium. Det viktigste er det grønnsvarte thortveititt, et ekstremt sjeldent mineral som hovedsakelig finnes i Norge. I 2005 utga Postverket i Norge et frimerke med bilde av mineralet.
Bruk
Scandium blir bare fremstilt i små mengder. Det brukes blant annet i krystaller til laserformål og som tilsetning til titankarbid for å øke hardheten. Fortynnede løsninger av scandiumsulfat, Sc2(SO4)3, benyttes til å øke spiringen av frø.
I legeringer
Det russiske jagerflyet MiG-29 bruker aluminium som er styrket med scandium.
Scandium brukes også som legeringstilsetning til magnesium og aluminium for å øke styrken og minske kornstørrelsen i legeringen. I tillegg har scandium høyt smeltepunkt og mange av de samme gode egenskapene som aluminium. Dette gjør metallet interessant for blant annet flyprodusenter. For eksempel er aluminiumet som benyttes i de russiske jagerflyene MiG-29 og MiG-31 tilsatt 0,3 prosent scandium.
I kvikksølvlamper
Scandium kan brukes til å øke lysintensiteten i flombelysning.
Scandiumjodid, ScI3, brukes som tilsetning til kvikksølvlamper for å øke lysintensiteten. Denne typen lamper benyttes derfor til flombelysning ved filming og på sportsarenaer. Scandiumjodid brukes som en fosfor i disse lampene og gir et skarpt lys som likner på normalt sollys.
Scandium har også blitt benyttet som et nøytronfilter, ved at kun nøytroner innen et bestemt energiintervall kommer gjennom metallet.
Forekomst
Frimerke fra 2005 som viser mineralet thortveititt. Dette er et av de viktigste mineralene for fremstilling av scandium.
Scandium utgjør 16 deler per million (ppm) av jordskorpen, og finnes dermed i større totalmengder enn tinn, sølv og gull. Scandium finnes i små konsentrasjoner i lantanoidmineraler som euxenitt og gadolinitt, og i noen wolfram-, tinn-, zirkonium- og uranmineraler.
Scandium er sjeldnere på Jorden enn i stjernene. Mens det er nummer 50 rangert etter konsentrasjon i Jorden som helhet, er det nummer 31 på Sola.
Mineraler
Thortveititt fra Iveland.
Rene scandiummineraler er få og sjeldne. Det som har vært lengst kjent er thortveititt, som første gang ble funnet i Iveland i Setesdal. Andre scandiummineraler er silikatet bazzitt og fosfatet kolbeckitt (ScPO4·2H2O).
Scandium finnes i spormengder i flere mineraler enn de fleste andre metaller – mer enn 800 mineraler inneholder scandium. Årsaken til dette er at scandium lett felles som scandiumhydroksid, Sc(OH)3, selv i nøytralt vann.
I naturen
Scandium har ingen kjent biologisk rolle, men finnes likevel i planter. Et eksempel er i teplanten. Denne trenger aluminium, og siden scandium likner på aluminium finner man målbare mengder scandium i teplantens blader.
Historie
Scandium er oppkalt etter Skandinavia (mørkeblått).
Eksistensen av scandium ble forutsagt i 1869 av den russiske kjemikeren Dmitrij Mendelejev i hans første periodesystem. Grunnstoffet ble imidlertid først oppdaget av den svenske kjemikeren Lars Fredrik Nilson (1840–1899) i mineralene gadolinitt og euxenitt i 1876. Han gav det navnet scandium fordi de to mineralene til da bare var kjent fra Skandinavia.
Metallisk scandium ble først fremstilt av den tyske kjemikeren Werner Fischer (1902–2001) i 1937 ved elektrolyse av kloridet i en smelte av andre metallklorider.
Den relativt høye konsentrasjonen av scandium i Sola ble observert allerede i 1908 av den britiske kjemikeren William Crookes og den tyske astrofysikeren Gustav Eberhard (1867–1940).
Fremstilling
Scandium kan fremstilles på flere måter, avhengig av råstoffene. Ved ekstraksjon av uran får man scandium som biprodukt. Fra thortveititt fremstilles scandium som oksid (Sc2O3) ved smelting med natriumkarbonat. Fra andre forekomster (lantanoider, uranmineraler) blir det fremstilt ved bruk av ionebytting og væske–væske-ekstraksjon.
Metallet scandium kan produseres fra scandiumoksid ved først å omdanne dette til et scandiumtrifluorid, ScF3, som så reduseres med kalsium ved høy temperatur med etterfølgende destillasjon ved 1650–1700 °C.
Det produseres rundt 50 kilogram scandium per år og da hovedsakelig som et biprodukt ved utvinningen av uran.
Kjemiske egenskaper
Oksidert pulver av scandium, omtrent én prosent Sc2O3.
Scandium er det første grunnstoffet i gruppe 3 i periodesystemet. Det vanligste ionet er Sc3+. De andre grunnstoffene i gruppe 3 er yttrium, lantanoidene og actinoidene.
Scandium regnes som et lettmetall. Scandiummetall reagerer med vann under utvikling av hydrogengass, og løser seg lett i de fleste syrer. I luft ved romtemperatur er det oksidasjonsbestandig, men det får en svak gul eller blekrosa fargetone på grunn av at det dannes en beskyttende, tynn oksidfilm på overflaten.
Forbindelser
I sine kjemiske forbindelser har scandium oksidasjonstall +III. Saltene av scandium er fargeløse. Den viktigste scandiumforbindelsen er scandiumoksid, Sc2O3. Scandiumoksid er et amfotært stoff, det vil si at det kan virke både som syre og base.
Isotoper
Det finnes bare én stabil isotop av scandium: 45Sc.