Свойства скандия

Общие сведения

Очистка редкоземельных металлов дистилляцией

Рафинирование редкоземельных металлов, полученных одним из описанных способов, можно осуществить дистилляцией в вакууме. Этот метод эффективен для очистки тугоплавких металлов иттриевой группы и самого иттрия.

Металл помещают в танталовый тигель, соединенный с танталовым конденсатором. Тигель с конденсатором помещают в кварцевую трубу, соединенную с вакуумной системой. Тигель нагревают с помощью индуктора. Плавка ведется при вакууме ≤ 0,0013 Па. При плавке диспрозия, гольмия, эрбия поддерживают температуру в тигле 1600 - 1700 °С, конденсатора 900 — 1000 °С. Для более тугоплавких металлов — иттрия, тербия и лютеция – 2000 - 2200 °С и 1300 - 1400 °С соответственно.

5.2. Металлургия скандия

Элемент с атомным номером 21 «экабор» и его свойства предсказал в 1871 году Д.И. Менделеев. Открыл элемент шведский химик Нильсон в 1879 году, работая над извлечением редкоземельного элемента иттербия из минерала гадолинита. Металлический скандий 94 - 98 %-ной чистоты получен в 1937 году Фишером электролизом расплавленного хлорида скандия.

Скандий элемент IIIA подгруппы Периодической системы химических элементов. В природе известен один стабильный изотоп ⁴⁵Sc известно 12 искусственных радиоактивных изотопов.

Некоторые физические свойства скандия: атомная масса 44,9559, плотность.2,989 г/см³, тип и параметры решетки: гексагональная, а = 0,33085 нм, температура плавления 1541 °С, кипения – 2836 °С.

Компактный скандий - серебристо-белый металл. Непосредственно реагирует с кислородом, галогенами, серой, углеродом. На воздухе образующаяся на поверхности металла пленка предотвращает дальнейшее окисление. С азотом реагирует выше 500 °С с образованием нитрида ScN. При нагревании вытесняет водород из воды, легко растворяется в минеральных кислотах, за исключением хромовой и плавиковой кислот, медленно реагирует с концентрированным раствором гидроксида натрия. Радиус иона Sc³⁺ (0,083 нм по Н.В.Белову и Г.В.Бокию) меньше, чем радиус иона Y³⁺ (0,097 нм) и трехзарядных ионов РЗЭ (0,088 - 0,103 нм). Поэтому в соединениях скандия выражено стремление к гидролизу сильнее, чем в аналогичных соединениях РЗЭ. Скандий склонен к образованию двойных и комплексных соединений с анионами и нейтральными лигандами в большей мере, чем РЗЭ.

С металлами I, II, VII, VIII побочных подгрупп и II, III, IV, V главных подгрупп Периодической системы элементов скандий образует интерметаллические соединения типа ScMe, Sc₂Me, ScMe₂, ScMeS и другие.

Элементы III, IV, V и VI побочных подгрупп образуют со скандием эвтектики или области несмешиваемости в жидком состоянии, проявляется растворимость в твердом состоянии.