فلز اسکاندیم و اطلاعاتی درخصوص کاربردهای آن

در این مقاله قصد داریم درخصوص کاربردهای فلز اسکاندیم صحبت کنیم؛ فلزی که جزو کمیاب ترین فلزهای موجود در پوسته زمین است و کاربردهای جالبی در صنعت دارد.

کاربردهای اسکاندیم در صنعت و زندگی روزمره ؟

اسکاندیم یکی از فلزات کمیاب در پوسته زمین است که با توجه به تولید کم سالانه و ویژگی های منحصر به فرد آن معمولا قیمت بالایی دارد و در کاربردهای روزمره کمتر اثری از آن دیده می شود.

اسکاندیم چیست ؟

اسکاندیم عنصر شیمیایی با نماد Sc و عدد اتمی 21 است که به عنوان یک عنصر انتقالی و فلز خاکی کمیاب شناخته شده و پنجاهمین عنصر رایج در زمین محسوب می شود.

این فلز در شرایط معمولی به رنگ نقره ای – سفید، نسبتا نرم و تقریبا به سبکی آلومینیوم می باشد، وقتی در معرض هوا قرار می گیرد به رنگ صورتی ملایم یا زرد تغییر رنگ می دهد و اگر آن را آتش بزنید به راحتی می سوزد.

اسکاندیم در فرم خالص خود با اسیدها واکنش نشان داده و حل می شود اما با اکسیژن واکنش نشان نمی دهد و در برابر خوردگی بسیار مقاوم می باشد. از واکنش این فلز با آب گاز هیدروژن تولید می شود.

اسکاندیم از نقطه ذوب بسیار بالایی برخوردار است که آن را به جایگزین مناسبی برای آلومینیوم در کاربردهای حرارت بالا تبدیل کرده است

اسکاندیم در مقادیر کم در بیش از 800 ماده معدنی یافت می شود، مثلا به نظر می رسد رنگ آبی انواع بریل آکوامارین از این فلز نشات گرفته است.

تنها تعداد معدودی از مواد معدنی حاوی مقدار قابل توجه اسکاندیم می باشند که از جمله آن ها می توان به گادولینیم، تورتویتیت و اکسینیت اشاره کرد، از سوی دیگر محصول جانبی استخراج برخی مواد معدنی از جمله فلوئور و تانتال و همچنین محصول جانبی تصفیه اورانیوم می باشد.

اسکاندیم به سختی به فرم خالص خود جدا سازی می شود و نوع خالص آن از حرارت دادن فلوئورید اسکاندیم با فلز کلسیم به دست می آید.

به نظر می رسد اسکاندیم تنها در مناطق نروژ و ماداگاسکار به اندازه قابل توجهی یافت می شود و میزان تولید جهانی سالانه آن 50 کیلوگرم می باشد.

تاریخچه کشف اسکاندیم ؟

اولین بار در سال 1879 یک شیمیدان سوئدی به نام لارس اف نیلسون هنگام آزمایش روی مواد معدنی گادولینیم و اکسینیت موفق به کشف این فلز شد و در سال 1937 اولین فلز اسکاندیم تولید شد.

نیلسون نام اسکاندیم را از نام سرزمین مادری خود با کلمه لاتین اسکاندیا که مخفف اسکاندیناوی است گرفته است.

کاربردهای اسکاندیم ؟

اسکاندیم فلزی کمیاب و گران قیمت است که نمی توان از آن به عنوان یک فلز رایج استفاده کرد و اغلب آلومینیوم و تیتانیوم به جای آن استفاده می شوند زیرا قیمت آن ها کمتر بوده و برخی خصوصیات این فلز را دارا می باشند.

برخی کاربردهای مهم اسکاندیم عبارتند از :

از اسکاندیم به همراه آلومینیوم برای ساخت آلیاژهای با دوام و محکم در صنعت هوا و فضا از جمله اجزای هواپیما، تجهیزات ورزشی مانند چوب های گلف، چوب بیس بال و دوچرخه و همچنین اسلحه های گرم استفاده می شود.

یدید اسکاندیم در ساخت لامپ های بخار جیوه استفاده می شود تا یک منبع نوری بسیار کارآمد شبیه نور خورشید ایجاد شود، این لامپ ها در مسابقات ورزشی و فیلمبرداری در فضای داخلی و شب بسیار مناسب هستند.

یکی از کاربردهای بالقوه این فلز در پیل های سوختی است.

اسکاندیم در وسایل خانگی نظیر تلویزیون های رنگی، لامپ های فلورسنت، لامپ های کم مصرف و عینک ها استفاده می شود.

استفاده از اسکاندیم به دلیل مناسب بودن آن برای تولید کاتالیزورها و صیقل دادن شیشه در حال افزایش می باشد.

اسکاندیم و سلامتی انسان :
اسکاندیم نقش بیولوژیکی مشخصی ندارد و تنها مقادیر کمی از آن به زنجیره غذایی می رسد، به همین دلیل مصرف روزانه انسان به طور متوسط کمتر از 0.1 میکرو گرم می باشد.
این ماده سمی نیست اگرچه بحث هایی درباره سرطان زا بودن برخی ترکیبات آن مطرح شده است.
اسکاندیم بیشتر در محیط های کار خطرناک است زیرا رطوبت ها و گازها می توانند به همراه هوا استنشاق شده و باعث آمبولی ریه به خصوص در کسانی که به مدت طولانی در معرض آن ها قرار دارند شوند، به علاوه تجمع اسکاندیم در کبد می تواند تهدید کننده سلامتی باشد.

اسکاندیم و محیط زیست :
اسکاندیم اغلب توسط صنایع تولید کننده بنزین یا از طریق ضایعات وسایل خانگی وارد محیط زیست می شود و به تدریج در خاک و خاک های آبی تجمع پیدا می کند که در نهایت باعث افزایش غلظت این فلز در بدن انسان ها، حیوانات و ذرات خاک می شود.
ناگفته نماند اسکاندیم باعث آسیب غشای سلولی موجودات دریایی شده و اثر منفی روی تولید مثل و عملکرد سیستم عصبی آن ها دارد.

منبع : کوکا