Escandio
Luisa Fernanda Marín Gaviria
10°2
Quimica
María Victoria Díaz
Institución Educativa Presbítero Bernardo Montoya Giraldo
Copacabana
2013
INDICE
Introducción
pag
I. Historia…………………………………………………………… 1
II. Que es……………………………………………………………. 2
III. Propiedades Químicas y Físicas…………………………………. 3
IV. Métodos de preparación y aplicación……………………………. 4
V. Características Principales ………………………………………. 5
VI. Usos y efectos…………………………………………………… .. 6
VII. Forma, Color, Sabor……………………………………………….. 7
Conclusión
Bibliografía
INTRODUCCIÓN
Este tema trata de los elementos químicos y su clasificación en metales y no metales. También se considera el grupo de elementos con características de uno y otro, por cuya razón se les denomina “metaloides”.
A efectos de empezar a conocer cómo se mencionan universalmente a los elementos, es decir, el símbolo con el cual se representan, se comienza el tratamiento de lo referente a la Tabla Periódica, donde se encuentran ubicados por grupos según que posean características similares.
Los elementos químicos se ubican en la Tabla Periódica bajo las denominaciones de: Metales, Metaloides y No metales, grupos que se diferencian en su estado natural, propiedades características, abundancia y usos.
Este tema trata de los elementos químicos y su clasificación en metales y no metales. También se considera el grupo de elementos con características de uno y otro, por cuya razón se les denomina “metaloides”.
En Química se denominan
•Descubridor: Lars Fredrik
Nilson.
•Lugar de descubrimiento: Suecia.
•Año de descubrimiento: 1879.
•Origen del nombre: De la palabra latina "Scandia" que significaba
"Escandinavia", en honor al lugar donde fue encontrado el elemento.
Es más abundante en el Sol que en la Tierra y debe su nombre a Scandia nombre
latino de la península escandinava.
•Obtención: La existencia de este elemento fue predicha por
Mendeleiev en 1871, lo denominó eka-boro, por sus analogías con el elemento
boro. Partiendo de 10 kg de euxenita, Nilson preparó 2 gramos de óxido de
escandio, Sc2O3. Una vez obtenido se comprobó que sus propiedades coincidían
con las anunciadas por Mendeleiev, lo cual ayudó a confirmar la validez del
sistema periódico propuesto por él mismo.
El
escandio (del latín científico scandĭum, y éste de Scandi,
Escandinavia) fue descubierto por Lars Fredrick Nilson en 1879 mientras
trabajaba con su equipo en la búsqueda de metales tierras raras mediante
análisis espectral de los minerales euxenita y gadolinita. Para aislar el
elemento procesó 10 kg de euxenita con otros residuos de tierras raras logrando
aproximadamente 2 gramos de óxido (Sc2O3) de gran pureza.
En
1869 Dmitri Mendeleyev predijo, basándose en las leyes periódicas, que este
metal debía tener propiedades similares a las del boro por lo que llamó al
elemento aún por descubrir ekaboro (símbolo Eb). Aproximadamente en la
misma época que Nilson, Per Theodor Cleve descubrió el óxido de escandio y
confirmó que se trataba del ekaboro.
En
1937 se aisló por vez primera el metal por electrólisis de una solución
eutéctica de potasio, litio y cloruros de escandio a 700-800 °C empleando como
electrodos un filamento de wolframio y un baño de cinc líquido en un crisol de
grafito. La primera libra de escandio del 99% de pureza se fabricó en 1960.
QUE
ES?
El escandio es un elemento
químico de la tabla
periódica cuyo símbolo es Sc y su número atómico es 21. Es un metal
de transición que se encuentra en minerales de Escandinavia y que se clasifica con frecuencia entre los lantánidos por sus similitudes con ellos.
El óxido y otros compuestos del escandio se emplean como catalizadores
en la conversión de ácido acético en acetona, en la manufactura de propanol y
en la conversión de ácidos dicarboxílicos en cetonas y compuestos cíclicos. El
tratamiento con solución de sulfato de escandio es un medio económico para
mejorar la germinación de semillas de muchas especies vegetales.
El escandio-47 tiene una vida media adecuada para su empleo como
trazador y se puede preparar sin transportador. La presencia de un 2.5-25% de
átomos de escandio en el ánodo incrementa el voltaje, la estabilidad de éste y
la vida de las baterías alcalinas de níquel.
El mineral principal del escandio es la thortveitita, que se encuentra
en formaciones graníticas (pegmatita) y en algunos minerales de estaño,
tungsteno y de las tierras raras. Está ampliamente distribuido en muchas partes
del mundo.
PRODIEDADES QUIMICAS
La energía de ionización disminuye al
bajar en el grupo de acuerdo a la variación del tamaño atómico. Estado de oxidación
más estable. Iones y compuestos incoloros y diamagnéticos. Bastante reactivos.
La reactividad aumenta a medida que lo hace el tamaño atómico. Al reaccionar
con el aire, formar una película protectora de óxido. Reducen el agua con
liberación de H2, sobre todo en estado finamente dividido y cuando se calienta.
El Sc3+ es el de menor radio iónico y
es el ión complejante más poderoso de todos.
v Elemento químico,
símbolo Sc,
v número atómico 21 peso
atómico 44.956.
v Es el primer elemento
de transición del primer periodo largo. Los isótopos del escandio son 40Sc
y 51 Sc y uno correspondiente a cada valor intermedio.
Excepto 45Sc, presente en la naturaleza, los isótopos se
obtienen durante reacciones nucleares.
PROPIEDADES FISICAS
|
1 814 K
(1 541 °C)
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|
|
3 103 K
(2 830 °C)
|
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METODOS DE PREPARACIÓN
El Escandio se prepara en pequeñas
cantidades. Se prepara como subproducto en el tratamiento de las menas de
uranio.
Los metales Y y La es difícil la
separación de sus compuestos de los compuestos de los elementos lantánidos y su
aislamiento a partir de los óxidos, que son muy estables. Un método que puede
seguirse es la reducción de los cloruros o fluoruros con calcio.
Otro método de preparación de Sc, Y, La
y Ac es por electrolisis de los cloruros en estado fundido.
El actino se forma en la desintegración
del U y por bombardeo neutrónico de Ra.
-Preparación de semiconductores,
aleaciones refractarias, sustancias fosforescentes de color rojo, pantallas de
televisión...
Lantano:
- Preparación de la aleación Mischmetal (La-Ce-Ln ligeros), se emplea en la fabricación de piedras de mecheros.
Lantano:
- Preparación de la aleación Mischmetal (La-Ce-Ln ligeros), se emplea en la fabricación de piedras de mecheros.
APLICACIONES
El óxido de escandio Sc2O3,
se utiliza en luces de alta intensidad y añadido yoduro de escandio en las lámparas
de vapor de mercurio se consigue una luz solar artificial de muy alta calidad.
El isótopo radiactivo Sc-46 se usa en el craqueo del petróleo como trazador.
La adición de escandio al
aluminio limita el crecimiento excesivo del grano que se produce en la zona
afectada por el calor en la soldadura de aleaciones de aluminio. Esto tiene dos
efectos beneficiosos: El precipitado Al3Sc forma cristales menores que los que
se forman en otras aleaciones de aluminio y el volumen de las zonas libres de
precipitado que normalmente existen en los límites de grano de las aleaciones
de aluminio endurecimiento por envejecimiento se reduce. Ambos efectos aumentan
la utilidad de la aleación. Sin embargo, las aleaciones de titanio, que son
similares en ligereza y resistencia, son más baratos y mucho más ampliamente
utilizados.
La aplicación principal del
escandio en peso es en las aleaciones de aluminio-escandio para menores
componentes de la industria aeroespacial. Estas aleaciones contienen entre 0,1%
y 0,5% del escandio. Estas fueron utilizadas en los aviones militares rusos Mig
21 y Mig 29.
CARACTERISTICAS PRINCIPALES
El
escandio es el vigésimo primer elemento de la tabla periódica, pertenece al
grupo de los metales de transición y mayoritariamente se encuentra en minerales
de Escandinavia. Acompáñame en una nueva entrega de esta sección de química para
conocer todas las propiedades, los usos y las características del
escandio.
El
origen etimológico del escandio se deriva de la palabra “Escandinavia”, la cual
proviene del latín scandia. Ello se debe a que este peculiar elemento
puede hallarse sobre todo en minerales escandinavos (prácticamente solo allí).
El
escandio fue descubierto por el químico sueco Lars Fredrik Nilson en el año
1878, quien lo encontró en minerales de euxenite y gadolinite mientras
realizaba estudios en las llamadas tierras raras. Para aquel entonces, nunca
antes se había encontrado ni mencionado un elemento como éste, con la excepción
de una predicción del químico ruso Dmitri Mendeléyev, quien mencionó un
elemento con enormes similitudes previamente (el ekaboron), con un peso atómico
entre 40 de calcio y 48 de titanio.
El escandio es un metal blanco y pálido, con tonos plateados, ligeramente
amarillentos y también rosados, especialmente cuando se expone al aire. Es un
metal de transición, en el aire forma una capa blanca de nitruro, reacciona con
el agua y se quema en una llama en tonos rojos y amarillos. Es un elemento
relativamente blando, muy semejante a otros de tierras raras como pueden ser el
itrio, el titanio y el aluminio. Al ser tan ligero, blando y al tener un punto
de fusión tan elevado, éste es un material de gran interés para el diseño de
naves espaciales.
Se
trata del vigésimo tercer elemento más abundante en el Sol y uno de los más
abundantes en las estrellas, aunque en la Tierra ocupa el puesto número 50
entre los elementos más presentes. Se cree que el color azul de la variedad
aguamarina del berilo es provocada por el escandio. Además de Escandinavia, una
gran concentración de escandio se halló recientemente en
minerales de Madagascar.
USOS
DEL ESCANDIO
Principalmente como fuente lumínica,
ya que el escandio permite la producción de luces de altísima intensidad.
Determinadas formas de escandio se utilizan como agente
trazador en la refinería del petróleo crudo y otros materiales. Además, cuando
se le añade yoduro de escandio a las lámparas de vapor de mercurio, por
ejemplo, se produce una fuente de luz de alta eficacia que se asemeja mucho a
la luz solar. Entre otras cosas, el escandio también se utiliza para la
televisión a color.
EFECTOS DEL ESCANDIO
SOBRE LA SALUD
El escandio es uno de los productos
químicos raros, que puede encontrarse en las casas en equipos como
televisiones en color, lámparas fluorescentes, lámparas ahorradoras de energía
y cristales. Todos los productos químicos raros tienen propiedades comparables.
El escandio se raramente se puede
encontrar en la naturaleza, ya que se da en cantidades muy pequeñas. El
escandio se encuentra normalmente solo en dos tipos diferentes de menas
minerales. El uso del escandio todavía está creciendo, debido al hecho de que es
adecuado para producir catalizadores y para pulir cristales.
El escandio es principalmente peligroso
en el lugar de trabajo, debido al hecho de que las humedades y los gases pueden
ser inhalados con el aire. Esto puede provocar embolias pulmonares, especialmente
durante largas exposiciones. El escandio puede ser una amenaza para el hígado
cuando se acumula en al cuerpo humano.
EFECTOS AMBIENTALES DEL ESCANDIO
El escandio es vertido al medio
ambiente en muchos lugares diferentes, principalmente por industrias
productoras de petróleo. También pueden entrar en el medio ambiente cuando se
tiran los equipos domésticos. El escandio se acumula gradualmente en los suelos
y el agua y esto conducirá finalmente al incremento de las concentraciones en
humanos, animales y partículas del suelo. En los animales acuáticos
el escandio produce daños a las membranas celulares, lo que tiene diversas
influencias negativas en la reproducción y en las funciones del sistema
nervioso.
FORMAS
EN LOS QUE SE ENCUENTRA EN LA NATURALEZA Y LA INDUSTRIA?
NATURALEZA: platino,
estaño, plomo, hierro, azufre, carbono y
plata, mercurio
INDUSTRIA: hierro-carburo de hierro.
COLOR?
Blanco plateado
FORMA?
SABOR?
Naranja, fresa, platano, chocolate,
vainilla
CONCLUCIÓN
La clasificación más fundamental de los elementos
químicos es en metales y no metales.
La mayoría de los elementos se clasifican como metales. Los metales se
encuentran del lado izquierdo y al centro de la tabla periódica. Los no
metales, que son relativamente pocos, se encuentran el extremo superior derecho
de dicha tabla.
Los metales se caracterizan por ser buenos conductores del calor y la electricidad, mientras los no metales carecen de esa propiedad. Los no metales forman enlacen covalentes, con excepción del hidrógeno que puede formar enlace covalente e iónico.
Una parte importante de la metalurgia es la producción de metales a partir de sus memas, y consta de tres etapas tratamiento preliminar, reducción y refinado.
Los elementos químicos metálicos y no metálicos son son los constituyentes básicos de la vida del humano.
Los cuatro elementos químicos más abundantes en el cuerpo humano son el oxígeno, el carbono, el hidrógeno y el nitrógeno, que constituyen el 96% de la masa corporal. Además del calcio (2%), elementos como el fósforo, el potasio, el azufre y el sodio, entre otros, forman también parte del cuerpo humano, aunque en un porcentaje mucho menor.
La corteza terrestre está compuesta en su mayor parte por oxígeno y silicio. Estos elementos químicos, junto con el aluminio, el hierro, el calcio, el sodio, el potasio y el magnesio, constituyen el 98,5% de la corteza terrestre.
Los metales se caracterizan por ser buenos conductores del calor y la electricidad, mientras los no metales carecen de esa propiedad. Los no metales forman enlacen covalentes, con excepción del hidrógeno que puede formar enlace covalente e iónico.
Una parte importante de la metalurgia es la producción de metales a partir de sus memas, y consta de tres etapas tratamiento preliminar, reducción y refinado.
Los elementos químicos metálicos y no metálicos son son los constituyentes básicos de la vida del humano.
Los cuatro elementos químicos más abundantes en el cuerpo humano son el oxígeno, el carbono, el hidrógeno y el nitrógeno, que constituyen el 96% de la masa corporal. Además del calcio (2%), elementos como el fósforo, el potasio, el azufre y el sodio, entre otros, forman también parte del cuerpo humano, aunque en un porcentaje mucho menor.
La corteza terrestre está compuesta en su mayor parte por oxígeno y silicio. Estos elementos químicos, junto con el aluminio, el hierro, el calcio, el sodio, el potasio y el magnesio, constituyen el 98,5% de la corteza terrestre.
IMPORTANCIA
PARA LA VIDA
El escandio es importante porque es uno de
los elementos químicos de uso no común, que puede encontrarse en las
casas en equipos como televisiones en color, lámparas fluorescentes, lámparas
ahorradoras de energía y cristales. Todos los productos químicos raros tienen
propiedades comparables.
Además de que el uso del escandio está
incrementándose, debido al hecho de que es adecuado para producir catalizadores
y para pulir cristales.
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