Слайд 1Скандий
ПРЕЗЕНТАЦИИ ПО ХИМИИ
http://prezentacija.biz/
Слайд 2ОГЛАВЛЕНИЕ
Описание
История открытия
Месторождения
Физические свойства
Химические свойства
Мировые ресурсы скандия
Получение
Применение
Производство и потребление
Изотопы
Список литературы
Слайд 3Описание
Ска́ндий (лат. Scandium; обозначается символом Sc) — элемент побочной подгруппы третьей группы, четвёртого периода периодической системы химических элементов
Д. И. Менделеева, с атомным номером 21. Простое вещество скандий (CAS-номер: 7440-20-2) — лёгкий металл серебристого цвета с характерным жёлтым отливом. Существует
в двух кристаллических модификациях: α-Sc с гексагональной решёткой типа магния, β-Sc скубической объёмноцентрированной решёткой, температура перехода α↔β 1336 °C.
Слайд 4История открытия
Элемент был предсказан Д. И. Менделеевым (как эка-бор) и открыт в 1879 году шведским химиком Ларсом
Нильсоном. Нильсон назвал элемент в честь Скандинавии.
Слайд 5Месторождения
Самые значительные месторождения тортвейтита (минерала, наиболее богатого скандием) расположены на Мадагаскаре и в Норвегии.
Слайд 6Физические свойства
Скандий — лёгкий металл серебристого цвета с характерным жёлтым отливом. Существует в двух кристаллических
модификациях: α-Sc сгексагональной решёткой типа магния (a=3,3085 Å; с=5,2680 Å; z=2; пространственная группа P63/mmc), β-Sc
с кубической объёмноцентрированной решёткой, температура перехода α↔β 1336 °C, ΔH перехода 4,01 кДж/моль. Температура плавления 1541 °C, температура кипения 2837 °C. Скандий — мягкий металл, с чистотой 99,5 % и выше (в отсутствие O2) легко поддается механической обработке.
Слайд 7Химические свойства
При хранении на воздухе тускнеет, покрываясь плёнкой оксида:
4Sc +
3O2 2Sc2O3
Вступает в реакцию с галогенами: сера, углерод, азот,
хлор.
2Sc + 3Cl2 2ScCl3
2Sc + 3S (t) Sc2S3
4Sc + 3C (t) Sc4C3
2Sc + N2 (t) 2ScN
Реагирует с растворами кислот:
2Sc + 6HCl 2ScCl3 + 3H2
Медленно растворяется в концентрированных растворах щелочей с выделением водорода и образованием гидроксоскандиатов:
2Sc + 6NaOH + 6H2O 2Na3[Sc(OH)6] + 3H2
Слайд 8Мировые ресурсы скандия и получение
Скандий является рассеянным литофильным элементом (элемент
горных пород), поэтому для технологии добычи этого элемента важно полное
извлечение его из перерабатываемых руд и по мере развития металлургии руд-носителей скандия, его ежегодный объём добычи будет возрастать. Ниже приведены основные руды-носители и масса выделяемого из них попутного скандия:
Бокситы — 71 млн тонн переработки в год, содержат попутный скандий в объёме 710—1420 тонн;
Урановые руды — 50 млн тонн в год, попутный скандий 50—500 тонн в год;
Ильмениты — 2 млн тонн в год, попутный скандий 20—40 тонн в год;
Вольфрамиты — попутный скандий около 30—70 тонн в год;
Касситериты — 200 тысяч тонн в год, попутный скандий 20—25 тонн в год;
Цирконы — 100 тысяч тонн в год, попутный скандий 5—12 тонн в год.
Всего известно более сотни скандий-содержащих минералов, собственные его минералы (тортвейтит, джервисит) очень редки.
Скандий присутствует в каменном угле и для его добычи можно вести переработку доменных чугунолитейных шлаков, которая была начата в последние годы в ряде развитых стран.
Слайд 9Следует отметить значительные ресурсы скандия в золе каменных углей и
проблему разработки технологии извлечения скандия при переработке углей на искусственное жидкое
топливо.
Слайд 10Применение
Металлургия
Сверхтвёрдые материалы
Микроэлектроника
Источники света
Ядерная энергетика
Медицина
Лазерные материалы
Производство солнечных батарей
МГД-генераторы
Рентгеновские зеркала
Огнеупорные материалы
Производство фианитов
Слайд 11Производство и потребление
В 1988 году производство оксида скандия в мире
составило:
Слайд 12Следует учесть колоссальные ресурсы скандия в России и бывшем Советском
Союзе (данные по добыче весьма разрозненны, но объёмы добычи, по
оценкам независимых специалистов, равны или превышают официальную мировую добычу). В целом, по оценкам независимых специалистов, в настоящее время основными продуцентами скандия (оксида скандия) являются Россия, Китай, Украина и Казахстан. Публикуемые в печати объёмы скандия/оксида скандия в США, Японии, Франции — это в большей степени вторичный металл и металл, закупленный на мировом рынке. В определённой степени в ближайшие годы ожидается значительный объём поступлений скандиевого сырья из Австралии, Канады, Бразилии.
Следует также отметить, что запасы редкоземельного сырья в Монголии, содержащего скандий, это также перспективный источник скандия для скандиевой промышленности и развития металлургии скандия.
Скандий смело можно назвать металлом XXI века и прогнозировать резкий рост его добычи, рост цен и спрос в связи с переработкой огромного количества каменных углей (особенно переработка каменных углей России) на жидкое топливо. Последние пять лет цены на металлический скандий на мировом рынке колеблются от 12 до 20 тыс. долл за один кг (время от времени наблюдаются резкие скачки цен на скандий и его оксид, мало объяснимые с точки зрения специалистов).
Слайд 13Изотопы
Радиоактивный изотоп 46Sc (период полураспада 83,83 сут) используется в качестве «метки» в
нефтеперерабатывающей промышленности, для контроля металлургических процессов и лечения раковых опухолей.
Изотоп скандий-47 (период
полураспада 3,35 сут) является одним из лучших источников позитронов.