Escandio

R: Scandium ofrece fuerza transformadora sin la necesidad de tratamientos térmicos costosos y problemáticos. Específicamente, las adiciones de escandio pueden aumentar el límite elástico en una Serie 5000 entre 300 Mpa y 450 Mpa, dependiendo de la cantidad de adición, manteniendo cifras de alargamiento (ductilidad) de 12-15.

R: La composición química de la aleación maestra de aluminio y escandio es 2% de escandio y el resto es 99,7% de aluminio. La aleación maestra se utiliza para añadir escandio a las aleaciones que contienen Al-Mg-Zr, que se utilizan en forma de láminas y placas. Estas láminas y placas son utilizadas principalmente por los fabricantes de aviones.

R: El escandio elemental no se considera tóxico y se han realizado pocas pruebas con animales de compuestos de escandio. Los niveles de dosis medio letal (DL50) de cloruro de escandio (III) para ratas se han determinado en 4 mg/kg para administración intraperitoneal y 755 mg/kg para administración oral.

R: Los principales usos del escandio son como aditivo de aleaciones a base de aluminio para artículos deportivos y en lámparas de halogenuros metálicos de alta intensidad.

R: Hay dos formas comunes de extraer el escandio.

• La primera forma es extraerlo como subproducto de los relaves del molino de uranio.
• El segundo método mediante el cual se puede preparar el escandio es electrolizar cloruros de escandio, litio y potasio fundidos utilizando electrodos de zinc fundido y alambre de tungsteno.

R: El elemento escandio tiene vastas propiedades y se han discutido sus usos. Algunas de las propiedades se distinguen mucho de otros elementos y definen los diversos propósitos y aplicaciones del elemento escandio. Se están realizando más investigaciones en este campo para descubrir características y aplicaciones recientes del escandio.

Algunas propiedades importantes del escandio son que el número másico de este elemento es 44,96 u. El escandio pertenece al grupo 3, período 4 y bloque d de la tabla periódica. La estructura atómica del escandio consta de 21 protones y 24 neutrones. El escandio también muestra propiedades de electronegatividad ya que es un metal. La electronegatividad del escandio es relativamente alta, es decir, 1,36.

El escandio se encuentra comúnmente en la Tierra en el estado de oxidación +3. El elemento escandio, cuando se encuentra en estado de oxidación, se parece mucho a otros metales raros de la Tierra. Debido a su radio iónico significativamente pequeño, algunos de los comportamientos y características del escandio son raros en comparación con otros elementos terrestres. Por la misma razón, el elemento escandio, en su forma iónica, es un ácido relativamente fuerte y también tiene mayor tendencia a formar complexiones.

R: El escandio es uno de los elementos químicos y también un metal raro que se encuentra en la tierra. En 1871, Dmitry Ivanovich Mendeleyev, un químico ruso, predijo la existencia de este elemento. Luego fue descubierto por Lars Fredrik Nilson en 1879. Está representado por el símbolo "S". En la tabla periódica, el número atómico del escandio es 21. El peso atómico, por otro lado, es 44,965 g/mol. En la Tierra, el escandio o "Sc" se encuentra comúnmente en Escandinavia. Se presenta en cantidades diminutas en muchas especies minerales que se encuentran en la tierra. Existen varias propiedades y usos del elemento escandio.

El escandio también es uno de los elementos caros debido a su escasez y producción limitada. El precio del escandio puro puede ser de aproximadamente 7.000 dólares por kg, incluso más que eso. El escandio también tiene una gran abundancia cósmica. Además, es el vigésimo tercer (23º) elemento más abundante en el sol.

Es un elemento que se considera no tóxico. Sin embargo, no hay mucha investigación exhaustiva en términos de problemas de salud y seguridad con el escandio. El cloruro de escandio es un compuesto que puede tener una dosis letal. Por lo tanto, este compuesto y otros compuestos de escandio deben manipularse con cuidado, ya que se puede considerar que tienen una toxicidad moderada.

R: Efectos del escandio en el medio ambiente:

El escandio se vierte al medio ambiente en muchos lugares diferentes, principalmente en las industrias productoras de petróleo. También puede pasar al medio ambiente cuando se desechan los electrodomésticos. El escandio se acumulará gradualmente en los suelos y en los suelos acuáticos y esto eventualmente conducirá a concentraciones crecientes en humanos, animales y partículas del suelo.

En los animales acuáticos, el escandio daña las membranas celulares, lo que tiene varias influencias negativas sobre la reproducción y las funciones del sistema nervioso.

R: Efectos del escandio sobre la salud:

El escandio no tiene ningún papel biológico. Sólo pequeñas cantidades llegan a la cadena alimentaria, por lo que la ingesta diaria promedio de una persona es inferior a 0.1 microgramo.

El escadio no es tóxico, aunque se ha sugerido que algunos de sus compuestos podrían ser cancerígenos.

El escandio es especialmente peligroso en el entorno laboral debido al hecho de que la humedad y los gases se pueden inhalar con el aire. Esto puede causar embolias pulmonares, especialmente durante una exposición prolongada. El escandio puede ser una amenaza para el hígado cuando se acumula en el cuerpo humano.

R: El escandio se distribuye escasamente y se encuentra en pequeñas cantidades en muchos minerales. Los minerales raros de Escandinavia y Madagascar, como la tortveitita, la euxenita y la gadolinita, son las únicas fuentes concentradas conocidas de este elemento. La tortveitita puede contener hasta un 45% de escandio en forma de óxido de escandio.

R: El escandio-44 es un isótopo médico prometedor para la obtención de imágenes por tomografía por emisión de positrones (PET). La PET permite a los médicos medir la actividad de las células del cuerpo para ayudar a identificar el cáncer, las enfermedades cardíacas y otras afecciones. El escandio-44 se puede producir mediante la desintegración radiactiva del titanio-44. Debido a que se desintegra mucho más lentamente que el escandio-44, el mismo lote de titanio-44 puede producir suficiente escandio-44 para muchos años de exploraciones PET. El desafío es separar de manera confiable el escandio-44 del titanio-44 en los hospitales. Ahora los investigadores tienen una nueva solución. Usaron una molécula orgánica llamada hidroxamato para inmovilizar el titanio-44 en una resina. Luego, pasaron un líquido diseñado para eliminar solo el escandio-44 a través de la resina. Este proceso se puede repetir a medida que se produzca más escandio-44 cada día.

R: El escandio se puede encontrar en varios alimentos como la nuez, la avellana común, el coco y el anacardo, lo que convierte al escandio en un biomarcador potencial para el consumo de estos productos alimenticios.

R: A través de un proceso de microaleación, el escandio puede ayudar a aumentar la resistencia y la soldabilidad de una estructura de avión de aluminio y, al mismo tiempo, generar importantes ahorros de combustible para los operadores de aerolíneas. Las aleaciones de aluminio y escandio tienen el potencial de reducir los costos directos de fabricación y maximizar la capacidad de fabricación y reparación.

R: El escandio se utiliza en aleaciones de aluminio y escandio para componentes de la industria aeroespacial y para equipos deportivos como cuadros de bicicletas, cañas de pescar, palos de golf y bates de béisbol. El yoduro de escandio se utiliza en lámparas de vapor de mercurio, que se utilizan para replicar la luz solar en estudios de la industria del cine y la televisión.

R: A continuación se muestran algunos posibles avances futuros en la aleación de escandio:

● impresión 3D

Los polvos de aleación Sc-Al podrían usarse para imprimir en 3D estructuras metálicas complejas.

● Defensa

Las aleaciones de escandio y aluminio podrían reemplazar las armaduras de acero de alta resistencia en plataformas militares y las aleaciones de titanio de grado aeroespacial en aviones de combate.

● Peso ligero

Las aleaciones de escandio podrían reducir el peso de los vehículos, lo que podría mejorar la economía de combustible.

● Pilas de combustible de óxido sólido

El escandio podría utilizarse en pilas de combustible de óxido sólido para aplicaciones a escala comercial y de servicios públicos.

R:Sí, el escandio se puede alear con otros metales para formar aleaciones de escandio. La aleación más común es la aleación de aluminio y escandio, a menudo denominada "aleación de escandio-aluminio" o simplemente "aleación de escandio". Esta aleación normalmente contiene un pequeño porcentaje de escandio, a menudo en el rango de 0.1% a 0.5%. La adición de escandio al aluminio puede mejorar ciertas propiedades de la aleación.

R: El escandio puede afectar significativamente la estructura y las propiedades de las aleaciones de aluminio. El escandio puede:

● Mejorar la fuerza

El escandio puede fortalecer el aluminio de tres maneras:

● Mejorar la soldabilidad

El escandio puede reducir el agrietamiento en caliente en las soldaduras y aumentar la resistencia de las soldaduras.

● Mejorar la resistencia a la corrosión

El escandio puede mejorar o estabilizar la ductilidad del material.

● Mejorar el comportamiento de fatiga

El escandio puede crear aleaciones superplásticas que pueden formarse a velocidades de deformación de hasta 10 − 2 s − 1.

R: Sí, las aleaciones de escandio son totalmente reciclables. Se pueden combinar con otras aleaciones sin contaminar los flujos de reciclaje. Sin embargo, puede resultar más económico segregarlos según su valor.