Sc

Scandium

atomnummer: 21
gruppe: 3
periode: 4
atomvekt: 44,955912

I mennesket
0,1 mg

I jordskorpen
22 ppm

I havet
0,004 µg/liter

På solen
0,04 ppm

Sjeldent på jorda - ikke i Norge

[Copyright: Posten.]

Thortveititt-frimerket ble utgitt i 2005 for å markere 100-årsjubileet til Norsk Geologisk Forening.
Copyright: Posten.

Scandium er et mykt sølvhvitt metall som er sjeldnere på jorda enn i stjernene. Mens det er nummer 50 rangert etter konsentrasjon i jorda som helhet, er det nummer 31 på sola. Den relativt høye konsentrasjonen av scandium i sola ble observert allerede i 1908 av Sir William Crookes og Gustav Eberhard.

Mer enn 800 mineraler inneholder scandium! Årsaken til dette er at scandium lett felles som Sc(OH)3 selv i nøytralt vann. Derfor finnes scandium i flere mineraler enn de fleste andre metaller. Men de fleste mineralene inneholder kun spormengder av dette metallet.

Det er faktisk kun to mineral som inneholder større mengder scandium. Det viktigste av disse er det grønnsvarte mineralet thortveititt, Sc2Si2O7. Dette er et ekstremt sjeldent mineral. Og det finnes faktisk hovedsaklig i Norge! Derfor er det utgitt et frimerke med dette mineralet som motiv.

Scandium oksideres i luft og det dannes et tynt belegg av scandiumoksid som gir metallet en svak oransjefarget overflate. Metallet reagerer med vann under utvikling av hydrogengass, og scandium løses i mange syrer.

Navn

Scandium er ved siden av thorium det norskeste grunnstoffet. I likhet med thorium ble grunnstoffet først karakterisert i Sverige (av Lars Fredrik Nilson i 1876), men mineralet som i hovedsak ble brukt var euxenitt, og dette ble først beskrevet i Norge av Theodor Scheerer, som på 1840-tallet var lektor i mineralogi, metallurgi og fabrikklære ved Det kongelige Fredriks universitet (Universitetet i Oslo). Euxenitt betyr "god overfor fremmede" og det har en dobbel mening. Dels var Scheerer innvandrer fra Tyskland, men var øyensynlig blitt godt tatt om hånd i Norge, dels er euxenitt et mineral der det er plass for mange ulike sjeldne jordartsmetaller. Det siste er jo et fellestrekk for mineraler med sjeldne jordmetallarter.

Siden euxenitt og et annet Sc inneholdende mineral, gadolinitt, til da kun var funnet i Skandinavia, fikk det nye grunnstoffet navnet scandium.

Forutsagt av Mendeleev

Scandium er et av grunnstoffene Mendeleev forutsa i 1869. Han så det var et tomrom i atomvekt mellom kalsium (40) og titan (48) og forutsa eksistensen av et grunnstoff med atomvekt 44. Han kalte dette eka-bor siden han forventet at grunnstoffet ville passe godt under bor i periodesystemet. Han forutsa videre at oksidet ville ha formelen X2O3.

[Illustrasjon]

Lars Fredrik Nilson.

Ti år senere ble scandium oppdaget av Lars Fredrik Nilson i Uppsala. Han fant scandium i euxenitt, et mineral som inneholder opp til åtte forskjellige metaller. Først utvant han erbiumoksid fra mineralet. Fra dette oksidet klarte han så å ekstrahere både ytterbiumoksid og et annet oksid som inneholdt et lettere grunnstoff men som han ikke umiddelbart klarte å identifisere. Dette var scandium i oksidet Sc2O3. Oksidet hadde altså formelen Mendeleev hadde forutsagt. Det kan kanskje virke som om Mendeleev gjorde en tabbe da han plasserte eka-bor (eller scandium som vi kaller det i dag) under bor i periodesystemet. Men det er mye kjemisk slektskap mellom B og Al i gruppe 13 og Sc i gruppe 3. Dette slektskapet mellom grunnstoff i gruppe n og i gruppe n+10 gjelder også for n = 4, 5, 6 og 7.

Metallet ble først fremstilt i 1937 ved elektrolyse av kloridet i en smelte av andre metallklorider.

Thortveititt

[Foto: Per Aas, Naturhistorisk museum, UiO.]

Thortveititt, Sc2Si2O7, i den mørke søylen.
Foto: Per Aas, Naturhistorisk museum, UiO.

Scandium finnes i mineralet thortveititt. Dette mineralet inneholder som så mange andre mineraler ikke bare scandium, men også mindre mengder andre sjeldne jordartsmetaller, f. eks. yttrium. Scandium finnes på samme måte i mindre mengder i mineralene euxenitt og gadolinitt. Det finnes dessuten mindre mengder Sc i uran. Det produseres rundt 50 kg scandium per år og da hovedsaklig som et biprodukt ved utvinningen av uran.

Mineralet thortveititt finnes enklest på sørlandet i Evje og i Ivelandsområdet. Mineralet er oppkalt etter Olaus Thortveit fra Iveland. Han sendte en prøve fra ei gruve på Knipan til analyse, og fikk med det det nye mineralet oppkalt etter seg.

I kroppen

Scandium har ingen kjent biologisk rolle, men finnes likevel i biologien. Et eksempel: Teplanten trenger aluminium og siden scandium likner på aluminium finner man målbare mengder scandium i teplantens blader.

Fremstilling

Metallet scandium kan produseres fra scandiumoksid ved først å omdanne dette til et fluorid, ScF3, som så varmes med Ca. Kalsiumfluoridet er mer stabilt enn scandiumfluoridet og det dannes dermed metallisk scandium.

I russiske MIG jagere

Visste du at...

den blågrønne smykkesteinen akvamarin får sin farge av spormengder scandium

Grunnstoffet i seg selv har blitt benyttet som et nøytronfilter. Kun nøytroner innen et bestemt energiintervall kommer gjennom metallet. De andre nøytronene stoppes.

Scandium benyttes også i noen legeringer. Scandium er et lett metall med mange av de samme gode egenskapene som aluminium og har dessuten et mye høyere smeltepunkt enn aluminium (1541 oC mot 661 oC). Dette har gjort metallet interessant for flyprodusenter. Bruken er likevel begrenset; den høye prisen på metallet har gjort at scandiums høye smeltepunkt i liten grad har blitt utnyttet. Aluminiumet som benyttes i de russiske jagerflyene MIG 29 og 31 er tilsatt 0,3 % Sc. Dette motvirker krystallvekst under sveising og øker også styrken til metallet. Dette skyldes utfellinger av Al3Sc-partikler.

Scandiumjodid benyttes i lamper for flombelysning. Stoffet benyttes som en fosfor i disse kvikksølvlampene og gir et skarpt lys som likner på normalt sollys. Denne typen lamper benyttes derfor ved filming og på sportsarenaer.

Fortynnede løsninger av scandiumsulfat benyttes til å øke spiringen av frø.

[Foto: Nikita Golovanov]

Den russiske MIG 25 jageren benytter aluminium styrket med scandium.
Foto: Nikita Golovanov

Forfatter:  Svein Stølen

Finn nabogrunnstoff

Mg    
Ca Sc Ti
Sr Y Zr

Vis alt om scandium

Scandium i periodesystemet

Visste du at...

Sg

Den største endringen i det periodiske system noen sinne - innføringen av actinoiderekken - ble foreslått av Glenn T. Seaborg i 1940 årene.

Les mer om seaborgium

App

Periodic Puzzle

Noen har rotet det til i periodesystemet. Du må flytte grunnstoffene tilbake på riktig plass.

Les mer:
Om Periodic Puzzle appen

Samarbeidspartner

Naturhistorisk museum

 


Les om periodesystemet (bakom-stoff, utdypende artikler)
Periodesystemet.no fra Kjemisk institutt, Universitetet i Oslo.   Idé: Dmitrij Ivanovitsj Mendelejev.
Prosjektledelse: Svein Stølen. Design: John Vedde.   Redaksjon     Rettigheter