جادوئي ناياب زميني عنصر اسڪينڊيم

Sڪينڊيم، عنصر جي علامت Sc ۽ ايٽمي نمبر 21 سان، پاڻيءَ ۾ آساني سان حل ٿيندڙ آهي، گرم پاڻيءَ سان لهه وچڙ ڪري سگهي ٿو، ۽ هوا ۾ آساني سان ڳاڙهو ٿي ويندو آهي. ان جو مکيه ويلنس +3 آهي. اهو اڪثر ڪري گڊولينيم، ايربيم ۽ ٻين عنصرن سان ملايو ويندو آهي، گهٽ پيداوار ۽ ڪرسٽ ۾ تقريبن 0.0005٪ جي مواد سان. اسڪينڊيم اڪثر ڪري خاص شيشي ۽ هلڪو وزن وارا اعليٰ درجه حرارت وارا مصر ٺاهڻ لاءِ استعمال ٿيندو آهي.

هن وقت، دنيا ۾ اسڪينڊيم جا ثابت ٿيل ذخيرا صرف 2 ملين ٽن آهن، جن مان 90 ~ 95٪ باڪسائيٽ، فاسفورائيٽ ۽ لوهه ٽائيٽينيم معدنيات ۾ شامل آهن، ۽ هڪ ننڍڙو حصو يورينيم، ٿوريم، ٽنگسٽن ۽ ناياب زمين جي معدنيات ۾ شامل آهن، جيڪي خاص طور تي روس، چين، تاجڪستان، مڊگاسڪر، ناروي ۽ ٻين ملڪن ۾ ورهايل آهن. چين اسڪينڊيم وسيلن ۾ تمام گهڻو مالا مال آهي، اسڪينڊيم سان لاڳاپيل وڏا معدني ذخيرا آهن. نامڪمل انگن اکرن موجب، چين ۾ اسڪينڊيم جا ذخيرا تقريباً 600000 ٽن آهن، جيڪي باڪسائيٽ ۽ فاسفورائيٽ ذخيرن، ڏکڻ چين ۾ پورفيري ۽ ڪوارٽز وين ٽنگسٽن ذخيرن، ڏکڻ چين ۾ ناياب زمين جي ذخيرن، اندروني منگوليا ۾ بيان اوبو ناياب زمين جي لوهه جي ذخيرن، ۽ سيچوان ۾ پانزيهوا وينڊيم ٽائيٽينيم ميگنيٽائٽ ذخيرن ۾ شامل آهن.

اسڪينڊيم جي کوٽ جي ڪري، اسڪينڊيم جي قيمت پڻ تمام گهڻي آهي، ۽ پنهنجي عروج تي، اسڪينڊيم جي قيمت سون جي قيمت کان 10 ڀيرا وڌي وئي هئي. جيتوڻيڪ اسڪينڊيم جي قيمت گهٽجي وئي آهي، پر اهو اڃا تائين سون جي قيمت کان چار ڀيرا وڌيڪ آهي!

تاريخ جي دريافت

1869 ۾، مينڊيليف ڪيلشيم (40) ۽ ٽائيٽينيم (48) جي وچ ۾ ايٽمي ماس ۾ فرق محسوس ڪيو، ۽ اڳڪٿي ڪئي ته هتي هڪ اڻ دريافت ٿيل وچولي ايٽمي ماس عنصر پڻ آهي. هن اڳڪٿي ڪئي ته ان جو آڪسائيڊ X ₂ O Å آهي. اسڪينڊيم 1879 ۾ سويڊن جي اپسالا يونيورسٽي جي لارس فريڊرڪ نيلسن پاران دريافت ڪيو ويو. هن ان کي ڪاري ناياب سون جي کاڻ مان ڪڍيو، هڪ پيچيده معدنيات جنهن ۾ 8 قسم جا ڌاتو آڪسائيڊ شامل آهن. هن ڪڍيو آهياربيئم (III) آڪسائيڊڪاري ناياب سون جي معدنيات مان، ۽ حاصل ڪيليٽربيئم (III) آڪسائيڊهن آڪسائيڊ مان، ۽ هلڪي عنصر جو هڪ ٻيو آڪسائيڊ آهي، جنهن جي اسپيڪٽرم ڏيکاري ٿو ته اهو هڪ نامعلوم ڌاتو آهي. هي اهو ڌاتو آهي جيڪو مينڊيليف پاران پيش ڪيل آهي، جنهن جو آڪسائيڊ آهياسڪواڊو₃. اسڪينڊيم ڌاتو پاڻ مان پيدا ڪيو ويو هواسڪينڊيم ڪلورائڊ1937 ۾ اليڪٽرولائيٽڪ پگھلڻ ذريعي.

مينڊيليف

اليڪٽران جي ترتيب

اليڪٽران جي ترتيب: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1

اسڪينڊيم ڌاتو

اسڪينڊيم هڪ نرم، چانديءَ جي اڇي منتقلي واري ڌاتو آهي جنهن جو پگھلڻ جو نقطو 1541 ℃ ۽ اُبلندڙ نقطو 2831 ℃ آهي.

ان جي دريافت کان پوءِ ڪافي عرصي تائين، پيداوار ۾ ڏکيائي جي ڪري اسڪينڊيم جو استعمال ظاهر نه ڪيو ويو. ناياب زمين جي عنصر جي الڳ ڪرڻ جي طريقن جي وڌندڙ بهتري سان، هاڻي اسڪينڊيم مرکبات کي صاف ڪرڻ لاءِ هڪ پختو عمل وهڪرو آهي. ڇاڪاڻ ته اسڪينڊيم يٽريم ۽ لينٿانائيڊ کان گهٽ الڪلين آهي، هائيڊرو آڪسائيڊ سڀ کان ڪمزور آهي، تنهن ڪري اسڪينڊيم تي مشتمل نادر زميني عنصر مخلوط معدنيات کي "قدم ورڇ" جي طريقي سان نادر زميني عنصر کان الڳ ڪيو ويندو جڏهن اسڪينڊيم (III) هائيڊرو آڪسائيڊ کي امونيا سان علاج ڪيو ويندو آهي جڏهن حل ۾ منتقل ڪيو ويندو آهي. ٻيو طريقو نائيٽريٽر جي پولر ڊومپوزيشن ذريعي اسڪينڊيم نائٽريٽ کي الڳ ڪرڻ آهي. ڇاڪاڻ ته اسڪينڊيم نائٽريٽ کي ختم ڪرڻ ۾ سڀ کان آسان آهي، اسڪينڊيم کي الڳ ڪري سگهجي ٿو. ان کان علاوه، يورينيم، ٿوريم، ٽنگسٽن، ٽين ۽ ٻين معدني ذخيرن مان اسڪينڊيم سان گڏ جامع بحالي پڻ اسڪينڊيم جو هڪ اهم ذريعو آهي.

هڪ خالص اسڪينڊيم مرڪب حاصل ڪرڻ کان پوءِ، ان کي ScCl Å ۾ تبديل ڪيو ويندو آهي ۽ KCl ۽ LiCl سان گڏ ڳاريو ويندو آهي. پگھريل زنڪ کي اليڪٽرولائيزيشن لاءِ ڪيٿوڊ طور استعمال ڪيو ويندو آهي، جنهن جي ڪري اسڪينڊيم زنڪ اليڪٽروڊ تي ترسي پوندو آهي. پوءِ، زنڪ کي ڌاتو اسڪينڊيم حاصل ڪرڻ لاءِ بخارات بڻايو ويندو آهي. هي هڪ هلڪو چانديءَ جو اڇو ڌاتو آهي جنهن ۾ تمام گهڻو فعال ڪيميائي خاصيتون آهن، جيڪو گرم پاڻي سان رد عمل ڪري هائيڊروجن گئس پيدا ڪري سگهي ٿو. تنهن ڪري جيڪو ڌاتو اسڪينڊيم توهان تصوير ۾ ڏسي رهيا آهيو ان کي بوتل ۾ بند ڪيو ويو آهي ۽ آرگن گئس سان محفوظ ڪيو ويو آهي، ٻي صورت ۾ اسڪينڊيم جلدي هڪ ڳاڙهو پيلو يا گرين آڪسائيڊ پرت ٺاهيندو، پنهنجي چمڪندڙ ڌاتو جي چمڪ کي وڃائي ڇڏيندو.

درخواستون

روشني جي صنعت

اسڪينڊيم جا استعمال تمام روشن طرفن ۾ مرڪوز آهن، ۽ ان کي روشني جو پٽ سڏڻ ۾ ڪا مبالغہ آرائي نه آهي. اسڪينڊيم جو پهريون جادوئي هٿيار اسڪينڊيم سوڊيم ليمپ سڏيو ويندو آهي، جيڪو هزارين گهرن ۾ روشني آڻڻ لاءِ استعمال ٿي سگهي ٿو. هي هڪ ڌاتو هالائيڊ آهي برقي روشني: بلب سوڊيم آئوڊائيڊ ۽ اسڪينڊيم ٽرائيوڊائيڊ سان ڀريل آهي، ۽ اسڪينڊيم ۽ سوڊيم ورق ساڳئي وقت شامل ڪيا ويا آهن. هاءِ وولٽيج ڊسچارج دوران، اسڪينڊيم آئن ۽ سوڊيم آئن ترتيب وار پنهنجي خاصيت جي اخراج جي طول موج جي روشني خارج ڪن ٿا. سوڊيم جون اسپيڪٽرل لائينون 589.0 ۽ 589.6 اين ايم آهن، ٻه مشهور پيلي روشنيون، جڏهن ته اسڪينڊيم جون اسپيڪٽرل لائينون 361.3 ~ 424.7 اين ايم آهن، ويجهو الٽراوائليٽ ۽ نيري روشني جي اخراج جو هڪ سلسلو. ڇاڪاڻ ته اهي هڪ ٻئي کي پورو ڪن ٿا، مجموعي طور تي پيدا ٿيندڙ روشني جو رنگ اڇو روشني آهي. اهو خاص طور تي ان ڪري آهي جو اسڪينڊيم سوڊيم ليمپ ۾ اعليٰ روشنيءَ جي ڪارڪردگي، سٺي روشني رنگ، بجلي جي بچت، ڊگهي سروس لائف، ۽ مضبوط ڪوهيڙي کي ٽوڙڻ جي صلاحيت جون خاصيتون آهن، جنهن ڪري اهي ٽيليويزن ڪيمرائن، اسڪوائر، راندين جي جڳهن ۽ روڊ جي روشني لاءِ وڏي پيماني تي استعمال ٿي سگهن ٿا، ۽ ٽئين نسل جي روشني جي ذريعن طور سڃاتا وڃن ٿا. چين ۾، هن قسم جي ليمپ کي بتدريج هڪ نئين ٽيڪنالاجي طور فروغ ڏنو پيو وڃي، جڏهن ته ڪجهه ترقي يافته ملڪن ۾، هن قسم جي ليمپ کي 1980 جي شروعات ۾ وڏي پيماني تي استعمال ڪيو ويندو هو.

اسڪينڊيم جو ٻيو جادوئي هٿيار سولر فوٽووولٽڪ سيلز آهن، جيڪي زمين تي پکڙيل روشني کي گڏ ڪري سگهن ٿا ۽ ان کي بجلي ۾ تبديل ڪري سگهن ٿا ته جيئن انساني سماج کي هلائي سگهجي. اسڪينڊيم ڌاتو انسوليٽر سيمي ڪنڊڪٽر سلڪون سولر سيلز ۽ سولر سيلز ۾ بهترين رڪاوٽ ڌاتو آهي.

ان جو ٽيون جادوئي هٿيار γ هڪ شعاع جو ذريعو سڏيو ويندو آهي، هي جادوئي هٿيار پاڻ تي چمڪندڙ ٿي سگهي ٿو، پر هن قسم جي روشني ننگي اک سان حاصل نه ٿي سگهي، اهو هڪ اعليٰ توانائي وارو فوٽون وهڪرو آهي. اسان عام طور تي معدنيات مان 45Sc ڪڍون ٿا، جيڪو اسڪينڊيم جو واحد قدرتي آئسوٽوپ آهي. هر 45Sc نيوڪليس ۾ 21 پروٽان ۽ 24 نيوٽران هوندا آهن. 46Sc، هڪ مصنوعي ريڊيو ايڪٽو آئسوٽوپ، γ تابڪاري ذريعن طور استعمال ڪري سگهجي ٿو يا ٽريسر ايٽم کي خطرناڪ ٽامي جي ريڊيوٿراپي لاءِ پڻ استعمال ڪري سگهجي ٿو. يٽريئم گيليئم اسڪينڊيم گارنٽ ليزر وانگر ايپليڪيشنون پڻ آهن،اسڪينڊيم فلورائيڊٽيليويزن تي شيشي جي انفراريڊ آپٽيڪل فائبر، ۽ اسڪينڊيم ڪوٽيڊ ڪيٿوڊ ري ٽيوب. اهو لڳي ٿو ته اسڪينڊيم روشني سان پيدا ٿيو آهي.

مصر جي صنعت

اسڪينڊيم پنهنجي بنيادي شڪل ۾ ايلومينيم مصر جي ڊوپنگ لاءِ وڏي پيماني تي استعمال ڪيو ويو آهي. جيستائين اسڪينڊيم جو ڪجهه هزارون حصو ايلومينيم ۾ شامل ڪيو ويندو، هڪ نئون Al3Sc مرحلو ٺهي ويندو، جيڪو ايلومينيم مصر ۾ ميٽامورفزم جو ڪردار ادا ڪندو ۽ مصر جي بناوت ۽ خاصيتن کي خاص طور تي تبديل ڪندو. 0.2%~0.4% Sc شامل ڪرڻ (جيڪو واقعي گهر ۾ تريل ڀاڄين کي اُڇلائڻ لاءِ لوڻ شامل ڪرڻ جي تناسب سان ملندڙ جلندڙ آهي، صرف ٿورو ئي گهربل آهي) مصر جي ٻيهر ڪرسٽلائيزيشن جي درجه حرارت کي 150-200 ℃ تائين وڌائي سگھي ٿو، ۽ اعليٰ درجه حرارت جي طاقت، ساخت جي استحڪام، ويلڊنگ جي ڪارڪردگي، ۽ سنکنرن جي مزاحمت کي خاص طور تي بهتر بڻائي سگھي ٿو. اهو ان خرابي واري رجحان کان پڻ بچي سگھي ٿو جيڪو اعليٰ درجه حرارت تي ڊگهي مدت جي ڪم دوران ٿيڻ آسان آهي. اعليٰ طاقت ۽ اعليٰ سختي وارو ايلومينيم مصر، نئون اعليٰ طاقت وارو سنکنرن جي مزاحمتي ويلڊبل ايلومينيم مصر، نئون اعليٰ درجه حرارت وارو ايلومينيم مصر، اعليٰ طاقت وارو نيوٽران شعاع مزاحمتي ايلومينيم مصر، وغيره، ايرو اسپيس، هوائي جهاز، جهازن، ايٽمي ري ايڪٽرن، هلڪي گاڏين ۽ تيز رفتار ٽرينن ۾ تمام پرڪشش ترقي جا امڪان آهن.

اسڪينڊيم لوھ لاءِ پڻ هڪ بهترين موڊيفائر آهي، ۽ اسڪينڊيم جي ٿوري مقدار ڪاسٽ آئرن جي طاقت ۽ سختي کي خاص طور تي بهتر بڻائي سگھي ٿي. ان کان علاوه، اسڪينڊيم کي اعليٰ درجه حرارت واري ٽنگسٽن ۽ ڪروميم مصر لاءِ اضافي طور پڻ استعمال ڪري سگھجي ٿو. يقيناً، ٻين لاءِ شادي جا ڪپڙا ٺاهڻ کان علاوه، اسڪينڊيم جو پگھلڻ جو نقطو وڌيڪ آهي ۽ ان جي کثافت ايلومينيم جي برابر آهي، ۽ اهو اعليٰ پگھلڻ واري نقطي واري هلڪي وزن واري مصر جهڙوڪ اسڪينڊيم ٽائيٽينيم مصر ۽ اسڪينڊيم ميگنيشيم مصر ۾ پڻ استعمال ٿيندو آهي. جڏهن ته، ان جي اعليٰ قيمت جي ڪري، اهو عام طور تي صرف خلائي شٽل ۽ راڪيٽ جهڙين اعليٰ درجي جي پيداواري صنعتن ۾ استعمال ٿيندو آهي.

سيرامڪ مواد

اسڪينڊيم، هڪ واحد مادو، عام طور تي مصر ۾ استعمال ٿيندو آهي، ۽ ان جا آڪسائيڊ ساڳئي طرح سيرامڪ مواد ۾ اهم ڪردار ادا ڪن ٿا. ٽيٽراگونل زرڪونيا سيرامڪ مواد، جيڪو مضبوط آڪسائيڊ ايندھن جي سيلز لاءِ اليڪٽرروڊ مواد طور استعمال ٿي سگهي ٿو، هڪ منفرد ملڪيت رکي ٿو جتي هن اليڪٽرولائٽ جي چالکائي ماحول ۾ وڌندڙ گرمي پد ۽ آڪسيجن جي ڪنسنٽريشن سان وڌي ٿي. بهرحال، هن سيرامڪ مواد جي ڪرسٽل structure پاڻ کي مستحڪم طور تي موجود نه ٿي سگهي ۽ ان جي ڪا صنعتي قيمت ناهي؛ ڪجهه مادن کي ڊوپ ڪرڻ ضروري آهي جيڪي هن structure کي درست ڪري سگهن ٿا ته جيئن ان جي اصل ملڪيت کي برقرار رکي سگهجي. 6 ~ 10٪ اسڪينڊيم آڪسائيڊ شامل ڪرڻ هڪ ڪنڪريٽ structure وانگر آهي، ته جيئن زرڪونيا کي چورس جالي تي مستحڪم ڪري سگهجي.

ڊينسيفائر ۽ اسٽيبلائيزر جي طور تي انجنيئرنگ سيرامڪ مواد جهڙوڪ اعليٰ طاقت ۽ اعليٰ گرمي پد جي مزاحمتي سلڪون نائٽرائڊ پڻ موجود آهن.

هڪ کثافت ڏيندڙ جي طور تي،اسڪينڊيم آڪسائيڊنفيس ذرڙن جي ڪناري تي هڪ ريفريڪٽري مرحلو Sc2Si2O7 ٺاهي سگھي ٿو، اهڙيءَ طرح انجنيئرنگ سيرامڪس جي اعليٰ درجه حرارت جي خرابي کي گھٽائي ٿو. ٻين آڪسائيڊس جي مقابلي ۾، اهو سلڪون نائٽرائڊ جي اعليٰ درجه حرارت جي ميڪيڪل خاصيتن کي بهتر بڻائي سگھي ٿو.

ڪيٽيليٽڪ ڪيمسٽري

ڪيميڪل انجنيئرنگ ۾، اسڪينڊيم کي اڪثر ڪري ڪيٽالسٽ طور استعمال ڪيو ويندو آهي، جڏهن ته Sc2O3 کي ايٿانول يا آئسوپروپانول جي ڊيهائيڊريشن ۽ ڊي آڪسائيڊيشن، ايسٽڪ ايسڊ جي خراب ٿيڻ، ۽ CO ۽ H2 مان ايٿيلين جي پيداوار لاءِ استعمال ڪري سگهجي ٿو. Sc2O3 تي مشتمل Pt Al ڪيٽالسٽ پيٽروڪيميڪل انڊسٽري ۾ ڳري تيل جي هائيڊروجنيشن صاف ڪرڻ ۽ ريفائننگ جي عملن لاءِ پڻ هڪ اهم ڪيٽالسٽ آهي. ڪيومين وانگر ڪيٽالسٽ ڪريڪنگ ري ايڪشن ۾، Sc-Y زيولائٽ ڪيٽالسٽ جي سرگرمي ايلومينيم سليڪٽ ڪيٽالسٽ جي ڀيٽ ۾ 1000 ڀيرا وڌيڪ آهي؛ ڪجهه روايتي ڪيٽالسٽ جي مقابلي ۾، اسڪينڊيم ڪيٽالسٽ جي ترقي جا امڪان تمام روشن هوندا.

ايٽمي توانائي جي صنعت

تيز گرمي پد واري ري ايڪٽر ايٽمي ايندھن ۾ UO2 ۾ Sc2O3 جي ٿوري مقدار شامل ڪرڻ سان UO2 کان U3O8 جي تبديلي جي ڪري لٽيس ٽرانسفارميشن، حجم ۾ واڌ ۽ ڪرڪنگ کان بچي سگهجي ٿو.

فيول سيل

ساڳئي طرح، نڪل الڪلي بيٽرين ۾ 2.5٪ کان 25٪ اسڪينڊيم شامل ڪرڻ سان انهن جي سروس لائف وڌندي.

زرعي نسل

زراعت ۾، ٻج جهڙوڪ مکڻ، چقندر، مٽر، ڪڻڪ ۽ سورج مکي کي اسڪينڊيم سلفيٽ سان علاج ڪري سگهجي ٿو (ڪنسنٽريشن عام طور تي 10-3~10-8mol/L آهي، مختلف ٻوٽن ۾ مختلف هوندو)، ۽ اُڀرڻ کي وڌائڻ جو اصل اثر حاصل ڪيو ويو آهي. 8 ڪلاڪن کان پوءِ، ٻج جي مقابلي ۾ جڙڙن ۽ ڪُلن جو سڪل وزن ترتيب وار 37٪ ۽ 78٪ وڌي ويو، پر ميڪانيزم اڃا تائين مطالعي هيٺ آهي.

نيلسن جي ڌيان کان وٺي اڄ تائين ايٽمي ماس ڊيٽا جي قرض تي، اسڪينڊيم صرف هڪ سو يا ويهه سالن تائين ماڻهن جي نظر ۾ داخل ٿيو آهي، پر اهو تقريبن هڪ سو سالن تائين بينچ تي ويٺو آهي. گذريل صديءَ جي آخر ۾ مادي سائنس جي زوردار ترقي تائين اهو هن ۾ جاندار نه آيو. اڄ، نادر زمين جا عنصر، جن ۾ اسڪينڊيم شامل آهن، مادي سائنس ۾ گرم تارا بڻجي ويا آهن، هزارين نظامن ۾ هميشه بدلجندڙ ڪردار ادا ڪري رهيا آهن، هر روز اسان جي زندگين ۾ وڌيڪ سهولت آڻي رهيا آهن، ۽ اقتصادي قدر پيدا ڪري رهيا آهن جيڪا ماپڻ اڃا به وڌيڪ ڏکيو آهي.