El óxido de escandio (III) o escandia es un compuesto inorgánico de fórmula Sc 2 O 3 . Es uno de varios óxidos de elementos de tierras raras con un alto punto de fusión . Se utiliza en la preparación de otros compuestos de escandio , así como en sistemas de alta temperatura (por su resistencia al calor y al choque térmico ), cerámica electrónica y composición de vidrio (como material auxiliar).
Nombres | |
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Nombre IUPAC Óxido de escandio (III) | |
Otros nombres Escandia, sesquióxido de escandio | |
Identificadores | |
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Modelo 3D ( JSmol ) | |
Tarjeta de información ECHA | 100.031.844 |
PubChem CID | |
UNII | |
Tablero CompTox ( EPA ) | |
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Propiedades | |
Sc 2 O 3 | |
Masa molar | 137,910 g / mol |
Apariencia | polvo blanco |
Densidad | 3,86 g / cm 3 |
Punto de fusion | 2.485 ° C (4.505 ° F; 2.758 K) |
insoluble en agua | |
Solubilidad | soluble en ácidos calientes (reacciona) |
Peligros | |
NFPA 704 (diamante de fuego) | |
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |
verificar ( ¿qué es ?) | |
Referencias de Infobox | |
Estructura y propiedades físicas
El óxido de escandio (III) adopta una estructura cristalina cúbica ( grupo de puntos : tetraédrico ( Th ), grupo espacial : Ia 3 ) que contiene centros metálicos de 6 coordenadas. [1] El análisis de difracción de polvo muestra distancias de enlace Sc-O de 2.159–2.071 Å. [2]
El óxido de escandio es un aislante con una banda prohibida de 6,0 eV. [3]
Producción
El óxido de escandio es la forma principal de escandio refinado producido por la industria minera. Minerales de Escandio ricos, tales como thortveitita (Sc, Y) 2 (Si 2 O 7 ) y kolbeckita SCPO 4 · 2H 2 O son raros, sin embargo cantidades traza de escandio están presentes en muchos otros minerales. Por tanto, el óxido de escandio se produce predominantemente como subproducto de la extracción de otros elementos.
Reacciones
El óxido de escandio es la forma principal de escandio refinado producido por la industria minera, lo que lo convierte en el punto de partida de toda la química del escandio.
El óxido de escandio reacciona con la mayoría de los ácidos al calentarlo para producir el producto hidratado esperado . Por ejemplo, el calentamiento en exceso de HCl acuoso produce ScCl 3 · n H 2 O hidratado . Este se puede convertir en anhidro por evaporación a sequedad en presencia de NH 4 Cl , purificándose luego la mezcla por eliminación de NH 4 Cl por sublimación a 300-500 ° C. [4] Se requiere la presencia de NH 4 Cl, ya que el ScCl 3 · n H 2 O hidratado de otro modo formaría un oxicloruro mixto al secarse.
- Sc 2 O 3 + 6 HCl + x H 2 O → 2 ScCl 3 · n H 2 O + 3 H 2 O
- ScCl 3 · n H 2 O + n NH 4 Cl → ScCl 3 + n H 2 O + n NH 4 Cl
Asimismo, se convierte en triflato de escandio (III) hidratado (Sc (OTf) 3 · n H 2 O) mediante una reacción con ácido tríflico . [5]
El escandio metálico se produce industrialmente mediante la reducción del óxido de escandio; esto procede a través de la conversión a fluoruro de escandio seguida de una reducción con calcio metálico . Este proceso es en cierto modo similar al proceso de Kroll para la producción de titanio metálico .
El óxido de escandio forma sales de escandio con álcalis, a diferencia de sus homólogos superiores, el óxido de itrio y el óxido de lantano (pero como el óxido de lutecio ), por ejemplo formando K 3 Sc (OH) 6 con KOH. En esto, el óxido de escandio muestra más similitud con el óxido de aluminio .
Ocurrencia natural
La escandia natural, aunque impura, se presenta como kangita mineral . [6]
Referencias
- ^ Wells AF (1984) Química inorgánica estructural 5ta edición Publicaciones de ciencia de Oxford ISBN 0-19-855370-6
- ^ Knop, Osvald; Hartley, Jean M. (15 de abril de 1968). "Refinamiento de la estructura cristalina del óxido de escandio". Revista canadiense de química . 46 (8): 1446-1450. doi : 10.1139 / v68-236 .
- ^ Emeline, AV; Kataeva, GV; Ryabchuk, VK; Serpone, N. (1 de octubre de 1999). "Generación fotoestimulada de defectos y reacciones superficiales en una serie de sólidos de óxido de metal con banda ancha". El Journal of Physical Chemistry B . 103 (43): 9190–9199. doi : 10.1021 / jp990664z .
- ^ Stotz, Robert W .; Melson, Gordon A. (1 de julio de 1972). "Preparación y mecanismo de formación de cloruro y bromuro de escandio (III) anhidro". Química inorgánica . 11 (7): 1720-1721. doi : 10.1021 / ic50113a058 .
- ^ McCleverty, JA y Meyer, TJ, Química de coordinación integral II , 2003, Elsevier Science, ISBN 0-08-043748-6 , vol. 3, pág. 99 ["El óxido de escandio a reflujo con ácido tríflico conduce al aislamiento del triflato de escandio hidratado"]
- ^ Mindat, http://www.mindat.org/min-42879.html