Skandium (Sc)

Skandium (Sc) adalah salah satu bahan kimia langka, yang digunakan pada berbagai perkakas seperti televisi warna, lampu neon, lampu hemat energi, dan kacamata. Penggunaan skandium masih terus berkembang mengingat unsur ini cocok untuk memproduksi catalyser serta untuk memoles kaca. Skandium adalah logam lunak dengan penampilan keperakan. Ia mengembangkan cor agak kekuningan atau merah muda saat teroksidasi oleh udara. Ia rentan terhadap pelapukan dan akan larut secara perlahan di sebagian besar asam encer. Ia tidak akan bereaksi dengan campuran asam nitrat (HNO) 1:1 dan asam fluorida (HF) 48,0%, kemungkinan karena pembentukan lapisan pasif yang kedap cairan. Serpihan skandium akan menyala di udara dengan nyala kuning cemerlang untuk membentuk skandium oksida.

Untuk menghasilkan logam skandium, skandium oksida diubah menjadi skandium fluorida dan kemudian direduksi dengan logam kalsium.

Sc2O3 + 6HF → 2ScF3 + 3H2O
2ScF3 + 3Ca → 3CaF2 + 2Sc

Di kerak Bumi, skandium tidaklah jarang. Perkiraan kelimpahannya bervariasi mulai dari 18 hingga 25 ppm, yang sebanding dengan kelimpahan kobalt (20–30 ppm). Skandium hanya merupakan unsur paling umum ke-50 di Bumi (paling melimpah ke-35 di kerak Bumi), tetapi ia merupakan unsur paling umum ke-23 di Matahari.

Skandium dalam tabel periodik

Nomor Atom: 21

Nomor Massa: 45

Konfigurasi Elektron: [Ar] 3d1 4s2

Golongan: Golongan 3 (IIIB)

Periode: Periode 4

Titik Didih: 3109 K

Massa Jenis: 2.99 g/cm3

Sejarah Skandium

Dalam edisi pertama tabel periodik unsur yang diberikan oleh Mendeleev pada tahun 1869, sebuah kekosongan dengan berat atom 45 ditinggalkan oleh kalsium. Mendeleev meramalkan adanya unsur ekaboron, dengan massa atom antara 40 dan 48 untuk sementara menamai unsur tersebut dengan nama kalsium sebagai Eka-Boron, dan memberikan beberapa sifat fisik dan kimia unsur ini.

Lalu pada 1879, skandium pertama kali ditemukan oleh ilmuwan Swedia Lars Fredrik Nilson. Penemuan ini terjadi di Uppsala, saat Nilson sedang mempelajari mineral tanah langka, khususnya dari mineral euxenite dan gadolinite. Dalam prosesnya, ia mengisolasi oksida baru yang kemudian dinamai skandium, terinspirasi dari nama Skandinavia, tempat mineral tersebut ditemukan. Nilson tampaknya tidak mengetahui prediksi Mendeleev, tetapi temannya, Per T. Cleve mengenali korespondensi tersebut dan memberi tahu Mendeleev.

Pada tahun 1879, ia secara resmi menerbitkan hasil penelitiannya. Dalam makalahnya, ia juga menyebutkan banyak sifat kimia dari garam skandium dan tanah skandium. Namun, dalam tulisan ini, dia tidak memberikan berat atom skandium yang tepat, juga tidak menentukan posisi skandium dalam siklus unsur.

Sifat Fisika

Simbol: Sc

Radius Atom: 1.62

Volume Atom: 15 cm3/mol

Massa Atom: 44.9559

Titik Didih: 3109 K

Titik Lebur: 1814 K

Radius Kovalensi: 1.44 A

Struktural Kristal: Heksagonal

Massa Jenis: 2.99 g/cm3

Jari-jari Atom: Jari-jari atom skandium adalah 162 pm, sedangkan jari-jari kovalen sekitar 170 pm

Konduktivitas Termal:15,8 W/(m·K), menjadikannya cukup baik dalam menghantarkan panas

Sifat Kimia

Reaksi dengan Oksigen: Serpihan skandium akan menyala di udara dengan nyala kuning cemerlang ketika terbakar, menghasilkan skandium oksida: 4Sc+3O2→2Sc2O3

Reaksi dengan Air: Skandium tidak bereaksi langsung dengan air pada suhu kamar, tetapi dapat bereaksi dengan uap air pada suhu tinggi untuk membentuk hidroksida: 2Sc+6H2O→2Sc OH3+3H2

Reaksi dengan Asam: Ketika skandium bereaksi dengan asam encer, ia akan membentuk garam skandium dan gas hidrogen: Sc+6HCl→2ScCl3+3H2

Senyawa Amfoter: Dalam reaksi amfoterik, hidroksida skandium dapat bereaksi dengan basa untuk membentuk ion kompleks: Sc OH3+3OH−→[Sc OH6]3−

Cara Pembuatan Skandium

Kebanyakan skandium sekarang ini diambil dari throtvitite atau diekstrasi sebagai hasil produksi pemurnian uranium. Skandium metal pertama kali diproses pada tahun 1937 oleh Fischer, Brunger dan Grienelaus yang mengelektrolisis cairan eutectic kalium, litium dan skandium klorida pata suhu 700 dan 800 derajat Celcius.

Penambangan: Bijih yang mengandung skandium, seperti bijih vanadium, zirkon, dan yttrium, ditambang dari lokasi tertentu.
Penghancuran dan Pengolahan: Bijih dihancurkan dan diproses untuk memisahkan mineral berguna dari batuan sisa.
Pelindian Asam: Bijih yang telah diolah dilarutkan menggunakan asam klorida (HCl) untuk menghasilkan larutan skandium klorida (ScCl₃).
Ekstraksi Pelarut: Skandium diekstraksi dari larutan menggunakan pelarut organik seperti TBP (Tri-n-butyl phosphate) dan minyak tanah. Larutan yang dihasilkan kemudian dimurnikan dari pengotor1.
Pertukaran Ion: Metode ini melibatkan penggunaan kolom pertukaran ion untuk memisahkan ion skandium dari ion lain dalam larutan1.
Kromatografi Resin Ekstraksi: Proses ini menawarkan kemurnian tinggi dengan siklus produksi yang lebih pendek

Pemurnian:

Setelah ekstraksi, larutan murni ScCl₃ diperoleh dan dapat diendapkan menggunakan asam oksalat (H₂C₂O₄) untuk membentuk skandium oksalat (Sc₂(C₂O₄)₃). Proses ini diakhiri dengan pengeringan dan pembakaran untuk menghasilkan skandium oksida (Sc₂O₃) murni

Kegunaan Skandium

Industri Dirgantara:
- Paduan Aluminium-Skandium: Skandium sering digunakan dalam paduan dengan aluminium untuk membuat komponen pesawat terbang dan struktur aerospace lainnya. Paduan ini memiliki kekuatan yang lebih tinggi dan tahan korosi, sekaligus lebih ringan dibandingkan paduan aluminium biasa, sehingga meningkatkan efisiensi bahan dan performa pesawat.
Peralatan Olahraga:
- Skandium digunakan dalam pembuatan peralatan olahraga seperti rangka sepeda, tongkat golf, dan pemukul bisbol. Paduan aluminium-skandium meningkatkan kekuatan dan daya tahan tanpa menambah berat secara signifikan, menjadikannya pilihan ideal untuk peralatan yang memerlukan performa tinggi.
Industri Penerangan:
- Skandium Iodida: Digunakan dalam lampu uap merkuri intensitas tinggi, skandium iodida membantu mereplikasi cahaya matahari dalam aplikasi fotografi, pencahayaan panggung, dan peralatan medis. Lampu ini menghasilkan spektrum cahaya yang mirip dengan sinar matahari.

Aerospace

Rangka sepeda

Lampu Uap

Komponen Pesawat Terbang

Dampak dan Pengaruh Skandium

Terhadap Kesehatan

Toksisitas: Skandium dianggap memiliki toksisitas rendah. Meskipun tidak beracun dalam bentuk unsur murni, beberapa senyawa skandium dapat bersifat karsinogenik. Paparan jangka panjang terhadap gas dan uap skandium dapat menyebabkan masalah kesehatan, termasuk emboli paru-paru dan potensi kerusakan hati akibat akumulasi dalam tubuh.
Reaksi Alergi: Beberapa individu mungkin mengalami reaksi alergi atau sensitivitas terhadap senyawa skandium. Paparan langsung dalam jumlah besar harus dihindari untuk mencegah efek kesehatan yang tidak diinginkan.

Terhadap Lingkungan

Akumulasi di Lingkungan: Skandium dapat memasuki lingkungan melalui limbah industri dan produk elektronik yang dibuang. Unsur ini dapat terakumulasi dalam tanah dan air, berpotensi meningkatkan konsentrasi pada organisme hidup, termasuk manusia.
Pengaruh pada Ekosistem: Pada hewan air, skandium dapat menyebabkan kerusakan pada membran sel serta mempengaruhi sistem reproduksi dan saraf. Ini menunjukkan bahwa skandium dapat memiliki efek negatif pada kesehatan ekosistem perairan.
Pembuangan Limbah: Pengelolaan limbah yang mengandung skandium perlu dilakukan secara hati-hati untuk mencegah pencemaran lingkungan. Pembuangan produk yang mengandung skandium tanpa pengolahan yang tepat dapat menyebabkan dampak jangka panjang bagi tanah dan sumber air.

Page updated

Google Sites

Report abuse