Hispanopedia WikiEl óxido de escandio(III) o escandia es un compuesto inorgánico con fórmula Sc₂O₃ . Es uno de los 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).
Estructura y propiedades físicas
El óxido de escandio(III) adopta una estructura cristalina cúbica ( grupo puntual : tetraédrico (T h ), grupo espacial : Ia 3 ) que contiene centros metálicos de 6 coordenadas. [ 2 ] El análisis de difracción de polvo muestra distancias de enlace Sc − O de 2,159 – 2,071 Å. [ 1 ]
El óxido de escandio es un aislante con una banda prohibida de 6,0 eV. [ 3 ]
Producción
El óxido de escandio es la principal forma de escandio refinado que produce la industria minera. Los minerales ricos en escandio, como la thortveitita (Sc,Y) ₂ (Si₂O₇ ) y la kolbeckita ScPO₄ ·2H₂O , son escasos; sin embargo, se encuentran trazas de escandio en muchos otros minerales. Por lo tanto , el óxido de escandio se produce principalmente como subproducto de la extracción de otros elementos.
Reacciones
El óxido de escandio es la principal forma de escandio refinado que produce 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 calentarse, produciendo el producto hidratado esperado. Por ejemplo, el calentamiento en exceso de HCl acuoso produce ScCl₃·nH₂O hidratado. Este puede hacerse anhidro por evaporación hasta sequedad en presencia de NH₄Cl , y la mezcla se purifica eliminando el NH₄Cl por sublimación a 300-500 ° C . [ 4 ] La presencia de NH₄Cl es necesaria , ya que de lo contrario el ScCl₃ · nH₂O hidratado formaría un oxicloruro mixto al secarse.
- Sc₂O₃ + 6 HCl + x H₂O → 2 ScCl₃ · n H₂O + 3 H₂O
- 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 triflico . [ 5 ]
El escandio metálico se produce industrialmente mediante la reducción del óxido de escandio; este proceso se lleva a cabo mediante su conversión a fluoruro de escandio, seguida de una reducción con calcio metálico . Este proceso es, en cierto modo, similar al proceso Kroll para la producción de titanio metálico .
El óxido de escandio forma sales de escandato con álcalis, a diferencia de sus homólogos superiores, el óxido de itrio y el óxido de lantano (pero al igual que el óxido de lutecio ), por ejemplo, formando K₃Sc (OH) ₆ con KOH. En esto, el óxido de escandio muestra mayor similitud con el óxido de aluminio .
fenómeno natural
La escandia natural, aunque impura, se presenta como el mineral kangita . [ 6 ]
Referencias
- 1 2 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 .
- ↑ Wells AF (1984) Química inorgánica estructural, 5.ª edición, Oxford Science Publications ISBN 0-19-855370-6
- ↑ 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 metálico de banda prohibida ancha". The 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 reflujo de óxido de escandio con ácido trifluorometanosulfónico conduce al aislamiento de triflato de escandio hidratado"]
- ^ Mindat, http://www.mindat.org/min-42879.html
- compuestos de escandio
- Sesquióxidos
- Óxidos de metales de transición
- Cristales del grupo espacial 206