Óxido de escandio
óxido de escandio(III) o scandia es un compuesto inorgánico de fórmula Sc2O3. Es uno de varios óxidos 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), cerámicas electrónicas y composiciones de vidrio (como material auxiliar).
Estructura y propiedades físicas
El óxido de escandio(III) adopta una estructura cristalina cúbica (grupo de puntos: tetraédrico (Th), grupo espacial: Ia3) que contiene centros metálicos de 6 coordenadas. El análisis de difracción de polvo muestra distancias de enlace Sc-O de 2,159 a 2,071 Å.
El óxido de escandio es un aislante con una banda prohibida de 6,0 eV.
Producción
El óxido de escandio es la forma principal de escandio refinado producido por la industria minera. Minerales ricos en escandio, como tortveitita (Sc,Y)2(Si2O7) y kolbeckita ScPO4·2H2O son raros, sin embargo, hay trazas de escandio presentes 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 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, calentar en exceso de HCl acuoso produce ScCl3·nH2O hidratado. Este puede volverse anhidro por evaporación hasta sequedad en presencia de NH4Cl, purificándose luego la mezcla eliminando el NH4Cl por sublimación a 300-500 °C. Se requiere la presencia de NH4Cl, ya que el ScCl3·nH2O hidratado formaría de otro modo un oxicloruro mixto al secarse.
- Sc2O3 + 6 HCl + x H2O → 2 ScCl3·nH2O + 3 H2O
- ScCl3·nH2O + n NH4Cl → ScCl3 + n H2O + n NH4Cl
Asimismo, se convierte en triflato de escandio(III) hidratado (Sc(OTf)3·nH2O) mediante un reacción con ácido tríflico.
El escandio metálico se produce industrialmente mediante la reducción del óxido de escandio; esto se produce mediante la conversión a fluoruro de escandio seguido 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 escandadas con álcalis, a diferencia de sus homólogos superiores, el óxido de itrio y el óxido de lantano (pero como el óxido de lutecio), formando, por ejemplo, K3Sc(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.
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