1
00:00:00,080 --> 00:00:03,920
Willkommen zu einer neuen Folge 
von Wissensreise durch das 

2
00:00:03,920 --> 00:00:08,960
Periodensystem, deinem Podcast 
zum Entspannen, Loslassen und 

3
00:00:08,960 --> 00:00:11,840
lernen. 
Kennst du schon unsere anderen 

4
00:00:11,840 --> 00:00:15,840
Schlafreisereien wie Schlafreise
durch das Universum oder 

5
00:00:15,840 --> 00:00:17,840
Schlafreise durch vergessene 
Welten. 

6
00:00:18,160 --> 00:00:21,280
Heute reisen wir in die 
faszinierende Welt eines 

7
00:00:21,280 --> 00:00:24,960
Elements, das die meisten 
Menschen kaum kennen, das aber 

8
00:00:24,960 --> 00:00:29,920
in der modernen Technologie eine
wachsende Bedeutung erlangt und 

9
00:00:29,920 --> 00:00:33,760
in der Geschichte der Chemie 
einen ganz besonderen Platz 

10
00:00:33,760 --> 00:00:38,160
einnimmt. 
Skandium das Element mit der 

11
00:00:38,160 --> 00:00:43,840
Ordnungszahl 21 Elementsymbol SC
Skandium. 

12
00:00:46,240 --> 00:00:50,080
Ist ein silbrig weißes 
Leichtmetall, das zur Gruppe der

13
00:00:50,080 --> 00:00:54,560
Übergangsmetalle gehört und im 
Periodensystem am Anfang der 

14
00:00:54,560 --> 00:00:59,240
dritten Nebengruppe steht, mit 
einer Dichte von nur 2 Komma 

15
00:00:59,240 --> 00:01:03,040
negen 9 Gramm pro 
Kubikzentimeter, ist es zwar 

16
00:01:03,040 --> 00:01:06,680
schwerer als Aluminium, aber 
deutlich leichter als die 

17
00:01:06,680 --> 00:01:09,120
meisten anderen Metalle seiner 
Klasse. 

18
00:01:09,760 --> 00:01:15,360
Seine Schmelztemperatur liegt 
bei ein und 1553 Grad Celsius. 

19
00:01:15,680 --> 00:01:20,400
Sein Siedepunkt bei 2837 g Grad 
Celsius. 

20
00:01:20,480 --> 00:01:24,160
Diese Eigenschaften machen es zu
einem thermisch robusten 

21
00:01:24,160 --> 00:01:27,520
Material, das extremen 
Bedingungen standhält. 

22
00:01:28,240 --> 00:01:31,280
Die Geschichte des Skandiums 
beginnt nicht mit seiner 

23
00:01:31,280 --> 00:01:36,400
Entdeckung, sondern mit seiner 
Vorhersage es war der russische 

24
00:01:36,400 --> 00:01:43,520
Chemiker Dmitri Mendelejew. 
Der das Element im Jahr 1869 in 

25
00:01:43,520 --> 00:01:47,440
seinem revolutionären 
Periodensystem als noch nicht 

26
00:01:47,440 --> 00:01:53,120
entdecktes Element voraussagte. 
Mendelejew nannte es damals 

27
00:01:53,360 --> 00:01:58,160
Ecabor, da er annahm, dass seine
Eigenschaften denen des Bors 

28
00:01:58,160 --> 00:02:02,080
ähneln würden, aber eine Periode
darunter liegen sollten. 

29
00:02:02,560 --> 00:02:07,520
Er sagte, ein Atomgewicht von 
etwa 45 und eine Dichte von etwa

30
00:02:07,520 --> 00:02:10,320
3 Gramm pro Kubikzentimeter 
voraus. 

31
00:02:10,560 --> 00:02:13,680
Werte, die sich später als 
bemerkenswert genau 

32
00:02:13,680 --> 00:02:16,880
herausstellen sollten. 
Die tatsächliche Entdeckung 

33
00:02:16,880 --> 00:02:22,560
erfolgte knapp 11 Jahre später 
im Jahr 1890 durch den 

34
00:02:22,560 --> 00:02:26,080
schwedischen Chemiker Lars 
Fredrik Nilsson. 

35
00:02:26,800 --> 00:02:30,520
Nielsen arbeitete an der 
Universität Upsala und 

36
00:02:30,520 --> 00:02:35,080
analysierte die Minerale Euxenit
und Gadolinit, die aus 

37
00:02:35,080 --> 00:02:39,280
Skandinavien stammten. 
Beim Aufschluss dieser Minerale 

38
00:02:39,280 --> 00:02:44,640
isolierte er ein bis dahin 
unbekanntes Oxid, das er Skandia

39
00:02:44,720 --> 00:02:49,840
nannte, nach Skandinavien, der 
Region, aus der die untersuchten

40
00:02:49,840 --> 00:02:53,520
Minerale stammten. 
Das Metall selbst trug fortan 

41
00:02:53,520 --> 00:02:58,000
den Namen Skandium. 
Nilsson erkannte schnell, dass 

42
00:02:58,000 --> 00:03:01,920
die Eigenschaften seines neuen 
Elements außerordentlich gut mit

43
00:03:01,920 --> 00:03:05,520
mendelejews Vorhersage des 
Ekabors übereinstimmten. 

44
00:03:06,160 --> 00:03:10,000
Noch im selben Jahr bestätigte 
der schwedische Chemiker per 

45
00:03:10,000 --> 00:03:14,240
Theodor Kleve, ein Kollege 
Nilssons, diese Übereinstimmung 

46
00:03:14,240 --> 00:03:18,440
und wies nach, dass Skandium 
tatsächlich das von Mendelejew 

47
00:03:18,480 --> 00:03:22,320
prophezeite Element war er. 
Diese Entdeckung war ein 

48
00:03:22,320 --> 00:03:25,280
triumphaler Beweis für die 
Vorhersagekraft des 

49
00:03:25,280 --> 00:03:29,520
Periodensystems und festigte 
mendelaews Ruf als einen der 

50
00:03:29,520 --> 00:03:33,040
größten Chemiker der 
Wissenschaftsgeschichte. 

51
00:03:34,080 --> 00:03:39,760
Reines Skandiummetall wurde 
erstmals im Jahr 1943 von den 

52
00:03:39,760 --> 00:03:43,440
Wissenschaftlern Fischer, 
Brunger und Grießmann durch die 

53
00:03:43,440 --> 00:03:47,440
Elektrolyse von geschmolzenem 
Skandiumchlorid gewonnen. 

54
00:03:48,240 --> 00:03:54,160
Es dauerte jedoch noch weitere 
20 Jahre, bis im Jahr 1963 

55
00:03:54,160 --> 00:03:59,520
erstmals eine größere Menge von 
91 Gramm reinen Skandiums 

56
00:03:59,520 --> 00:04:03,600
erzeugt wurde. 
Diese Verzögerung erklärt sich 

57
00:04:03,600 --> 00:04:07,680
aus der außerordentlichen 
Seltenheit des Elements und den 

58
00:04:07,680 --> 00:04:09,680
Schwierigkeiten bei seiner 
Gewinnung. 

59
00:04:10,720 --> 00:04:14,240
Skandium ist trotz seiner 
Seltenheit im menschlichen 

60
00:04:14,240 --> 00:04:17,839
Bewusstsein tatsächlich. 
Kein seltenes Element im 

61
00:04:17,839 --> 00:04:21,040
erdchemischen Sinne. 
Es ist das 2. 

62
00:04:21,040 --> 00:04:25,200
Und Zwanzigst häufigste Element 
in der Erdkruste und kommt dort 

63
00:04:25,200 --> 00:04:28,960
mit einer durchschnittlichen 
Konzentration von etwa 22 

64
00:04:28,960 --> 00:04:34,480
Milligramm pro Kilogramm vor. 
Zum Vergleich Blei, das wir als 

65
00:04:34,480 --> 00:04:38,480
durchaus alltägliches Metall 
betrachten, hat eine ähnliche 

66
00:04:38,480 --> 00:04:42,440
Häufigkeit in der Erdkruste. 
Das Problem bei Skandium liegt 

67
00:04:42,440 --> 00:04:45,600
nicht in seiner absoluten 
Häufigkeit, sondern in seiner 

68
00:04:45,600 --> 00:04:49,840
extremen Verteilung. 
Im Gegensatz zu vielen anderen 

69
00:04:49,840 --> 00:04:53,280
Metallen konzentriert sich 
Skandium kaum in Abbauwürdigen 

70
00:04:53,360 --> 00:04:57,680
Erzlagerstätten, sondern ist in 
winzigen Mengen über eine 

71
00:04:57,680 --> 00:05:02,640
Vielzahl von Mineralen verteilt.
Weltweit sind mehr als 800 

72
00:05:02,640 --> 00:05:06,800
Minerale bekannt, die Skandium 
enthalten aber nur sehr wenige 

73
00:05:06,800 --> 00:05:10,560
davon in nennenswerten Mengen. 
Zu den wichtigsten 

74
00:05:10,560 --> 00:05:15,360
skandiumhaltigen Mineralen 
gehören Tort Veitit, das mit 

75
00:05:15,360 --> 00:05:20,200
einem Skandiumgehalt von bis zu 
43% das Skandiumreichste 

76
00:05:20,200 --> 00:05:24,320
bekannte Mineral ist, sowie 
Kolbeckhit, Prätolit und 

77
00:05:24,320 --> 00:05:28,480
verschiedene seltene 
Erdmineralen Tort Veitit. 

78
00:05:28,720 --> 00:05:32,440
Ein silikat Mineral kommt jedoch
ebenfalls nur in sehr geringen 

79
00:05:32,440 --> 00:05:36,160
Mengen vor und wurde bislang an 
keinem einzigen Standort 

80
00:05:36,160 --> 00:05:40,320
weltweit in industriell 
abbaubaren Mengen gefunden. 

81
00:05:41,280 --> 00:05:45,280
Der Großteil des weltweit 
gewonnenen Skandiums fällt daher

82
00:05:45,280 --> 00:05:48,960
nicht als Hauptprodukt, sondern 
als Nebenprodukt bei der 

83
00:05:48,960 --> 00:05:53,520
Verarbeitung anderer Erze an. 
Bedeutende Quellen sind die 

84
00:05:53,520 --> 00:05:57,880
Aufarbeitung von Uranerzen, die 
Verarbeitung von Wolfram und 

85
00:05:57,880 --> 00:06:02,320
Titanschlacken sowie die 
Gewinnung von Nickel und Kobalt 

86
00:06:02,400 --> 00:06:07,680
aus lateritischen Erzen, 
insbesondere Russland, China, 

87
00:06:07,680 --> 00:06:12,280
die Ukraine und Kasachstan sind 
traditionell die wichtigsten 

88
00:06:12,280 --> 00:06:14,720
Produzenten, da dort 
entsprechende 

89
00:06:14,720 --> 00:06:18,480
Aufbereitungsanlagen für Seltene
Erden und andere Metalle 

90
00:06:18,480 --> 00:06:22,280
existieren. 
Die weltweite Jahresproduktion 

91
00:06:22,280 --> 00:06:27,040
an Skandiumoxid liegt je nach 
Quelle und Jahr zwischen 30 und 

92
00:06:27,040 --> 00:06:30,880
200 Tonnen, wobei die 
tatsächlichen Zahlen schwer zu 

93
00:06:30,880 --> 00:06:35,040
ermitteln sind, da ein 
erheblicher Teil des Handels im 

94
00:06:35,040 --> 00:06:38,400
nicht öffentlich dokumentierten 
Bereich stattfindet. 

95
00:06:39,040 --> 00:06:42,960
Dieser Umstand und die geringe 
Produktionsmenge führen zu 

96
00:06:42,960 --> 00:06:47,240
erheblichen Preisschwankungen. 
Der Preis für Hochreines 

97
00:06:47,240 --> 00:06:50,800
Skandiumoxid lag in den 
vergangenen Jahren zwischen 2 

98
00:06:50,800 --> 00:06:54,000
und 4000 US Dollar pro 
Kilogramm. 

99
00:06:54,720 --> 00:06:58,480
Trotz dieser Seltenheit und der 
damit verbundenen hohen Kosten 

100
00:06:58,480 --> 00:07:02,560
sind die Anwendungsmöglichkeiten
des Skandiums außerordentlich 

101
00:07:02,560 --> 00:07:05,760
vielfältig und technologisch 
bedeutsam. 

102
00:07:06,720 --> 00:07:10,200
Die wichtigste kommerzielle 
Verwendung ist derzeit die 

103
00:07:10,200 --> 00:07:15,600
Legierung mit Aluminium. 
Schon geringe Mengen Skandium 

104
00:07:15,600 --> 00:07:18,880
von etwa 10 bis 30% 
Gewichtsanteil bei der Zugabe 

105
00:07:18,880 --> 00:07:21,920
von 0,1 bis 0,5% verbessern die 
Eigenschaften von 

106
00:07:21,920 --> 00:07:24,800
Aluminiumlegierungen erheblich. 
Die Zugfestigkeit steigt 

107
00:07:24,800 --> 00:07:31,360
signifikant, die Schweißbarkeit 
verbessert sich deutlich und die

108
00:07:31,360 --> 00:07:34,800
Legierungen bleiben auch bei 
höheren Temperaturen stabil. 

109
00:07:38,720 --> 00:07:42,280
Diese Aluminium skandium 
Legierungen sind besonders in 

110
00:07:42,280 --> 00:07:45,200
der Luft und Raumfahrtindustrie 
begehrt. 

111
00:07:45,840 --> 00:07:49,120
Sie wurden zuerst in der 
Sowjetunion entwickelt und in 

112
00:07:49,120 --> 00:07:52,240
militärischen 
Hochleistungsflugzeugen wie dem 

113
00:07:52,240 --> 00:07:57,360
MIG 29 Kampfjet eingesetzt, in 
der zivilen Luftfahrt und im 

114
00:07:57,360 --> 00:08:00,400
Sportgerätebau, wo 
Gewichtsersparnis bei 

115
00:08:00,400 --> 00:08:04,080
gleichzeitig hoher Festigkeit 
entscheidend ist, haben diese 

116
00:08:04,080 --> 00:08:07,280
Legierungen ebenfalls Einzug 
gehalten. 

117
00:08:08,000 --> 00:08:11,760
Hochwertige Fahrradrahmen, 
Baseballschläger, Lacrosse, 

118
00:08:11,760 --> 00:08:15,760
Stöcke und Kletterausrüstungen 
werden aus Aluminium skandium 

119
00:08:15,760 --> 00:08:19,920
Legierungen gefertigt. 
Eine weitere wichtige 

120
00:08:19,920 --> 00:08:24,080
technologische Anwendung findet 
Skandium in Festoxid 

121
00:08:24,080 --> 00:08:31,120
Brennstoffzellen, englisch Solid
Oxide Fuel Cells oder kurz sof 

122
00:08:31,120 --> 00:08:33,679
CS in. 
In diesen 

123
00:08:33,679 --> 00:08:39,679
Energieumwandlungssystemen wird 
Skandia also skandiumoxid als 

124
00:08:39,679 --> 00:08:43,600
ionenleitendes Material im 
Elektrolyt eingesetzt. 

125
00:08:44,480 --> 00:08:48,720
Skandia Stabilisiertes 
Zirkoniumoxid weist eine 

126
00:08:48,720 --> 00:08:52,800
deutlich höhere 
Ionenleitfähigkeit auf als das 

127
00:08:52,800 --> 00:08:57,680
herkömmliche Hytrium 
stabilisierte Zirkoniumoxid, was

128
00:08:57,680 --> 00:09:00,800
zu einer effizienteren 
Energieumwandlung führt. 

129
00:09:01,520 --> 00:09:05,840
Dies macht Skandium zu einem 
potentiell wichtigen Material 

130
00:09:05,840 --> 00:09:08,720
für saubere Energietechnologien 
der Zukunft. 

131
00:09:09,440 --> 00:09:13,600
In der Beleuchtungstechnik 
spielen Skandiumiodid halogenid 

132
00:09:13,600 --> 00:09:17,920
Lampen seit Jahrzehnten eine 
wichtige Rolle, diese auch als 

133
00:09:17,920 --> 00:09:21,680
metalldampflampen bekannten 
Lichtquellen erzeugen ein Licht.

134
00:09:22,080 --> 00:09:26,320
Das dem natürlichen Tageslicht 
sehr ähnlich ist und daher für 

135
00:09:26,320 --> 00:09:30,080
die Farbwiedergabe bei 
Filmaufnahmen in Sportstadien 

136
00:09:30,080 --> 00:09:33,680
und in professionellen 
Fotoateliers bevorzugt wird. 

137
00:09:34,640 --> 00:09:39,040
Scan Diumyodid verbessert dabei 
die spektrale Qualität des 

138
00:09:39,040 --> 00:09:44,080
emittierten Lichts erheblich in 
der Nuklearphysik und Medizin 

139
00:09:44,080 --> 00:09:48,880
besitzt das radioaktive Isotop 
Scandium 46 Bedeutung als 

140
00:09:48,880 --> 00:09:51,600
Radiotracer. 
Es zerfällt mit einer 

141
00:09:51,600 --> 00:09:55,360
Halbwertszeit von 83 komma 80 
tagen. 

142
00:09:55,440 --> 00:09:58,160
Unter Aussendung von Beta und 
Gammastrahlung. 

143
00:09:58,800 --> 00:10:01,200
Es wurde unter anderem zur 
Untersuchung von 

144
00:10:01,200 --> 00:10:05,040
Strömungsprozessen in 
industriellen Anlagen und in der

145
00:10:05,040 --> 00:10:07,200
medizinischen Forschung 
eingesetzt. 

146
00:10:07,920 --> 00:10:12,640
Neuere Forschungen untersuchen 
die Verwendung von Skandium 44 

147
00:10:12,640 --> 00:10:15,280
in der Positronen 
Emissionstomographie. 

148
00:10:15,600 --> 00:10:18,480
Kurz PET als Alternative zu 
herkömmlichen Radioisotopen 

149
00:10:18,480 --> 00:10:24,800
insgesamt sind von Skandium 13 
Isotope bekannt, mit 

150
00:10:24,800 --> 00:10:30,720
Massenzahlen zwischen 41 und 53.
Von diesen ist nur skandium 45 

151
00:10:30,720 --> 00:10:34,160
stabil und kommt in der Natur 
vor. 

152
00:10:34,160 --> 00:10:38,280
Es ist gleichzeitig das einzige 
natürlich vorkommende Isotop, 

153
00:10:38,280 --> 00:10:41,680
was Skandium zu einem 
sogenannten Reinelementisotop 

154
00:10:41,680 --> 00:10:48,640
macht. 
Skandium 46 und skandium 47 sind

155
00:10:48,640 --> 00:10:51,680
die bedeutendsten künstlichen 
Isotope. 

156
00:10:52,560 --> 00:10:58,960
Skandium 47 zerfällt mit einer 
Halbwertszeit von 3,3 90 Tagen 

157
00:10:59,040 --> 00:11:03,600
und imitiert Betastrahlung sowie
schwache Gammastrahlung, was es 

158
00:11:03,600 --> 00:11:07,680
für die Radioimmuntherapie von 
Tumoren interessant macht. 

159
00:11:08,400 --> 00:11:11,680
In dieser Form zielgerichteter 
Krebsbehandlung wird das 

160
00:11:11,680 --> 00:11:16,160
Radioisotop an tumorspezifische 
Antikörper gekoppelt, die es 

161
00:11:16,160 --> 00:11:20,000
direkt an den Ort des 
Krebsgewebes transportieren, wo 

162
00:11:20,000 --> 00:11:24,480
die lokal begrenzte Strahlung 
die Tumorzellen zerstört, ohne 

163
00:11:24,480 --> 00:11:27,280
gesundes Gewebe übermäßig zu 
schädigen. 

164
00:11:28,160 --> 00:11:32,160
Das stabile Isotop skandium 45 
selbst. 

165
00:11:32,320 --> 00:11:35,440
Hat in der analytischen Chemie 
Bedeutung als 

166
00:11:35,440 --> 00:11:39,280
neutronenaktivierungsanalytischer
Tracer erlangt. 

167
00:11:39,840 --> 00:11:42,960
Bei der 
Neutronenaktivierungsanalyse 

168
00:11:42,960 --> 00:11:46,400
wird eine Probe mit Neutronen 
beschossen, woraufhin die 

169
00:11:46,400 --> 00:11:49,600
enthaltenen Elemente 
charakteristische Gammastrahlung

170
00:11:49,600 --> 00:11:54,320
emittieren, anhand derer sie 
identifiziert und quantifiziert 

171
00:11:54,320 --> 00:11:58,160
werden können. 
Skandium eignet sich dafür 

172
00:11:58,160 --> 00:12:01,520
besonders gut, da seine 
Aktivierungsquerschnitte gut 

173
00:12:01,520 --> 00:12:05,440
bekannt und seine 
Halbwertszeiten analytisch gut 

174
00:12:05,440 --> 00:12:09,880
handhabbar sind. 
Die Elektronenkonfiguration des 

175
00:12:09,880 --> 00:12:19,360
Skandiums lautet 1 s 22 s. 22 p,
63 cs, 23 p, 63 d, 14 s. 2, 

176
00:12:19,360 --> 00:12:22,640
wobei das einzelne 3 d Elektron 
die charakteristischen 

177
00:12:22,800 --> 00:12:24,440
Übergangseigenschaften des 
Elements begründet. 

178
00:12:24,440 --> 00:12:30,800
Skandium tritt in chemischen 
Verbindungen fast ausschließlich

179
00:12:30,800 --> 00:12:33,680
in der Oxidationsstufe Plus 3 
auf. 

180
00:12:37,040 --> 00:12:40,320
Was es chemisch von vielen 
anderen Übergangsmetallen 

181
00:12:40,320 --> 00:12:44,800
unterscheidet, die mehrere 
stabile Oxidationsstufen kennen.

182
00:12:45,600 --> 00:12:48,160
In dieser Hinsicht ähnelt 
Skandium eher den 

183
00:12:48,160 --> 00:12:51,760
Seltenerdmetallen als den 
klassischen Übergangsmetallen 

184
00:12:51,760 --> 00:12:55,920
wie Eisen oder Kupfer. 
Diese chemische Ähnlichkeit mit 

185
00:12:55,920 --> 00:13:00,480
den Lanthanoiden der Gruppe der 
Seltenen Erden ist kein Zufall, 

186
00:13:01,120 --> 00:13:04,400
skandium ist. 
Yttrium und die Lantanoide 

187
00:13:04,560 --> 00:13:08,960
werden zusammen als selten 
erdmetalle oder seltene Erden 

188
00:13:08,960 --> 00:13:12,560
bezeichnet, auch wenn diese 
Bezeichnung aus chemischer Sicht

189
00:13:12,560 --> 00:13:16,720
nicht ganz korrekt ist, da 
skandium und Yttrium keine 

190
00:13:16,720 --> 00:13:19,360
Lantanoide im engeren Sinne 
sind. 

191
00:13:20,560 --> 00:13:24,160
Die gemeinsamen chemischen 
Eigenschaften, insbesondere die 

192
00:13:24,160 --> 00:13:29,120
stabile Dreiwertigkeit und der 
Ionenradius von 80 Pikometern 

193
00:13:29,120 --> 00:13:33,600
für das Dreiwertige Skandium Ion
führen dazu, dass Skandium in 

194
00:13:33,600 --> 00:13:38,320
der Natur häufig gemeinsam mit 
seltenen Erdmetallen auftritt 

195
00:13:38,480 --> 00:13:41,600
und entsprechend schwer von 
ihnen zu trennen ist. 

196
00:13:42,400 --> 00:13:46,720
Die Koordinationschemie des 
Skandiums ist besonders in der 

197
00:13:46,720 --> 00:13:48,960
homogenen Katalyse von 
Bedeutung. 

198
00:13:49,360 --> 00:13:54,320
Scandium, Triflat, also 
scandium, Trifluormethansulfonat

199
00:13:54,320 --> 00:14:00,880
der Formel SCOTF 3 hat sich als 
äußerst effizienter, luisäure 

200
00:14:00,880 --> 00:14:04,480
Katalysator erwiesen. 
Diese Verbindung katalysiert 

201
00:14:04,480 --> 00:14:08,080
zahlreiche organische 
Reaktionen, darunter Deals, 

202
00:14:08,080 --> 00:14:12,960
Alder Reaktionen, Friedel 
Crafts, Alkylierungen und 

203
00:14:12,960 --> 00:14:15,600
verschiedene 
Kondensationsreaktionen, und 

204
00:14:15,600 --> 00:14:19,280
zwar auch in wässrigen Medien. 
Dies ist ungewöhnlich, da 

205
00:14:19,280 --> 00:14:22,280
klassische luisäure 
Katalysatoren durch Wasser in 

206
00:14:22,280 --> 00:14:26,880
der Regel zerstört werden. 
Dieser Befund hat die organische

207
00:14:26,880 --> 00:14:31,200
Synthesechemie bereichert und 
umweltfreundlichere Synthesewege

208
00:14:31,200 --> 00:14:37,360
ermöglicht. 
Scandium oxid SC 2 o 3 ist eine 

209
00:14:37,360 --> 00:14:40,880
weiße, Hochschmelzende 
keramische Verbindung mit einem 

210
00:14:40,880 --> 00:14:45,600
schmelzpunkt von 2539 Grad 
Celsius. 

211
00:14:46,360 --> 00:14:50,000
Es findet Verwendung in der 
Hochtemperaturkeramik als 

212
00:14:50,000 --> 00:14:53,200
Formmittel für Metallguss, in 
der Produktion von 

213
00:14:53,200 --> 00:14:57,840
Speziallegierungen sowie als 
Ausgangsmaterial für andere 

214
00:14:57,840 --> 00:15:01,360
skandium Verbindungen. 
Die Verbindung weist eine 

215
00:15:01,360 --> 00:15:05,040
kubische Kristallstruktur vom 
Bixby It Typ auf und ist 

216
00:15:05,040 --> 00:15:08,840
chemisch außerordentlich 
beständig die Zukunft des 

217
00:15:08,840 --> 00:15:11,760
Skandiums ist eng mit der 
Energiewende und dem 

218
00:15:11,760 --> 00:15:13,840
technologischen Fortschritt 
verknüpft. 

219
00:15:14,480 --> 00:15:19,120
Neue Lagerstätten werden derzeit
in Australien, Skandinavien, 

220
00:15:19,280 --> 00:15:25,280
Nordamerika und China erkundet. 
Das australische Unternehmen 

221
00:15:25,360 --> 00:15:29,520
Scandium International Mining 
arbeitet an der Erschließung des

222
00:15:29,600 --> 00:15:33,840
Honey Bugal Deposits in New 
South Wales, das eines der 

223
00:15:33,840 --> 00:15:38,160
größten bekannten Scandium 
Vorkommen der Welt darstellt. 

224
00:15:39,120 --> 00:15:43,280
In den Vereinigten Staaten wird 
die Wyoming Geat Lagerstätte in 

225
00:15:43,280 --> 00:15:45,440
Wyoming auf ihren 
wirtschaftlichen Wert 

226
00:15:45,440 --> 00:15:48,400
untersucht. 
Diese Entwicklungen könnten die 

227
00:15:48,400 --> 00:15:51,920
globale Verfügbarkeit von 
Skandium in den kommenden Jahren

228
00:15:51,920 --> 00:15:57,200
deutlich erhöhen und die Preise 
stabilisieren, die wachsende 

229
00:15:57,200 --> 00:16:00,280
Nachfrage nach Aluminium 
skandium Legierungen für die 

230
00:16:00,280 --> 00:16:04,480
Luft und Raumfahrt sowie für 
leichte Strukturmaterialien im 

231
00:16:04,480 --> 00:16:07,280
Fahrzeugbau. 
Die zunehmende Bedeutung von 

232
00:16:07,280 --> 00:16:11,520
Brennstoffzellentechnologie und 
die potentiellen medizinischen 

233
00:16:11,520 --> 00:16:14,960
Anwendungen radioaktiver 
skandium Isotope lassen 

234
00:16:14,960 --> 00:16:18,800
erwarten, dass Skandium in den 
kommenden Jahrzehnten eine 

235
00:16:18,800 --> 00:16:22,000
bedeutendere Rolle in der 
Weltwirtschaft spielen wird. 

236
00:16:22,720 --> 00:16:26,240
Experten schätzen, dass die 
weltweite Nachfrage nach 

237
00:16:26,240 --> 00:16:31,600
Skandiumoxid bis zum Jahr 2040 
auf mehrere 1000 Tonnen pro Jahr

238
00:16:31,760 --> 00:16:35,760
steigen könnte. 
Es ist bemerkenswert, wie ein 

239
00:16:35,760 --> 00:16:39,760
Element, das im Alltag so gut 
wie unsichtbar ist, zu einem 

240
00:16:39,760 --> 00:16:44,320
strategischen Material des 21 
Jahrhunderts werden kann. 

241
00:16:45,200 --> 00:16:48,720
Skandium ist in 
Flugzeugstrukturen, in der 

242
00:16:48,720 --> 00:16:52,640
Energietechnik, in medizinischen
Diagnoseapparaten und in 

243
00:16:52,640 --> 00:16:57,440
Sportgeräten präsent, ohne dass 
die meisten Menschen jemals von 

244
00:16:57,440 --> 00:17:01,520
ihm gehört hätten. 
Es ist ein stiller Begleiter des

245
00:17:01,520 --> 00:17:05,680
modernen Lebens. 
Die Trennung des Skandiums von 

246
00:17:05,680 --> 00:17:09,119
begleitenden Elementen ist 
chemisch anspruchsvoll und 

247
00:17:09,119 --> 00:17:13,119
aufwendig, da skandium ähnliche 
Eigenschaften wie die 

248
00:17:13,200 --> 00:17:17,359
Lanthanoide aufweist, wird es 
häufig gemeinsam mit diesen 

249
00:17:17,359 --> 00:17:21,280
extrahiert und muss in 
nachgelagerten Trennverfahren 

250
00:17:21,280 --> 00:17:25,359
isoliert werden. 
Die wichtigsten Methoden sind 

251
00:17:25,359 --> 00:17:28,960
die flüssig, flüssig, Extraktion
mit organischen 

252
00:17:28,960 --> 00:17:33,200
Extraktionsmitteln wie. 
Tributylphosphat oder 

253
00:17:33,200 --> 00:17:38,320
Diisobutylcarbinol, die 
Ionenaustausch, Chromatographie 

254
00:17:38,480 --> 00:17:43,280
sowie die Fällungsfraktionierung
bei der Ionenaustausch 

255
00:17:43,280 --> 00:17:47,920
Chromatographie wird ein mit 
skandium Ionen beladenes Harz 

256
00:17:47,920 --> 00:17:52,880
mit geeigneten Eluenden 
schrittweise eluiert, wobei die 

257
00:17:52,880 --> 00:17:56,160
verschiedenen Elemente aufgrund 
ihrer unterschiedlichen 

258
00:17:56,160 --> 00:18:00,640
Affinität zum Harz in separaten 
Fraktionen anfallen. 

259
00:18:01,120 --> 00:18:04,880
Die Raffination zu Hochreinem 
Skandiummetall erfolgt durch 

260
00:18:04,880 --> 00:18:08,480
Reduktion des zuvor gewonnenen 
Skandiumfluorids oder 

261
00:18:08,480 --> 00:18:12,000
Skandiumchlorids mit Calcium 
oder Lithium unter 

262
00:18:12,000 --> 00:18:17,040
Schutzgasatmosphäre, gefolgt von
einer destillativen Reinigung im

263
00:18:17,040 --> 00:18:20,800
Hochvakuum. 
Hochreines Skandiummetall mit 

264
00:18:20,800 --> 00:18:25,840
einer Reinheit von über 99,9% 
ist heute kommerziell 

265
00:18:25,840 --> 00:18:28,880
erhältlich. 
Wenn auch zu entsprechend hohen 

266
00:18:28,880 --> 00:18:33,200
Preisen. 
Zwischen 2004 1000 US Dollar pro

267
00:18:33,200 --> 00:18:36,280
Kilogramm die 
Entdeckungsgeschichte des 

268
00:18:36,280 --> 00:18:39,440
Skandiums ist eingebettet in die
faszinierende 

269
00:18:39,440 --> 00:18:42,960
Entwicklungsgeschichte des 
Periodensystems selbst. 

270
00:18:43,920 --> 00:18:50,240
Als Mendelejew im Jahr 1869 sein
erstes Periodensystem 

271
00:18:50,240 --> 00:18:54,120
veröffentlichte, war er einer 
von mehreren Chemikern, die 

272
00:18:54,120 --> 00:18:59,920
damals an Ordnungsprinzipien für
die damals bekannten 67 Elemente

273
00:19:00,000 --> 00:19:02,880
arbeiteten. 
Der deutsche Lothar Meier 

274
00:19:02,880 --> 00:19:06,080
entwickelte zeitgleich ein sehr 
ähnliches System. 

275
00:19:06,880 --> 00:19:11,120
Was mendelieff jedoch von seinen
Zeitgenossen Unterschied, war 

276
00:19:11,120 --> 00:19:14,640
seine Bereitschaft, bewusst 
Lücken in seinem System zu 

277
00:19:14,640 --> 00:19:19,680
lassen, um die Regelmäßigkeiten 
nicht zu verzerren und den Mut, 

278
00:19:19,680 --> 00:19:24,000
auf Grundlage dieser Lücken 
Eigenschaften noch unbekannter 

279
00:19:24,000 --> 00:19:27,440
Elemente vorherzusagen. 
Neben Ecabor. 

280
00:19:27,760 --> 00:19:32,400
Dem späteren Skandium sagte 
Mendelejew auch ek Aluminium und

281
00:19:32,400 --> 00:19:40,320
Ekasilicium voraus, die in den 
Jahren 1875 bzw 1885 als Gallium

282
00:19:40,320 --> 00:19:44,800
und Germanium entdeckt wurden. 
Jede dieser Entdeckungen 

283
00:19:44,800 --> 00:19:49,040
bestätigte erneut die Gültigkeit
seines Ordnungsprinzips und war 

284
00:19:49,040 --> 00:19:51,840
ein Meilenstein der 
Wissenschaftsgeschichte. 

285
00:19:52,720 --> 00:19:56,400
Das Skandium spielte in dieser 
Erfolgsgeschichte eine besondere

286
00:19:56,400 --> 00:20:00,320
Rolle. 
Da nielsens Entdeckung von 1890 

287
00:20:00,320 --> 00:20:04,000
zeitlich sehr nah an den 
Entdeckungen von Gallium und 

288
00:20:04,000 --> 00:20:07,920
Germanium lag und die 
Vorhersagekraft des Systems 

289
00:20:08,080 --> 00:20:13,120
eindrucksvoll untermauerte. 
Physikalisch, ist Skandium ein 

290
00:20:13,120 --> 00:20:17,200
außergewöhnliches Material. 
Es nimmt Wasserstoff in seine 

291
00:20:17,200 --> 00:20:22,160
Gitterstruktur auf und kann bei 
tiefen Temperaturen supraleitend

292
00:20:22,160 --> 00:20:25,680
werden. 
Unter Normaldruck wird Skandium 

293
00:20:25,680 --> 00:20:31,200
bei einer Temperatur von -242 
Grad Celsius supraleitend, wenn 

294
00:20:31,360 --> 00:20:34,000
es zuvor mit Wasserstoff beladen
wurde. 

295
00:20:34,000 --> 00:20:38,240
Dieser Effekt ist 
wissenschaftlich interessant, da

296
00:20:38,240 --> 00:20:40,720
er Einblicke in die 
Wechselwirkung von Elektronen 

297
00:20:40,720 --> 00:20:45,120
mit dem Kristallgitter und mit 
eingelagerten Atomen gibt. 

298
00:20:46,320 --> 00:20:50,080
Bei extrem hohen Drücken, die im
Bereich von mehreren Millionen 

299
00:20:50,080 --> 00:20:53,680
Atmosphären liegen, zeigt 
skandium ungewöhnliche 

300
00:20:53,680 --> 00:20:57,760
Hochdruckphasen mit komplexen 
Kristallstrukturen, die derzeit 

301
00:20:57,760 --> 00:21:01,360
intensiv erforscht werden. 
Die Oberfläche von 

302
00:21:01,360 --> 00:21:05,760
Skandiummetall überzieht sich an
Luft innerhalb kurzer Zeit mit 

303
00:21:05,760 --> 00:21:10,080
einer dünnen, schützenden 
Oxidschicht aus SC 2 o 3, die. 

304
00:21:10,960 --> 00:21:14,520
Diese Passivierungsschicht, 
ähnlich der bei Aluminium und 

305
00:21:14,520 --> 00:21:17,680
Titan beobachteten 
Schutzschicht, verhindert eine 

306
00:21:17,680 --> 00:21:21,520
weitere Korrosion und macht das 
Metall gegenüber Feuchtigkeit 

307
00:21:21,520 --> 00:21:25,680
und milden Säuren beständig. 
In konzentrierten Säuren wie 

308
00:21:25,680 --> 00:21:29,680
Salzsäure oder Schwefelsäure 
löst sich Skandium unter 

309
00:21:29,680 --> 00:21:32,800
Wasserstoffentwicklung auf, 
wobei das Dreiwertige 

310
00:21:32,800 --> 00:21:36,480
Skandiumion gebildet wird, das 
in wässriger Lösung als 

311
00:21:36,480 --> 00:21:40,400
Hexaquakomplex vorliegt, also 
von 6 Wassermolekülen 

312
00:21:40,400 --> 00:21:44,400
koordiniert ist. 
Bemerkenswert ist die Geschichte

313
00:21:44,400 --> 00:21:47,840
eines Materials, das lange nur 
in Forschungslabors und 

314
00:21:47,840 --> 00:21:50,320
militärischen Anwendungen 
Verwendung fand. 

315
00:21:50,560 --> 00:21:54,880
Bevor es langsam in den zivilen 
Hochtechnologiebereich vordrang,

316
00:21:56,000 --> 00:21:59,440
der kalte Krieg spielte dabei 
eine entscheidende Rolle. 

317
00:22:00,000 --> 00:22:03,600
Sowjetische Militäringenieure 
erkannten früh das Potenzial von

318
00:22:03,600 --> 00:22:07,040
Aluminium skandium Legierungen 
für Kampfflugzeuge und 

319
00:22:07,040 --> 00:22:10,080
investierten erhebliche 
Ressourcen in die Entwicklung 

320
00:22:10,080 --> 00:22:12,320
und Produktion dieser 
Werkstoffe. 

321
00:22:13,120 --> 00:22:17,680
Als nach dem Ende des Kalten 
Krieges wissen und Material aus 

322
00:22:17,680 --> 00:22:21,920
der ehemaligen Sowjetunion auf 
den Weltmarkt gelangten, wurde 

323
00:22:21,920 --> 00:22:25,600
der westlichen Industrie das 
Potenzial dieser Legierungen 

324
00:22:25,600 --> 00:22:30,080
erstmals vollständig bewusst. 
Heute gilt Skandium in der 

325
00:22:30,080 --> 00:22:34,000
Europäischen Union und in den 
Vereinigten Staaten offiziell 

326
00:22:34,000 --> 00:22:39,120
als kritisches Rohstoffmaterial.
Diese Einstufung bedeutet, dass 

327
00:22:39,120 --> 00:22:43,280
es als wirtschaftlich wichtig 
und gleichzeitig im Hinblick auf

328
00:22:43,280 --> 00:22:47,680
seine Versorgungssicherheit als 
gefährdet eingestuft wird, die 

329
00:22:47,680 --> 00:22:51,520
Abhängigkeit von wenigen 
Produzenten, die geografische 

330
00:22:51,520 --> 00:22:55,840
Konzentration der bekannten 
Lagerstätten und die extrem 

331
00:22:55,840 --> 00:22:59,840
geringe Jahresproduktion machen 
Skandium zu einem Element, 

332
00:23:00,080 --> 00:23:03,600
dessen strategische Bedeutung in
den kommenden Jahrzehnten 

333
00:23:03,600 --> 00:23:08,200
zunehmen dürfte. 
Die geopolitische Dimension des 

334
00:23:08,200 --> 00:23:12,320
Skandiums spiegelt wider, was 
für viele kritische Rohstoffe 

335
00:23:12,320 --> 00:23:15,680
gilt. 
Ihre Verfügbarkeit ist eng mit 

336
00:23:15,680 --> 00:23:20,000
politischen Verhältnissen 
verknüpft, wenn ein einziges 

337
00:23:20,000 --> 00:23:24,320
Land oder eine kleine Gruppe von
Ländern die Produktion eines 

338
00:23:24,320 --> 00:23:27,920
strategisch wichtigen Materials 
dominiert, entstehen 

339
00:23:27,920 --> 00:23:30,720
Abhängigkeiten, die 
wirtschaftliche und 

340
00:23:30,720 --> 00:23:33,040
sicherheitspolitische Risiken 
bergen. 

341
00:23:34,000 --> 00:23:38,240
Dies hat in Europa und 
Nordamerika dazu geführt, dass 

342
00:23:38,240 --> 00:23:41,480
erhebliche Mittel in die 
Erkundung eigener Skandium 

343
00:23:41,480 --> 00:23:44,600
vorkommen und in die Entwicklung
effizienterer 

344
00:23:44,600 --> 00:23:47,920
Rückgewinnungstechnologien aus 
Sekundärquellen wie 

345
00:23:47,920 --> 00:23:52,160
Industrieschlacken und 
Recyclingmaterialien investiert 

346
00:23:52,160 --> 00:23:55,600
werden. 
Die Kreislaufwirtschaft, also 

347
00:23:55,600 --> 00:23:57,920
das Schließen von 
Materialkreisläufen durch 

348
00:23:57,920 --> 00:24:02,800
Recycling und Wiederverwendung. 
Gewinnt daher auch beim Skandium

349
00:24:02,800 --> 00:24:07,000
zunehmend an Bedeutung. 
Es ist eine stille Wahrheit, die

350
00:24:07,000 --> 00:24:10,640
Wissenschaftlerinnen und 
Wissenschaftler weltweit teilen.

351
00:24:11,280 --> 00:24:15,440
Die Erde selbst ist das 
kostbarste Element, das wir 

352
00:24:15,440 --> 00:24:21,200
kennen, kein Periodensystem der 
Welt enthält ein Element, das 

353
00:24:21,200 --> 00:24:25,920
mit ihrer Komplexität, ihrer 
Schönheit und ihrer Fähigkeit, 

354
00:24:26,000 --> 00:24:30,080
leben zu ermöglichen, 
vergleichbar wäre. 

355
00:24:30,800 --> 00:24:34,000
Skandium und alle anderen 
Elemente, die wir in diesen 

356
00:24:34,000 --> 00:24:37,520
Folgen kennenlernen, sind 
letztlich Bestandteile dieses 

357
00:24:37,520 --> 00:24:41,440
einen einzigartigen Systems 
namens Erde. 

358
00:24:42,240 --> 00:24:46,440
Sie zu kennen bedeutet auch zu 
verstehen, wie kostbar und 

359
00:24:46,440 --> 00:24:49,680
schützenswert der Planet ist, 
dem sie entstammen.