PROPUESTA PARA LA UTILIZACIÓN EXPERIMENTAL DEL ÓXIDO E ...culo Óxidos e Hidróxidos... ·...

BÓRAX Nº 2 (2)-Revista de Química Práctica para Secundaria y Bachillerato-IES. Zaframagón-ISSN 2529-9581

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PROPUESTA PARA LA UTILIZACIÓN EXPERIMENTAL DEL ÓXIDO E

HIDRÓXIDO DE ESCANDIO EN LAS ENSEÑANZAS MEDIAS

Autores: Martínez-Troya, D.1

RESUMEN

El óxido y el hidróxido del escandio son compuestos de escaso interés desde el punto de

vista de las enseñanzas medias. El Sc (III) no posee electrones d, por lo que sus

compuestos son de color blanco,algo decepcionante si lo comparamos con los del resto

de los derivados de los metales de transición A pesar de ello, veremos cómo podemos

encontrar algunas reacciones de atractivo académico para el alumnado, como el carácter

anfótero de los compuestos o la particular estructura gelatinosa del hidróxido.

Palabras clave: Óxido de escandio; Hidróxido de escandio.

ABSTRACT

Scandium oxide and hydroxide are not interesting compounds regarding middle school

views. Sc (III) is the only ion, and it hasn’t d-electrons, so its compounds are white, a

disappointing fact if compared with any of the transition metals ones. Instead of this,

we’ll show that scandium oxide and hydroxide present some reactions of pedagogic

significance, such as the amphoteric character or the gelatinous structure of the

hydroxide.

Key words: Scandium oxide; Scandium hydroxide.

INTRODUCCIÓN Y JUSTIFICACIÓN

El escandio es un metal de color plateado, que puede colorearse de un tono

amarillento si se ha oxidado superficialmente al aire con el oxígeno ambiental, entonces

puede llegar a apreciarse incluso dorado a causa de la formación de una capa de óxido2.

Es un metal caro3, no tanto por su rareza, sino porque los yacimientos no son adecuados

y además presenta una difícil separación de otros metales semejantes junto a los que se

presenta4

, por lo que es poco apropiado para las Enseñanzas Medias, donde el

presupuesto suele ser ínfimo.

1 Daniel Martínez Troya [email protected]

2 Wiberg, E. Wiberg, N., Inorganic Chemistry, Academic Press, Berlín, 2001, p.1320.

3 En noviembre del 2016 compramos 0,1g de Sc a un precio de algo más de 10$ en ebay.

4 Cotton, F. A., Wilkinson, G., Química Inorgánica Avanzada, Limusa, Méjico, 1990, p. 1199.

mailto:[email protected]


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Siguiendo nuestra línea de investigación que pretende sistematizar las

posibilidades de aprendizaje que los óxidos e hidróxidos de los metales de la primera

serie de transición ofrecen para Secundaria y Bachillerato, nos encontramos con el

escandio, a pesar de la pobre química que exhibe en lo que a nosotros nos interesa.

A pesar de todo remarcaremos el carácter anfótero del hidróxido en particular y

nos divertiremos con la belleza de su precipitado gelatinoso. Además trabajaremos con

un metal que para nada es habitual, algo que ya de por sí es todo un aliciente.

DESCRIPCIÓN DE LA ACTIVIDAD

En principio partiremos del metal escandio puro y pasaremos a disolverlo en

ácido sulfúrico diluido para obtener el [Sc(H2O)6]+3

incoloro. Después iremos

añadiendo diferentes bases (NH3 en disolución y NaOH concentrado) para formar

primero el precipitado hidróxido de color blanco y después redisolverlo hasta lograr el

[Sc(OH)6]-6

incoloro.

A partir del [Sc(H2O)6]+3

formaremos un precipitado añadiendo un oxalato que

hemos obtenido previamente a partir de ácido oxálico y sosa, para a continuación

descomponerlo a la llama del mechero de butano y obtener el óxido, Sc2O3.

Para concluir realizaremos algunas pruebas llevando el Sc metal a la llama, lo

que nos permitirá apreciar la luz blanca que genera al oxidarse en contacto con el aire,

siempre y cuando esté formando un hilo fino.

DESARROLLO DE LA ACTIVIDAD

A) DISOLUCIÓN EN MEDIO ÁCIDO DEL ESCANDIO

Al igual que sucede con otros metales, el escandio reacciona en contacto con un

ácido oxidándose y generando H2 que sale de la disolución en forma de abundantes

burbujas. La reacción es particularmente sencilla gracias al relativamente alto potencial

rédox (Sc(III)/Sc) de -1,9 V5 que favorece la oxidación paulatina del metal en medio

ácido.

2 Sc (s) + 6 H+ (ac.) 2 Sc

+3 (ac.) + 3 H2 (g)

5 Sharpe, A.G., Química Inorgánica, Reverté, Barcelona, 1993, p. 644.

Valor extraído de la tabla siguiente de Petr Vanýsek: -2,077V (debe ser un pH en torno a 0) http://sites.chem.colostate.edu/diverdi/all_courses/CRC%20reference%20data/electrochemical%20series.pdf

http://sites.chem.colostate.edu/diverdi/all_courses/CRC%20reference%20data/electrochemical%20series.pdf

http://sites.chem.colostate.edu/diverdi/all_courses/CRC%20reference%20data/electrochemical%20series.pdf


110

El proceso es rápido tal y como puede apreciarse en las imágenes. Es interesante

el baile de las limaduras del metal que suben y bajan a medida que se forman las

burbujas (disminuyendo la densidad del conjunto cuando están unidas, devolviéndolo a

la habitual cuando se liberan).

En el proceso de disolución el escandio se oscurece antes de disolverse, algo que

ocurre (como veremos más adelante) cuando se calienta a la llama. Es posible que al

entrar en contacto con el oxígeno disuelto en el agua, el Sc+3

recién formado cree

momentáneamente una capa de Sc2O3 en el metal, capa que se disuelve tan pronto como

se genera. Llama particularmente la atención el color oscuro (o amarillento, en las

virutas del Sc al aire libre o calentado a la llama) del Sc2O3 que debiera ser blanco.

Probablemente las tonalidades diferentes se deban a impurezas o a defectos

estructurales de la red del óxido. Algo semejante a lo que ocurre con el ZnO a alta

temperatura.


111

La disolución en medio básico no se produce si el escandio está «pasivado» (o al

menos eso es lo que nos indica nuestra experiencia). Tras intentar la disolución de las

raspaduras de escandio, tanto en amoniaco, como en disoluciones de sosa a diferentes

concentraciones lo único que hemos registrado es una formación de burbujas que tras

crecer, se mantenían sobre el metal, como si el proceso de oxidación se hubiese

detenido. Ni siquiera el posterior calentamiento a la llama facilita el proceso, lo que

evidencia que el Sc2O3 que se debe de haber formado en la superficie es lo

suficientemente denso y estable como para impedir la oxidación del metal incluso al

calentar.

Probablemente si pudiésemos

usar una lámina de escandio recién

cortada, a la que no le hubiese dado

tiempo de formar una capa de óxido de

protección, se disolvería como

esperamos. Podemos ver el contraste de

color entre esta raspadura de escandio,

con su característico tono plateado y el

color prácticamente negro del anterior,

donde sí se está llevando a cabo la

oxidación del metal.

B) FORMACIÓN DEL ACUOCOMPLEJO DE ESCANDIO

El escandio sólo forma un ión estable, el

Sc+3

, por lo que en medio ácido tendremos el

catión hexaacuoescandio6

[Sc(H2O)6]+3

que

hidroliza fácilmente al agua a medida que el pH

sube, a causa de su alta carga. La mayoría de los

compuestos del escandio son hexacoordinados.

Podemos ver aún buena parte de las

burbujas del H2 generado adheridas a las paredes

del tubo de ensayo.

A medida que es pH sube algunas de las

moléculas de agua coordinadas pueden verse

sustituidas por grupos hidroxilos procedentes de

la hidrólisis de la misma molécula de agua.

6 Horovitz, C.T. (Ed.), Scandium Its Occurrence, Chemistry Physics, Metallurgy, Biology and Technology,

Academic Press, Londres, 1975, p. 111.


112

Es habitual que el Sc+3

muestre su carácter ácido e hidrolice al agua en

disoluciones a priori neutras, por ejemplo procedentes de sales como el Sc(ClO4)3 donde

el perclorato es la base débil de un ácido fuerte y por tanto no hidroliza. Entonces

aparecen reacciones de hidrólisis y de polimerización7 con cationes en disolución,

particularmente importantes a medida que el PH se acerca a 7. Como ejemplos nos

valen:

[Sc(H2O)6]+3

⇌ [Sc(H2O)5OH]+2

+ H+

2 [Sc(H2O)5OH]+2

⇌ [Sc2(H2O)10(OH)2]+4

C) OBTENEMOS EL HIDRÓXIDO DE ESCANDIO

A partir de la disolución ácida de [Sc(H2O)6]+3

procedemos a añadir gota a gota

pequeñas cantidades de una disolución concentrada de NaOH, de manera que podamos

observar la aparición del precipitado a un pH prácticamente neutro8, como una niebla

fina y de color blanco (que se aprecia en realidad de una tonalidad celeste) que queda en

la parte superior de la disolución.

7 Horovitz, C.T., Op.cit. pp. 111 y 112.

8 En la bibliografía aparecen valores diferentes de pH a temperatura ambiente (4,9 para Ivanov-Emin y

Ostroumov, y 7,1 para Vickery). Cf. Ibídem pp. 112-113. En nuestro caso rondaba el pH=7 pero es más un problema de vista que de otra cosa debido a la delicadeza de la primera suspensión, que resulta difícil de apreciar.


113

El hidróxido se va expandiendo a medida que añadimos más sosa, pero hay que

tener cuidado con la base, ya que al ser el Sc(OH)3 un anfótero, puede comenzar a

disolverse parcialmente a medida que añadimos la base.

Para garantizar que obtendremos la máxima cantidad del hidróxido lo mejor es

añadir NH3 comercial, directamente y sin preocuparnos, ya que el pH final coincide con

el de máxima formación del complejo9 y es lo suficientemente bajo como para que se

nos forme el anión de los hidroxilos [Sc(OH)6]-3

.

El mero contacto con el amoniaco, hace que la capa vaporosa del hidróxido se

haga densa y gelatinosa, de una forma tan rápida y contundente (considerando el poco

escandio utilizado) que constituye el principal atractivo de todas las reacciones que

estudiamos aquí con el escandio, focalizando nuestra atención en los intereses de

nuestro alumnado.

La gelatina del Sc(OH)3 es de color blanco, con tonalidades celestes que se

deben al carácter translúcido de la sustancia. Es tan consistente que se puede filtrar

como podrá apreciarse en las siguientes fotografías.

9 Erdey, L., Gravimetric Analysis, Part 2, Pergamon, Budapest, 1965, p. 508.


114

La superficie entre la disolución y el precipitado gelatinoso de Sc(OH)3 se puede

seguir con toda nitidez, lo que permite comprender cómo de denso aparenta ser el

precipitado.

La naturaleza química real del Sc(OH)3 es algo complejo de establecer, ya que

como suele suceder, la posibilidad de que tengamos varios compuestos de análoga

estequiometria es muy elevada.


115

Así puede tratarse de un óxido hidratado10

Sc2O3·nH2O, de un óxido e hidróxido

de escandio11

tipo ScO(OH) o incluso cadenas complejas de polimerización12

como

[Sc(OH)2·Sc(OH)2]n, que evidentemente están relacionadas con las que comentamos en

el apartado anterior.

De cualquier forma parece claro que no hay un Sc(OH)3 definido13

aunque la

belleza del producto bien merece que el alumnado lo disfrute. A lo largo de su

estructura pueden verse pequeñas zonas que brillan dándole un aspecto semejante al de

una geoda (obviamente para nada cristalino). Además se puede ver la gran cantidad de

agua que queda atrapada en la estructura gelatinosa del hidróxido.

10

Cotton, F.A., Op.cit. p. 1199. 11

Ibídem, p. 1199. 12

Mackay, R.A., Henderson, W., Introduction to Modern Inorganic Chemistry, 6ª Edición, Ed. Nelson Thornes, Cheltenham, 2002 (reimpresión), pp. 248-249. 13

Ibídem, p. 248.


116

Como el escandio no tiene demasiadas cosas que ofrecernos podemos disfrutar

un poco con una serie de fotografías obtenidas de una repetición de la obtención del

hidróxido con concentración análoga.


117

D) PASAMOS AL COMPLEJO ANIÓNICO

Si continuamos añadiendo sosa

concentrada, el precipitado se disuelve al

incorporar grupos hidroxilos intercambiándolos

con el agua de la esfera de hidratación. Al final

se acaba formando el complejo incoloro

[Sc(OH)6]-3

. A pesar de todo, el hidróxido

persiste durante mucho tiempo y su

concentración no llega a hacerse cero del todo a

juzgar por el color blanquecino que mantiene la

disolución con independencia de la cantidad de

NaOH añadida. Lo primero que ocurre es la

desaparición de la nitidez del precipitado, hasta

formar una disolución blancuzca de tonos

azulados que

No obstante el mejor resultado se logra añadiendo unas escamas de sosa a la

disolución. En el fondo del tubo se forma rápidamente una zona en la que ha

desaparecido el hidróxido, sustituido por el [Sc(OH)6]-3

, que se vuelve incolora como si

no fuese más que agua, mientras el resto del tubo mantiene el gel.


118

E) CARÁCTER ANFOTÉRICO DEL HIDRÓXIDO DE ESCANDIO

Una de las aplicaciones pedagógicas más convenientes del escandio es

precisamente el carácter anfótero de su hidróxido y de su óxido14

. Podemos comprobar

cómo el Sc(OH)3 puede redisolverse aceptando grupos hidroxilos, pero igualmente se

disolvería (no creemos necesario hacerlo) en medio ácido.

Resulta obvio que a pesar de ello, hay mejores compuestos para estudiar el

anfoterismo que los óxidos e hidróxidos del escandio. Tanto el Zn como el Al son más

baratos y adecuados para ello, aunque si se trabaja con los derivados del escandio, no

está de más hacer una referencia a esta interesante propiedad.

F) PRECIPITACIÓN DEL OXALATO DE ESCANDIO

Una de las vías para formar el Sc2O3 es precipitar el oxalato y descomponerlo

térmicamente a continuación. Para ello hemos cogido ácido oxálico, y lo hemos

neutralizado con sosa en disolución concentrada, de manera que nos quede el anión

oxalato disponible para el Sc+3

que se encuentra en medio ácido.

La reacción de precipitación es la siguiente:

2 Sc+3

+ 3 [C2O4]-2

Sc2[C2O4]3

El oxalato de escandio es un polvo de color blanco que precipita como hidrato15

,

en forma de Sc2[C2O4]3 · nH2O, con un producto de solubilidad16

de 1,22·10-22

que es lo

suficientemente bajo como para que precipite sustancialmente.

14

Cotton, F.A., Op.cit. p. 1199. 15

Horovitz, C.T., Op.cit. p. 350. 16

Xu Shaoquan, Coordination of Scandium with Oxalate Ions in Aqueous Medium, [J]. Chemical Journal of Chinese Universities, 1985, 6(10): 866-868.


119

Vemos una serie de imágenes de la precipitación del oxalato de escandio:

En el proceso hemos empleado la disolución de Sc metal en ácido sulfúrico, por

lo que la especie que va a formar el precipitado es el [Sc(H2O)6]+3

que en contacto con

el acetato de la disolución (en exceso, obviamente) provoca al principio la aparición de

pequeños gránulos del acetato de escandio repartidos por todo el volumen. Después

poco a poco se va formando en el fondo, por gravedad, el Sc2[C2O4]3 de un tamaño de

partícula muy pequeño y blanco. Es fácil finalmente extraer la disolución sobrenadante

con una pipeta y utilizar el oxalato para descomponerlo térmicamente y obtener el

Sc2O3.

G) DESCOMPOSICIÓN TÉRMICA DEL OXALATO

Para generar el Sc2O3 basta con descomponer el compuesto obtenido a la llama

del mechero de gas butano en la vitrina de gases. La descomposición comienza a los

360ºC pero es completa a los 800ºC donde se tiene el óxido deshidratado, aunque muy

inestable y con tendencia a hidratarse rápidamente con una o dos moléculas de agua17

.

Al principio el agua que acompaña al oxalato de escandio (no hemos perdido el

tiempo en eliminarla por completo, es decir, hemos colocado en la cazoleta de la

espátula una sustancia blanca y densa, pero más o menos líquida) entra en ebullición,

para después ir lentamente perdiendo agua de hidratación y de coordinación hasta la

formación del óxido anhidro.

17

Wendlandt, W.W., Anal. Chem., 1958, 30 (1), pp 58–61, DOI: 10.1021/ac60133a015.


120

La serie de fotografías es la siguiente:

Al final el compuesto esperado queda con un tono beige extraño que

probablemente sea consecuencia de la forma en la que lo hemos elaborado. A lo largo

de muchas prácticas constatamos que aparecen leves cambios de color dependiendo del

método de síntesis y de la historia de la síntesis, por lo que consideramos correcto el

resultado.


121

Una vez reducido a polvo vemos que el

color es ligeramente diferente al esperado. Ese

color beige, ligeramente rosado no es la

primera vez que el Sc2O3 presenta este color en

la bibliografía18

. También podría deberse a la

existencia de algún metal de transición que

acompañase la muestra de Sc metálico que

adquirimos, aunque nos decantamos porque

sea una coloración provocada por la

contaminación de la espátula.

Para comprobar si es una contaminación la responsable del color, disolvemos en

una disolución de ácido sulfúrico diluido el Sc2O3 obtenido y comprobamos para

nuestra sorpresa que, evidentemente, ha habido contaminación de algún resto que debió

de haber quedado en la espátula tras llevar a cabo algún otro experimento, a pesar de

haberla raspado con lija antes de pasar a descomponer el oxalato de escandio.

Se ve que el tono anaranjado lo ha adquirido tras el contacto con la espátula,

aunque se disuelve perfectamente como era de esperar y vuelve a formar el Sc(OH)3 sin

que el gel presente el color beige-anaranjado, sino el tono blanco-azulado característico.

Emplearemos ese Sc(OH)3 para descomponerlo térmicamente y obtener el Sc2O3

anhidro (aún cuando usamos la fórmula del hidróxido, somos conscientes de la variedad

que representa y que no está definido).

18

Albayrak, I.C., Mechanical Properties of Polycrystalline Ceramics by Nanoindentation Methods: Effect of Surface Roughness and Tip Size, Drexel University, 2009, p. 43. http://max.materials.drexel.edu/wp-content/uploads/Ismail_Albayrak.pdf

http://max.materials.drexel.edu/wp-content/uploads/Ismail_Albayrak.pdf


122

H) DESCOMPOSICIÓN TÉRMICA DEL HIDRÓXIDO

Para obtener el Sc2O3 se puede calentar hasta descomposición el Sc(OH)3 que

formaremos añadiendo a la disolución anterior de Sc+3

una disolución comercial de

amoniaco al 30%. El hidróxido se forma rápidamente, con la misma estructura

gelatinosa de antes. Para poder separarlo de la disolución madre, dejamos que precipite

por gravedad durante un par de días (suponemos que en unas cuantas horas se

precipitará al fondo también, pero a nosotros se nos coló el fin de semana).

A partir de ahí extrajimos la disolución

de aguas madre con una pipeta y comenzamos

a calentar el precipitado gelatinoso constituido

por una mezcla de Sc(OH)3 blanco, de agua y

de (NH4)2SO4 y probablemente NH4HSO4 que

están en disolución en el agua que ha quedado

retenida por el hidróxido. Pasamos a calentarlo

directamente a la llama de un mechero de

alcohol, de modo que sólo nos quede el Sc2O3

que esperamos esta vez sea de un color blanco

inmaculado.

Cuando calentamos el precipitado comienza a secarse hasta que sólo hay un

residuo seco del que con el paso del tiempo una parte comienza a fundirse y a salir del

tubo en forma de vapor blanco y denso que también se va quedando adherido a las

paredes del tubo a medida que se enfría, formando una costra blanca de grano finísimo.

Vemos el proceso en imágenes.


123

El humo blanco que sale y el polvo que queda adherido en la parte superior del

tubo es (NH4)2SO4 y quizás NH4HSO4, hay que considerar que el hidrogenosulfato de

amonio se descompone a los 120ºC19

y el sulfato a los 235ºC20

. El tubo queda

verdaderamente dividido en dos zonas con recubrimientos diferentes, arriba el

(NH4)2SO4 y abajo el Sc2O3.

Además corroboramos la naturaleza ácido

base del recubrimiento pasando un papel indicador

humedecido en agua por el borde superior del

tubo. La cinta de indicador se colorea de rojo

intenso, lo que esperaríamos para un ácido y en

particular para el (NH4)2SO4 donde si bien el

sulfato no tiene actividad ácido-base, el amonio

[NH4]+ es el ácido conjugado de una base débil y

por tanto tiene un comportamiento ácido acuciado.

De este modo entendemos que el recubrimiento es

esta sal tras descomponerse en el interior del tubo

al alcanzar los 235ºC, se adhiere nuevamente nada

más baja la temperatura.

19

http://gestis.itrust.de/nxt/gateway.dll/gestis_de/004300.xml?f=templates$fn=default.htm$3.0 20

http://gestis-en.itrust.de/nxt/gateway.dll/gestis_en/000000.xml?f=templates$fn=default.htm$vid=gestiseng:sdbeng$3.0

http://gestis.itrust.de/nxt/gateway.dll/gestis_de/004300.xml?f=templates$fn=default.htm$3.0





124

El óxido de escandio obtenido esta vez no contiene las impurezas que lo

coloreaban de beige y que quedaron en las aguas madres, por lo que presenta este

aspecto.

La descomposición del Sc(OH)3 o, mejor dicho, la deshidratación del óxido de

escandio sólo es total a partir de los 900ºC (en temperaturas anteriores va perdiendo

poco a poco el agua), lo que da idea de lo difícil que es eliminar el agua del óxido21

.

Obviamente, si deseásemos hacerlo hasta ese punto, usaríamos de nuevo la llama de gas

y la cazoleta metálica. La reacción de descomposición es la siguiente:

2 Sc(OH)3 Sc2O3 + 3 H2O

21

Erdey, L., Op.cit. p. 508.


125

I) FORMACIÓN DEL ÓXIDO DE ESCANDIO POR COMBUSTIÓN DIRECTA

El metal escandio tiene un color plateado

que con el paso del tiempo y al exponerse al aire,

se torna amarillento22

por la formación de una

capa protectora de Sc2O3. Nosotros adquirimos el

metal en forma de raspaduras que no son

particularmente adecuadas para la combustión

directa a la llama del meche de butano. En algunas

de ellas se puede apreciar cierto color amarillento

con visos dorados.

La última de las formas de obtención del Sc2O3 que proponemos aquí es

adecuada sólo para cuando el escandio se encuentra en hilos finos o en polvo. De esta

manera, como muchos otros metales, arde fácilmente al aire al ser expuesto a una llama,

emitiendo una luz anaranjada (un tanto rosácea) muy característica y de gran intensidad.

El residuo que quedaría sería el óxido correspondiente, si lo hubiéramos podido

confinar y recoger.

Sc + O2 Sc2O3

22

Wiberg, E. Wiberg, N. Op.cit. p.1320.


126


127

J) HIDROXOESCANDATOS Y SALES DE ESCANDIO

Cuando se forma el [Sc(OH)6]-3

por

adición de NaOH en disolución concentrada,

como vimos en uno de los puntos anteriores,

podemos dejar que se evapore hasta que

aparezcan mezclas que pueden ser de varios tipos

como NaSc3(OH)6(SO4)2 hidratado, Na3Sc(OH)6

hidratado u otros tipos como Sc(OH)SO4 sin

abundar mucho más en los resultados23

. A partir

de esta mezcla se puede obtener el Sc2O3 de

nuevo llevándola a descomposición térmica por

encima de los 900ºC para que los sulfatos se

descompongan24

.

Si por el contrario dejamos que cristalice por evaporación lenta, encontramos

que hay una cristalización diferenciada del NaOH en exceso, del Na2SO4 y de lo que

suponemos deben de ser los hidroxoescandatos de sodio, que escribimos como

“Na3Sc(OH)6” de forma general. El reconocimiento de las formas cristalinas es sencillo,

sobre todo teniendo en cuenta que sabemos exactamente qué contiene la disolución y las

características propias de las sales, que las hacen muy diferentes unas de otras. Así las

grandes formas cuadradas de la sosa en exceso aparecen aquí y allá25

, mientras que los

pequeños cristalitos del sulfato de sodio creemos encontrarlos en esas formas cortas y

ramificadas que recuerdan vagamente a sucesiones de estrellas26

. La tercera formación

que aparece es la que hemos considerado que pudiera ser el grupo de los “Na3Sc(OH)6”

sin que realmente aportemos demostración alguna al respecto con los medios que

tenemos en nuestro laboratorio. Quizás lo más sencillo hubiese sido retirar ejemplos de

cristales con la espátula e ir haciendo pruebas individualmente, corroborando la

propuesta. Sin embargo se nos sale del interés propio tanto para el artículo como para

nuestro alumnado.

Esta estructura tan evidente desaparece nada más se deja que llegue a sequedad

la disolución, perdiéndose toda esa información en la masa de cristales irregulares e

indefinidos, que acaban amontonándose en un residuo blanco y amorfo. De cualquier

forma, como nuestro trabajo se centra en la enseñanza secundaria, no nos importa

demasiado la cuestión de la pureza del compuesto obtenido, aunque nos percatamos de

la importancia de detenerse en esa diversidad de cristales para explicar la presencia de

diferentes compuestos en una disolución que parece formada por un único compuesto.

23

Johnson, B.F., Inorganic Chemistry of the Transition Elements, vol. 5, The Chemical Society, Londres, 1977, p.449. 24

Li, J., Ikegami, T., & Mori, T. (2004). Solution-Based Processing of Sc2O3 Nanopowders Yielding Transparent Ceramics. Journal of Materials Research, 19(3), 733-736. doi:10.1557/jmr.2004.19.3.733. 25

https://fineartamerica.com/featured/sodium-hydroxide-crystals-charles-d-winters.html 26

https://www.youtube.com/watch?v=dyVz6h2wrEA

https://fineartamerica.com/featured/sodium-hydroxide-crystals-charles-d-winters.html

https://www.youtube.com/watch?v=dyVz6h2wrEA


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K) EL ESCANDIO, SUS USOS Y LOS DEL ÓXIDO

Al realizar esta pequeña investigación sobre las posibilidades del óxido y del

hidróxido de escandio en el laboratorio de Secundaria o de Bachillerato, nos hemos

encontrado con que el metal en sí y sus compuestos, tienen una menor bibliografía que

el resto de los de la primera serie de transición. En general, cuando aparece en los

manuales generales de la química inorgánica avanzada, lo hace de forma escasa, sobre

todo en relación con el tratamiento que se le da a otros metales. Somos conscientes por

tanto de que nuestro artículo es una rareza en el ámbito académico en el que nos

movemos.


129

El escandio se usa como aditivo a las lámparas de vapor de mercurio,

permitiendo la generación de una luz más natural, en aleaciones con aluminio para

equipos deportivos o para la industria aeroespacial, incluso en la producción de pilas

alcalinas de níquel, entre otras utilidades27

.

El Sc2O3 se suele denominar escandia y por su bajo peso y su alta capacidad

como material refractario, suele emplearse en sistemas que necesiten mantenerse

estables a alta temperatura, en cerámica electrónica y en determinadas variedades de

vidrio28

. También es una vía habitual para preparar el fluoruro de escandio, cuya

descomposición por electrolisis permite obtener el metal puro29

.

CONCLUSIONES

El escandio no es el mejor metal para que nuestro alumnado aprenda química en

el laboratorio. Además de ser caro, su óxido y su hidróxido son blancos, por lo que no

permiten una particular motivación relacionada con el color, que tan útil resulta para el

aprendizaje. Por otra parte, en aquellos aspectos de su química, donde podemos tener

cierto interés, pueden ser sustituidos con ventaja por otros metales más baratos y

accesibles, como el cinc y el aluminio.

De entre las posibilidades que nos ofrece su química destacaremos como útiles

el estudio del concepto de compuesto anfótero a partir del hidróxido (o del propio

óxido). Particularmente nos ha sorprendido la belleza del precipitado del hidróxido, por

su estructura gelatinosa, su aspecto denso y su color blanco con reflejos celestes, que

podría tener un buen efecto en el laboratorio si el metal de partida no fuese tan caro. Es

evidente que una vez obtenido el hidróxido, podemos calentarlo hasta la formación del

Sc2O3, haciéndolo en campana, para evitar los humos que se desprenden.

Otra de las experiencias de interés para nuestro alumnado es, sin duda alguna, la

combustión del metal a la llama de la bombona de butano. La luz es tan particular,

intensa y anaranjada, que contrasta fuertemente con la luz de la cinta de magnesio que

habitualmente utilizamos y de la que sería un buen complemento.

A continuación se desarrolla el cuadro de reacciones que hemos llevado a cabo

para el escandio.

27

Krebs, R.E., The History and Use of our Earth’s Chemical Elements, 2ª Edición, Greenwood Press, Westport, 2006, p. 89. Cf. Duyvesteyn,W.P.C., Putnam, G.F., Scandium. A review of the elements, its characteristics, and current and emerging commercial applications, EMC Metals Corporation, 2014. http://www.scandiummining.com/i/pdf/Scandium-White-PaperEMC-Website-June-2014-.pdf 28

http://www.reade.com/products/scandium-oxide-sc2o3 29

Krebs, R.E., Op.cit. p. 90.

http://www.scandiummining.com/i/pdf/Scandium-White-PaperEMC-Website-June-2014-.pdf

http://www.reade.com/products/scandium-oxide-sc2o3


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BIBLIOGRAFÍA

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Sc

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H+

OH-

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OH-

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