Missade du de tidigare delarna i artikelserien? Börja med del 1!

Ämne 19: Kalium (K)

Kaliumtitanylfosfatkristaller är optiskt olinjära och dubbelbrytande och kan användas för frekvensdubbling av laserljus. Med flera sådana kristaller kan man åstadkomma avstämbart laserljus inom ett brett frekvensspektrum – lasern på bilden klarar allt från infrarött till ultraviolett.

Namn: Kalium
Engelskt namn: Potassium (Används inte i svensk text!)
Densitet: 0,962 ton per kubikmeter
Smältpunkt: 63 grader Celsius
Kokpunkt: 759 grader Celsius

Kaliummetall är inte särskilt användbar inom elektroniken. Det är en mjuk, lätt alkalimetall som kan skäras med kniv och som reagerar våldsamt med vatten.
Ett intressant användningsområde är metallens nitrat, kaliumnitrat, som var och varannan skolpojke använt att göra krut med, medan mamman använder det att lägga in julskinkan med.

Kaliumånga används som detektor för magnetfält för arkeologiska tillämpningar i kalium-ång-magnetometern, en apparat som kan mäta magnetfält i storleken femtotesla.

Kaliumtitanylfosfatkristaller kan användas i elektrooptiska modulatorer, när man vill modulera laserljus som ska skickas ut i en optisk fiber. Både pumpljusets amplitud och polarisation kan moduleras. Modulationen utförs genom att ett elektriskt fält läggs på över kristallen, så att dess molekylers position eller orientering förändras. Effekten kallas Pockels-effekten och apparaten brukar kallas för Pockels-cell. Bild: Christophe Finot (CC BY-SA 3.0)

Mer om kalium:

Den engelske kemiprofessorn Martyn Poliakoff och hans forskargupp har gjort en serie banbrytande videofilmer om alla grundämnen, som både är upplysande och underhållande. De kallar sin serie for PTOV, The Periodic Table of Videos:
http://www.periodicvideos.com
PTOV-filmen om kalium:
http://www.periodicvideos.com/videos/019.htm
Mer om kalium på Wikipedia:
http://en.wikipedia.org/wiki/Potassium
Om avstämbar laser och Pockels-celler:
https://www.idg.se/2.1085/1.350572/litauiska-lasrar-bita-bast

Ämne 20: Kalcium (Ca)

Kalciumsulfatkristaller kan bli fantastiskt stora om de får hålla på några miljoner år att bildas. I en grotta i Mexiko hittade man dessa monster. Bild: Amusing Planet.

Namn: Kalcium
Densitet: 1,55 ton per kubikmeter
Smältpunkt: 842 grader Celsius
Kokpunkt: 1 484 grader Celsius

Kalcium är inte heller särskilt användbart inom elektroniken. Den är en god ledare, men reagerar våldsamt med luftfuktighet.


Scintillatormätare för radiakmätning. Bild: Mrcomputerwiz (CC BY 3.0)

Ett kalciummineral kallat scheelit (efter svensken Carl Wilhelm Scheele som hittade det) med formeln CaWO4 kan göras högrent med samma czochralski-process som används för att göra kiselkristaller, och i kristallin form fungerar det som scintillator – en kristall som glimmar när den träffas av röntgenstrålning – och dessutom som laserskristall.

Scintillatorer används för strålningsmätning, i digital röntgenutrustning och för pet-skanning (positrondetektor).

Man kan säga att scintillatorn förhåller sig till Geiger-Müller-röret som en transistor gör till ett elektronrör. Men i övrigt är kalcium elektroniskt ointressant.

Mer om kalcium:

PTOV-filmen om kalcium:
http://www.periodicvideos.com/videos/020.htm
Mer om kalcium på Wikipedia:
http://en.wikipedia.org/wiki/Calcium
Om scintillatorer på Wikipedia:
http://en.wikipedia.org/wiki/Scintillator
Kristallgrottan i Mexiko:
http://www.amusingplanet.com/2010/07/giant-crystal-cave-in-mexican-desert.html

 Ämne 21: Skandium (Sc)


Skandium-metall. Bild: Saperaud (CC BY-SA 3.0)

Namn: Skandium
Densitet: 2,985 ton per kubikmeter
Smältpunkt: 1 541 grader Celsius
Kokpunkt: 2 836 grader Celsius

Metallen skandium heter så för att den hittades i Skandinavien. Den svenske kemisten Lars Fredrik Nilson fann ämnet 1879 i ett mineral i Ytterby gruva nära Vaxholm.

Skandium är ytterst sällsynt. Det hade sin största användning blandat med aluminium i legeringsmetallen Al3Sc i flygplansmotorer, men nu har titan tagit över den rollen.

Tillsammans med andra sällsynta jordartsmetaller kan man tillverka en yttrium-skandium-gallium-laser som används av tandläkare för desinfektion av rotkanaler. Den helt enkelt ”blinkar ihjäl” bakterierna, för att citera sheriff Woody i ”Toy Story”.

Ett annat användningsområde var lasrar i USA:s hypotetiska rymdförsvar SDI.
En mycket liten mängd skandium används till urladdningslampor som ska simulera solljus.


Bild: Northrop Grumman

Laserkristaller för tandläkarbruk av erbium-krom-dopad yttrium-skandium-gallium-granat tillverkade av Northrop Grumman. Fast tandläkarna är inte så kinkiga, tycks det. De kan lika gärna använda sig av krom-tulium-holmium-dopade yttrium-aluminium-granat-kristaller och erbium-dopade yttrium-aluminium-granat-kristaller om det kniper. Erbium och yttrium är sällsynta jordartsmetaller som används som lysämnen i exempelvis ljusreklam.

Mer om skandium:

PTOV-filmen om skandium:
http://www.periodicvideos.com/videos/021.htm
Mer om skandium på Wikipedia:
http://en.wikipedia.org/wiki/Scandium
Mitt besök vid Ytterby gruva:
http://www.idg.se/2.1085/1.186905/ytterby-gruva---ett-industriminnesmarke