ما هو المعدن العناصر الإربيوم والتطبيق والخصائص وطرق الاختبار شائعة الاستخدام

ونحن نستكشف عالم العناصر الرائع ،إربيوميجذب انتباهنا بخصائصه الفريدة وقيمة التطبيق المحتملة. من أعماق البحر إلى الفضاء الخارجي ، من الأجهزة الإلكترونية الحديثة إلى تكنولوجيا الطاقة الخضراء ، تطبيقإربيومفي مجال العلوم ، لا يزال التوسع ، مما يدل على قيمته التي لا تضاهى.
تم اكتشاف Erbium من قبل الكيميائي السويدي Mosander في عام 1843 من خلال تحليل Yttrium. أطلق عليه في الأصل أكسيد الإربيومأكسيد تيربيوم ،لذلك في الأدب الألماني المبكرة ، تم الخلط بين أكسيد تيربيوم وأكسيد الإربيوم.

لم يكن حتى عام 1860 تم تصحيحه. في نفس الفترة عندمالانثانومتم اكتشافه ، تحليل موساندر ودرسه المكتشف في الأصلyttrium، ونشر تقريرًا في عام 1842 ، موضحًا أن المكتشف في الأصلyttriumلم يكن أكسيد عنصر واحد ، ولكن أكسيد من ثلاثة عناصر. لا يزال يطلق على أحدهم Yttrium ، وسمي واحد منهمإربيا(Erbium Earth). تم تعيين رمز العنصر على أنهEr. سمي على اسم المكان الذي تم فيه اكتشاف خام Yttrium لأول مرة ، بلدة Ytter الصغيرة بالقرب من ستوكهولم ، السويد. اكتشاف إربيوم وعنصرين آخرين ،لانثانوموتيربيوم، فتح الباب الثاني لاكتشافعناصر أرضية نادرة، وهي المرحلة الثانية من اكتشاف العناصر الأرضية النادرة. اكتشافهم هو الثالث من العناصر الأرضية النادرة بعدالسيريوموyttrium.

اليوم ، سنشرع في رحلة الاستكشاف هذه معًا لاكتساب فهم أعمق للخصائص الفريدة لـ Erbium وتطبيقها في التكنولوجيا الحديثة.

حقول التطبيق لعنصر erbium

1. تكنولوجيا الليزر:يستخدم عنصر Erbium على نطاق واسع في تكنولوجيا الليزر ، وخاصة في الليزر في الحالة الصلبة. يمكن أن تنتج أيونات الإربيوم الليزر بطول موجة يبلغ حوالي 1.5 ميكرون في مواد ليزر الحالة الصلبة ، والتي لها أهمية كبيرة في الحقول مثل الاتصالات الألياف البصرية وجراحة الليزر الطبية.
2. الاتصالات الألياف البصرية:نظرًا لأن عنصر Erbium يمكن أن ينتج الطول الموجي المطلوب للعمل في اتصالات الألياف البصرية ، يتم استخدامه في مضخمات الألياف. هذا يساعد على تعزيز مسافة الإرسال وكفاءة الإشارات البصرية وتحسين أداء شبكات الاتصال.
3. جراحة الليزر الطبية:تستخدم الليزر الإربيوم على نطاق واسع في المجال الطبي ، خاصة بالنسبة لقطع الأنسجة والتخثر. يتيح اختيار الطول الموجي امتصاص ليزر Erbium واستخدامه بشكل فعال لجراحة الليزر عالية الدقة ، مثل جراحة العيون.
4. المواد المغناطيسية والتصوير بالرنين المغناطيسي (MRI):يمكن أن تؤدي إضافة Erbium إلى بعض المواد المغناطيسية إلى تغيير خصائصها المغناطيسية ، مما يجعلها تطبيقات مهمة في التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI). يمكن استخدام المواد المغناطيسية ذات الإربيوم لتحسين تباين صور التصوير بالرنين المغناطيسي.

5. مكبرات الصوت البصرية:يستخدم Erbium أيضًا في مكبرات الصوت البصرية. عن طريق إضافة erbium إلى مكبر للصوت ، يمكن تحقيق الكسب في نظام الاتصالات ، مما يزيد من قوة ومسافة الإرسال للإشارة البصرية.
6. صناعة الطاقة النووية:يحتوي نظير Erbium-167 على مقطع عرضي للنيوترون العالي ، لذلك يتم استخدامه كمصدر للنيوترون في صناعة الطاقة النووية للكشف عن النيوترون والسيطرة على المفاعلات النووية.
7. البحث والمختبرات:يستخدم Erbium ككاشف فريد وعلامة في المختبر للبحث والتطبيقات المختبرية. خصائصها الطيفية الخاصة والخصائص المغناطيسية تجعلها تلعب دورًا مهمًا في البحث العلمي.
يلعب Erbium دورًا لا غنى عنه في العلوم والتكنولوجيا والطب الحديثة ، وتوفر خصائصه الفريدة دعمًا مهمًا لمختلف التطبيقات.

الخصائص الفيزيائية لإريبيوم

المظهر: Erbium هو أبيض فضي ، معدن صلب.

الكثافة: Erbium لديه كثافة حوالي 9.066 جم/سم 3. هذا يشير إلى أن erbium هو معدن كثيف نسبيا.

نقطة الانصهار: إيربيوم لديه نقطة انصهار تبلغ 1529 درجة مئوية (2784 درجة فهرنهايت). هذا يعني أنه في درجات حرارة عالية ، يمكن أن ينتقل إربيوم من حالة صلبة إلى حالة سائلة.

نقطة الغليان: إيربيوم لديه نقطة غليان تبلغ 2،870 درجة مئوية (5،198 درجة فهرنهايت). هذه هي النقطة التي ينتقل فيها الإربيوم من حالة سائلة إلى حالة غازية في درجات حرارة عالية.

الموصلية: Erbium هي واحدة من المعادن الأكثر توصيلًا ولديها توصيل كهربائي جيد.

المغناطيسية: في درجة حرارة الغرفة ، erbium هي مادة مغناطيسية. إنه يظهر المغناطيسية السفلية أقل من درجة حرارة معينة ، لكنه يفقد هذه الخاصية في درجات حرارة أعلى.

اللحظة المغناطيسية: Erbium لها لحظة مغناطيسية كبيرة نسبيًا ، مما يجعلها مهمة في المواد المغناطيسية والتطبيقات المغناطيسية.

التركيب البلوري: في درجة حرارة الغرفة ، يكون التركيب البلوري لإريبيوم هو الأقرب سداسي. يؤثر هذا الهيكل على خصائصه في الحالة الصلبة.

الموصلية الحرارية: Erbium لديه توصيل حراري عالي ، مما يشير إلى أنه يعمل بشكل جيد في الموصلية الحرارية.

النشاط الإشعاعي: Erbium نفسه ليس عنصرًا مشعًا ، ونظائره المستقرة وفيرة نسبيًا.

الخصائص الطيفية: يُظهر Erbium خطوط امتصاص وانبعاثات محددة في المناطق الطيفية المرئية والقريبة من الأشعة تحت الحمراء ، مما يجعلها مفيدة في تقنية الليزر والتطبيقات البصرية.

إن الخصائص الفيزيائية لعنصر Erbium تجعله يستخدم على نطاق واسع في تكنولوجيا الليزر والاتصالات البصرية والطب وغيرها من المجالات العلمية والتكنولوجية.

الخواص الكيميائية من الإربيوم

الرمز الكيميائي: الرمز الكيميائي للإربيوم هو ER.

حالة الأكسدة: عادة ما تكون الإربيوم في حالة أكسدة +3 ، وهي حالة أكسدة أكثر شيوعًا. في المركبات ، يمكن أن تشكل erbium er^3+ أيونات.

التفاعل: erbium مستقر نسبيا في درجة حرارة الغرفة ، ولكن سوف يتأكسد ببطء في الهواء. يتفاعل ببطء مع الماء والأحماض ، بحيث يمكن أن يظل مستقرًا نسبيًا في بعض التطبيقات.

الذوبان: يذوب الإربيوم في الأحماض غير العضوية الشائعة لإنتاج أملاح الإربيوم المقابلة.
التفاعل مع الأكسجين: يتفاعل erbium مع الأكسجين لتشكيل أكاسيد ، بشكل رئيسيER2O3 (ثاني أكسيد الإربيوم). هذا هو الصلبة الحمراء الوردية شائعة الاستخدام في الزجاج الخزفي والتطبيقات الأخرى.

التفاعل مع الهالوجينات: يمكن أن يتفاعل erbium مع الهالوجينات لتشكيل الهاليدات المقابلة ، مثلالفلورايد erbium (ERF3), كلوريد إربيوم (ERCL3)، إلخ.

التفاعل مع الكبريت: يمكن أن يتفاعل erbium مع الكبريت لتشكيل الكبريتيد ، مثلكبريتيد erbium (ER2S3).

رد الفعل مع النيتروجين: يتفاعل erbium مع النيتروجين لتشكيلنيتريد erbium (ERN).

المجمعات: يشكل إربيوم مجموعة متنوعة من المجمعات ، وخاصة في الكيمياء المعدنية العضوية. هذه المجمعات لها قيمة التطبيق في الحفز والمجالات الأخرى.

النظائر المستقرة: يحتوي erbium على نظائر مستقرة متعددة ، وأكثرها وفرة هي ER-166. بالإضافة إلى ذلك ، يحتوي Erbium على بعض النظائر المشعة ، لكن وفرةها النسبية منخفضة.

إن الخصائص الكيميائية لعنصر erbium تجعلها مكونًا مهمًا في العديد من التطبيقات ذات التقنية العالية ، مما يدل على تعدد استخداماته في مجالات مختلفة.

الخصائص البيولوجية لإريبيوم

يحتوي Erbium على عدد قليل نسبيًا من الخصائص البيولوجية في الكائنات الحية ، لكن بعض الدراسات أظهرت أنها قد تشارك في بعض العمليات البيولوجية في ظل ظروف معينة.

التوفر البيولوجي: Erbium هو عنصر تتبع للعديد من الكائنات الحية ، ولكن توافره الحيوي في الكائنات الحية منخفض نسبيًا.لانثانوممن الصعب امتصاص أيونات واستخدامها من قبل الكائنات الحية ، لذلك نادراً ما تلعب دورًا مهمًا في الكائنات الحية.

السمية: تعتبر الإربيوم عمومًا سمية منخفضة ، خاصة مقارنة بالعناصر الأرضية النادرة الأخرى. تعتبر مركبات الإربيوم غير ضارة نسبيًا بتركيزات معينة. ومع ذلك ، قد يكون للتركيزات العالية من أيونات اللانثانوم آثار ضارة على الكائنات الحية ، مثل تلف الخلايا والتداخل مع الوظائف الفسيولوجية.

المشاركة البيولوجية: على الرغم من أن Erbium لها وظائف قليلة نسبيًا في الكائنات الحية ، فقد أظهرت بعض الدراسات أنها قد تشارك في بعض العمليات البيولوجية المحددة. على سبيل المثال ، أظهرت بعض الدراسات أن الإربيوم قد يلعب دورًا معينًا في تعزيز نمو النباتات وإزهارها.

التطبيقات الطبية: Erbium ومركباتها لديها أيضًا تطبيقات معينة في المجال الطبي. على سبيل المثال ، يمكن استخدام erbium في علاج بعض النويدات المشعة ، كعامل تباين في الجهاز الهضمي ، وكمضاف مساعد لبعض الأدوية. في التصوير الطبي ، تُستخدم مركبات الإربيوم في بعض الأحيان كعوامل تباين.

المحتوى في الجسم: موجود الإربيوم بكميات صغيرة في الطبيعة ، وبالتالي فإن محتواه في معظم الكائنات الحية منخفض أيضًا نسبيًا. في بعض الدراسات ، وجد أن بعض الكائنات الحية الدقيقة والنباتات قد تكون قادرة على امتصاص وتجميع erbium.

تجدر الإشارة إلى أن الإربيوم ليس عنصرًا أساسيًا لجسم الإنسان ، وبالتالي فإن فهم وظائفه البيولوجية لا يزال محدودًا نسبيًا. في الوقت الحاضر ، لا تزال التطبيقات الرئيسية للإربيوم تتركز في المجالات الفنية مثل علوم المواد والبصريات والطب ، وليس في مجال علم الأحياء.

التعدين وإنتاج إربيوم

إربيوم هو عنصر أرض نادر نادر نسبيا في الطبيعة.

1. الوجود في قشرة الأرض: موجود في قشرة الأرض ، لكن محتواه منخفض نسبيًا. متوسط ​​محتوىه حوالي 0.3 ملغ/كغ. يوجد إربيوم بشكل أساسي في شكل خامات ، إلى جانب عناصر أرضية نادرة أخرى.
2. التوزيع في الخامات: erbium موجود أساسا في شكل الخامات. تشمل الخامات الشائعة خام yttrium erbium ، وحجر الألمنيوم الإربيوم ، وحجر البوتاسيوم الإربيوم ، وما إلى ذلك. تحتوي هذه الخامات عادة على عناصر أرضية نادرة أخرى في نفس الوقت. الإربيوم عادة ما يكون في شكل ثلاثي التكافؤ.

3. البلدان الرئيسية للإنتاج: تشمل البلدان الرئيسية لإنتاج الإربيوم الصين والولايات المتحدة وأستراليا والبرازيل ، وما إلى ذلك. تلعب هذه البلدان دورًا مهمًا في إنتاج العناصر الأرضية النادرة.

4. طريقة الاستخراج: يتم استخراج الإربيوم عادة من الخامات من خلال عملية استخراج عناصر الأرض النادرة. يتضمن هذا سلسلة من الخطوات الكيميائية والصهر لفصل وتنقية الإربيوم.

5. العلاقة مع العناصر الأخرى: Erbium لها خصائص مماثلة لعناصر أرضية نادرة أخرى ، لذلك في عملية الاستخراج والفصل ، من الضروري في كثير من الأحيان النظر في التعايش والتأثير المتبادل مع العناصر الأرضية النادرة الأخرى.
6. مجالات التطبيق: يستخدم الإربيوم على نطاق واسع في مجال العلوم والتكنولوجيا ، وخاصة في الاتصالات البصرية وتكنولوجيا الليزر والتصوير الطبي. نظرًا لخصائصها المضادة للانعكاس في الزجاج ، يتم استخدام erbium أيضًا في إعداد الزجاج البصري.

على الرغم من أن الإربيوم نادر نسبيًا في قشرة الأرض ، نظرًا لخصائصه الفريدة في بعض التطبيقات ذات التقنية العالية ، فقد زاد الطلب عليها تدريجياً ، مما أدى إلى التطوير المستمر وتحسين تقنيات التعدين والتكرير ذات الصلة.

طرق الكشف الشائعة لإريبيوم
عادة ما تتضمن طرق الكشف عن erbium تقنيات كيمياء تحليلية. فيما يلي مقدمة مفصلة لبعض طرق اكتشاف Erbium شائعة الاستخدام:

1. في AAS ، يتم ذرية العينة وتمريرها عبر شعاع من الضوء من طول موجي معين ، ويتم اكتشاف شدة الضوء الممتص في العينة لتحديد تركيز العنصر.

2. مطياف الانبعاثات البصرية للبلازما المقترنة (ICP-OES): ICP-OES هي تقنية تحليلية حساسة للغاية مناسبة للتحليل متعدد العناصر. في ICP-OES ، تمر العينة من خلال البلازما المزدوجة الحاد لتوليد بلازما عالية الحرارة تثير الذرات في العينة لإبعاد الطيف. من خلال اكتشاف الطول الموجي وشدة الضوء المنبعث ، يمكن تحديد تركيز كل عنصر في العينة.

3. قياس الطيف الكتلي (ICP-MS): يجمع ICP-MS بين توليد البلازما المزدوجة الحاد مع الدقة العالية لقياس الطيف الكتلي ويمكن استخدامه للتحليل الأولي بتركيزات منخفضة للغاية. في ICP-MS ، يتم تبخير العينة وتأينها ، ثم يتم اكتشافها بواسطة مطياف الكتلة للحصول على طيف الكتلة لكل عنصر ، وبالتالي تحديد تركيزه.

4. هذه الطريقة فعالة بشكل خاص لتتبع العناصر الأرضية النادرة.

5. الكروماتوغرافيا: يمكن استخدام الكروماتوغرافيا لفصل مركبات الإربيوم والاكتشاف. على سبيل المثال ، يمكن تطبيق كروماتوجرافيا التبادل الأيوني واللوني السائل المرحلة العكسية على تحليل Erbium.

عادة ما تحتاج هذه الطرق إلى تنفيذها في بيئة مختبر وتتطلب استخدام الأدوات والمعدات المتقدمة. يعتمد اختيار طريقة الكشف المناسبة عادة على طبيعة العينة والحساسية المطلوبة والدقة وتوافر معدات المختبر.

تطبيق محدد لطريقة الامتصاص الذري لقياس عنصر erbium

في قياس العناصر ، تتمتع طريقة الامتصاص الذري بدقة وحساسية عالية ، وتوفر وسيلة فعالة لدراسة الخواص الكيميائية وتكوين مركب ومحتوى العناصر.
بعد ذلك ، نستخدم طريقة الامتصاص الذري لقياس محتوى عنصر erbium. الخطوات المحددة هي كما يلي:
أولاً ، من الضروري إعداد عينة تحتوي على عنصر erbium. يمكن أن تكون العينة صلبة أو سائلة أو غاز. بالنسبة للعينات الصلبة ، عادة ما يكون من الضروري حلها أو إذابةها لعملية الانحلال اللاحقة.

اختر مطياف الامتصاص الذري المناسب. وفقًا لخصائص العينة المراد قياسها ومدى محتوى الإربيوم المراد قياسه ، حدد مطياف الامتصاص الذري المناسب.

اضبط معلمات مطياف الامتصاص الذري. وفقًا للعنصر المراد قياسه ونموذج الأداة ، قم بضبط معلمات مطياف الامتصاص الذري ، بما في ذلك مصدر الضوء ، و Atomizer ، والكشف ، إلخ.

قياس امتصاص عنصر erbium. ضع العينة المراد اختبارها في Atomizer ، وانبعث عن إشعاع الضوء لطول موجة معين من خلال مصدر الضوء. سيقوم عنصر erbium الذي سيتم اختباره بامتصاص هذا الإشعاع الخفيف وينتج انتقال مستوى الطاقة. يتم قياس امتصاص عنصر erbium بواسطة الكاشف.

حساب محتوى عنصر erbium. احسب محتوى عنصر erbium استنادًا إلى الامتصاص والمنحنى القياسي.

على المسرح العلمي ، أضافت Erbium ، بخصائصه الغامضة والفريدة ، لمسة رائعة إلى الاستكشاف التكنولوجي البشري والابتكار. من أعماق قشرة الأرض إلى التطبيقات ذات التقنية العالية في المختبر ، شهدت رحلة إربيوم سعي الجنس البشري المتواصل لسر العنصر. لقد حقن تطبيقها في الاتصالات البصرية وتكنولوجيا الليزر والطب المزيد من الاحتمالات في حياتنا ، مما يسمح لنا بالتعلم في المناطق التي كانت تحجب ذات مرة.

مثلما يضيء إربيوم من خلال قطعة من الزجاج البلوري في البصريات لإلقاء الضوء على الطريق غير المعروف إلى الأمام ، فإنه يفتح بابًا على هاوية المعرفة للباحثين في قاعة العلوم. Erbium ليس فقط نجمًا ساطعًا على الجدول الدوري ، ولكنه أيضًا مساعد قوي للبشرية لتسلق ذروة العلوم والتكنولوجيا.

آمل أنه في السنوات القادمة ، يمكننا استكشاف لغز إربيوم بشكل أعمق وحفر المزيد من التطبيقات المدهشة ، بحيث يستمر "نجم العنصر" في التألق وإلقاء الضوء على الطريق إلى الأمام أثناء التنمية البشرية. تستمر قصة العنصر erbium ، ونحن نتطلع إلى ما ستظهر لنا معجزات مستقبلية Erbium على المسرح العلمي.

لمزيد من المعلومات الثابتة والمتنقلةاتصل بناأقل :

Whatsapp & Tel: 008613524231522

Email:sales@shxlchem.com