Знаете ли? Процесът на откриването на човешките съществаИтриумбеше пълен с обрати и предизвикателства. През 1787 г. шведът Карл Аксел Аршений случайно открива гъста и тежка черна руда в кариера близо до родния си град на село Итерби и я нарече „итербит“. След това много учени, включително Йохан Гадолин, Андерс Густав Екберг, Фридрих Вонлер и други проведоха задълбочени изследвания на тази руда.
През 1794 г. финландският химик Йохан Гадолин успешно отдели нов оксид от итербийската руда и го нарече итриум. Това беше първият път, когато хората ясно откриха рядък земно елемент. Това откритие обаче не привлича веднага широко внимание.
С течение на времето учените са открили други редки земни елементи. През 1803 г. германският Клапрот и Шведи Хитцингер и Берзелий откриват церий. През 1839 г. шведският Мосандър откривалантанум. През 1843 г. той открива Ербий итербий. Тези открития предоставиха важна основа за последващи научни изследвания.
Едва в края на 19 век учените успешно разделиха елемента "итриум" от руда итриум. През 1885 г. австрийският Уилсбах открива неодимов и праседим. През 1886 г. Бойс-Боудран откривадиспросий. Тези открития допълнително обогатиха голямото семейство от редки земни елементи.
В продължение на повече от век след откриването на итриум, поради ограниченията на техническите условия, учените не успяха да пречистят този елемент, което също предизвика някои академични спорове и грешки. Това обаче не попречи на учените от ентусиазма си да изучават итриум.
В началото на 20 век, с непрекъснатото развитие на науката и технологиите, учените най -накрая започнаха да могат да пречистват редки земни елементи. През 1901 г. французинът Юджийн де Марсилия откриваЕвропиум. През 1907-1908 г. австрийският Уилсбах и французинът Урбейн независимо откриха лутетий. Тези открития предоставиха важна основа за последващи научни изследвания.
В съвременната наука и технологии прилагането на итриум става все по -широко. С непрекъснатото развитие на науката и технологиите нашето разбиране и прилагане на итриум ще стане все по-задълбочено.
Полета на приложението на итриум елемент
1.Оптично стъкло и керамика:Итриумът се използва широко при производството на оптично стъкло и керамика, главно в производството на прозрачна керамика и оптично стъкло. Съединенията му имат отлични оптични свойства и могат да се използват за производство на компоненти на лазери, оптични комуникации и друго оборудване.
2. Фосфори:Итриумните съединения играят важна роля във фосфорите и могат да излъчват ярка флуоресценция, така че те често се използват за производство на телевизионни екрани, монитори и осветително оборудване.Итриев оксиди други съединения често се използват като луминесцентни материали за подобряване на яркостта и яснотата на светлината.
3. АЛАЙНИ ДОБАВИ: При производството на метални сплави итриумът често се използва като добавка за подобряване на механичните свойства и устойчивост на корозия на металите.Итриеви сплавичесто се използват за приготвяне на стомана с висока якост иАлуминиеви сплави, правейки ги по-устойчиви на топлина и устойчиви на корозия.
4. Катализатори: Итриумните съединения играят важна роля в някои катализатори и могат да ускорят скоростта на химичните реакции. Те се използват за производство на автомобилни устройства за пречистване на отработените газове и катализатори в промишлени производствени процеси, като спомагат за намаляване на излъчването на вредни вещества.
5. Медицинска технология за изображения: Итриевите изотопи се използват в технологията за медицински изображения за приготвяне на радиоактивни изотопи, като например за етикетиране на радиофармацевтични продукти и диагностициране на ядрени медицински изображения.
6. Лазерна технология:Итриевите йонни лазери са често срещан лазер в твърдо състояние, използван в различни научни изследвания, лазерна медицина и индустриални приложения. Производството на тези лазери изисква използването на определени итриеви съединения като активатори.Yttrium елементиИ техните съединения играят важна роля в съвременната наука и технологии и индустрия, включващи много области като оптика, наука за материалите и медицината и са допринесли положителен за напредъка и развитието на човешкото общество.
Физически свойства на итриум
Атомният брой наИтриуме 39 и химическият му символ е Y.
1. Външен вид:Yttrium е сребристо бял метал.
2. Плътност:Плътността на итриума е 4,47 g/cm3, което го прави един от сравнително тежките елементи в земната кора.
3. Точка за топене:Точката на топене на итриума е 1522 градуса по Целзий (2782 градуса по Фаренхайт), което се отнася до температурата, при която итриумът се променя от твърда в течност при термични условия.
4. Точка на кипене:Точката на кипене на итриум е 3336 градуса по Целзий (6037 градуса по Фаренхайт), което се отнася до температурата, при която итриумът се променя от течност в газ при термични условия.
5. Фаза:При стайна температура итриумът е в твърдо състояние.
6. Проводимост:Yttrium е добър проводник на електричество с висока проводимост, така че има определени приложения в електронното производство на устройства и технологията на веригата.
7. Магнетизъм:Итриумът е парамагнитен материал при стайна температура, което означава, че няма очевиден магнитен отговор на магнитни полета.
8. Кристална структура: Yttrium съществува в шестоъгълна структура на кристала с близко опаковане.
9. Атомен обем:Атомният обем на итриума е 19,8 кубически сантиметра на мол, което се отнася до обема, зает от един мол от итриеви атоми.
Yttrium е метален елемент със сравнително висока точка на плътност и топене и има добра проводимост, така че има важни приложения в електрониката, материалознанието и други полета. В същото време итриумът също е сравнително често срещан рядък елемент, който играе важна роля в някои напреднали технологии и индустриални приложения.
Химични свойства на итриум
1. Химически символ и група: Химическият символ на итриума е Y и се намира в петия период на периодичната таблица, третата група, която е подобна на елементите на лантанида.
2. Електронна структура: Електронната структура на итриума е 1S² 2S² 2P⁶ 3S² 3P⁶ 3D⁰ 4S² 4P⁶ 4D⁰ 4F⁴ 5S². Във външния електронен слой итриумът има два валентни електрона.
3. Състояние на валентност: Итриум обикновено показва валентно състояние на +3, което е най -често срещаното състояние на валентност, но може да покаже и валентни състояния от +2 и +1.
4. Реактивност: итриумът е сравнително стабилен метал, но постепенно ще се окислява, когато е изложен на въздух, образувайки оксиден слой на повърхността. Това кара итриум да загуби блясъка си. За да се защити итриум, той обикновено се съхранява в суха среда.
5. Реакция с оксиди: итриумът реагира с оксиди, за да образува различни съединения, включителноитриев оксид(Y2O3). Итриев оксид често се използва за приготвяне на фосфори и керамика.
6. ** Реакция с киселини **: итриумът може да реагира със силни киселини, за да произвежда съответни соли, като напримерИтриев хлорид (Ycl3) илиитриум сулфат (Y2 (SO4) 3).
7. Реакция с вода: итриумът не реагира директно с вода при нормални условия, но при високи температури тя може да реагира с водна пара, за да произвежда водород и итриев оксид.
8. Реакция със сулфиди и карбиди: итриумът може да реагира със сулфиди и карбиди, за да образува съответни съединения като итриев сулфид (YS) и итриев карбид (YC2). 9. Изотопи: итриумът има множество изотопи, най-стабилният от които е итриум-89 (^89y), който има дълъг полуживот и се използва в ядрената медицина и етикетирането на изотоп.
Yttrium е сравнително стабилен метален елемент с множество валентни състояния и способността да се реагира с други елементи за образуване на съединения. Той има широк спектър от приложения в оптиката, науката за материалите, медицината и индустрията, особено във фосфорите, производството на керамика и лазерната технология.
Биологични свойства на итриум
Биологичните свойства наИтриумВ живите организми са сравнително ограничени.
1. Присъствие и поглъщане: Въпреки че итриумът не е елемент, който е от съществено значение за живота, следите от итриум могат да бъдат намерени в природата, включително почвата, скалите и водата. Организмите могат да поглъщат следи от итриум през хранителната верига, обикновено от почвата и растенията.
2. Бионаличност: Бионаличността на итриума е сравнително ниска, което означава, че организмите обикновено имат затруднения с абсорбирането и използването на итриум ефективно. Повечето итриеви съединения не се абсорбират лесно в организмите, така че те са склонни да бъдат екскретирани.
3. Разпределение в организмите: Веднъж в организма итриумът се разпределя главно в тъкани като черния дроб, бъбреците, далака, белите дробове и костите. По -специално, костите съдържат по -високи концентрации на итриум.
4. Метаболизъм и екскреция: Метаболизмът на итриума в човешкото тяло е сравнително ограничен, тъй като обикновено напуска организма чрез екскреция. По -голямата част от тях се отделя чрез урина и може да се екскретира под формата на дефекация.
5. Токсичност: Поради ниската си бионаличност, итриумът обикновено не се натрупва до вредни нива в нормалните организми. Въпреки това, излагането на итриум с висока доза може да има вредни ефекти върху организмите, което води до токсични ефекти. Тази ситуация обикновено се случва рядко, защото концентрациите на итриум в природата обикновено са ниски и не се използва широко или се излага на организми. Биологичните характеристики на итриума в организмите се проявяват главно в неговото присъствие в следи, ниска бионаличност и не е елемент, необходим за живота. Въпреки че няма очевидни токсични ефекти върху организмите при нормални обстоятелства, излагането на итриум с висока доза може да причини опасности за здравето. Следователно научните изследвания и мониторинг все още са важни за безопасността и биологичните ефекти на итриума.
Разпределение на итриум в природата
Итриумът е рядък земно елемент, който е сравнително широко разпространен по природа, въпреки че не съществува в чиста елементарна форма.
1. Появата в земната кора: изобилието на итриум в земната кора е сравнително ниско, със средна концентрация от около 33 mg/kg. Това прави Yttrium един от редките елементи.
Итриумът съществува главно под формата на минерали, обикновено заедно с други редки земни елементи. Някои основни итриеви минерали включват итриев железен гранат (YIG) и итриев оксалат (Y2 (C2O4) 3).
2. Географско разпределение: Итриевите находища се разпределят по целия свят, но някои области може да са богати на итриум. Някои основни итриеви находища могат да бъдат намерени в следните региони: Австралия, Китай, Съединените щати, Русия, Канада, Индия, Скандинавия и др. 3. Извличане и обработка: След като рудата на итриум се добива, обикновено се изисква химическа обработка за извличане и разделяне на итриума. Това обикновено включва киселинно извличане и химическо разделяне на процесите за получаване на итриум с висока чистота.
Важно е да се отбележи, че редките земни елементи като итриум обикновено не съществуват под формата на чисти елементи, но са смесени с други редки земни елементи. Следователно, извличането на по -висока чистота итриум изисква сложни процеси на химическа обработка и разделяне. В допълнение, доставката наРедки земни елементие ограничено, така че е важно и разглеждането на тяхното управление на ресурсите и устойчивостта на околната среда.
Добив, извличане и топене на итриум елемент
Yttrium е рядък земно елемент, който обикновено не съществува под формата на чист итриум, а под формата на итриева руда. По -долу е подробно въведение в процеса на добив и рафиниране на итриевия елемент:
1. Добив на руда итриум:
Изследване: Първо, геолозите и минните инженери извършват проучвателни работи, за да намерят депозити, съдържащи итриум. Това обикновено включва геоложки изследвания, геофизично изследване и анализ на извадката. Добив: След като бъде открит депозит, съдържащ итриум, рудата се добива. Тези отлагания обикновено включват оксидни руди като итриев железен гранат (YIG) или итриев оксалат (Y2 (C2O4) 3). Руда Раздробяване: След добив, рудата обикновено трябва да бъде разбита на по -малки парчета за последваща обработка.
2. Извличане на итриум:Химическо извличане: Натрошената руда обикновено се изпраща до топилня, където итриумът се извлича чрез химическо извличане. Този процес обикновено използва кисел разтвор за извличане, като сярна киселина, за да се разтвори итриума от рудата. Разделяне: След като итриумът се разтвори, той обикновено се смесва с други редки земни елементи и примеси. За да се извлече итриум с по -висока чистота, е необходим процес на разделяне, обикновено използвайки екстракция на разтворител, йонен обмен или други химични методи. Валежи: Итриумът се отделя от други редки земни елементи чрез подходящи химични реакции, за да образува чисти итриеви съединения. Изсушаване и калциниране: Получените итриеви съединения обикновено трябва да бъдат изсушени и калцинирани, за да се отстрани всяка остатъчна влага и примеси, за да се получи окончателно чист итриев метал или съединения.
Методи за откриване на итриум
Общите методи за откриване на итриум включват главно атомна абсорбционна спектроскопия (AAS), индуктивно свързана плазмена мас-спектрометрия (ICP-MS), рентгенова флуоресцентна спектроскопия (XRF) и др.
1. Атомна абсорбционна спектроскопия (AAS):AAS е често използван метод за количествен анализ, подходящ за определяне на съдържанието на итриум в разтвора. Този метод се основава на феномена на абсорбция, когато целевият елемент в пробата абсорбира светлината на специфична дължина на вълната. Първо, пробата се преобразува в измерима форма чрез стъпки за предварително третиране, като изгаряне на газ и сушене с висока температура. След това, светлината, съответстваща на дължината на вълната на целевия елемент, се предава в пробата, се измерва интензитетът на светлината от пробата и съдържанието на итриум в пробата се изчислява, като се сравнява със стандартен итриум разтвор на известна концентрация.
2. Индуктивно свързана плазмена масспектрометрия (ICP-MS):ICP-MS е силно чувствителна аналитична техника, подходяща за определяне на съдържанието на итриум в течни и твърди проби. Този метод преобразува пробата в заредени частици и след това използва масспектрометър за анализ на масата. ICP-MS има широк диапазон на откриване и висока разделителна способност и може да определи съдържанието на множество елементи едновременно. За откриване на итриум ICP-MS може да осигури много ниски граници на откриване и висока точност.
3. Рентгенова флуоресцентна спектрометрия (XRF):XRF е неразрушителен аналитичен метод, подходящ за определяне на съдържанието на итриум в твърди и течни проби. Този метод определя съдържанието на елементи чрез облъчване на повърхността на пробата с рентгенови лъчи и измерване на характерната пикова интензивност на флуоресцентния спектър в пробата. XRF има предимствата на бързата скорост, простата работа и възможността да се определят множество елементи едновременно. Въпреки това, XRF може да бъде намесен при анализа на итриум с ниско съдържание на съдържание, което води до големи грешки.
4. Индуктивно свързана плазмена оптична емисионна спектрометрия (ICP-OES):Индуктивно свързаната плазмена оптична емисионна спектрометрия е силно чувствителен и селективен аналитичен метод, широко използван при многоелементен анализ. Той атмомизира пробата и образува плазма за измерване на специфичната дължина на вълната и интензивността of yttriumемисии в спектрометъра. В допълнение към горните методи има и други често използвани методи за откриване на итриум, включително електрохимичен метод, спектрофотометрия и др. Изборът на подходящ метод за откриване зависи от фактори като свойства на пробата, необходимия обхват на измерване и точност на откриване и стандартите за калибриране често се изискват за контрол на качеството, за да се гарантира точността и надеждността на резултатите от измерванията.
Специфично приложение на метода на итриевата атомна абсорбция
При измерване на елементи индуктивно свързаната плазмена масспектрометрия (ICP-MS) е високо чувствителна и многоелементна техника, която често се използва за определяне на концентрацията на елементи, включително итриум. По-долу е подробен процес за тестване на Yttrium в ICP-MS:
1. Подготовка на пробата:
Пробата обикновено трябва да бъде разтворена или диспергирана в течна форма за ICP-MS анализ. Това може да стане чрез химическо разтваряне, храносмилане на отопление или други подходящи методи за подготовка.
Подготовката на пробата изисква изключително чисти условия, за да се предотврати замърсяване от всякакви външни елементи. Лабораторията трябва да предприеме необходимите мерки, за да избегне замърсяването на извадката.
2. Поколение ICP:
ICP се генерира чрез въвеждане на смесен газ от Argon или Argon-Oxygen в затворен кварцов плазмен факла. Високочестотното индуктивно свързване произвежда интензивен плазмен пламък, който е отправна точка на анализа.
Температурата на плазмата е около 8000 до 10000 градуса по Целзий, което е достатъчно висока за преобразуване на елементите в пробата в йонно състояние.
3. Йонизация и разделяне:След като пробата влезе в плазмата, елементите в нея са йонизирани. Това означава, че атомите губят един или повече електрони, образувайки заредени йони. ICP-MS използва масспектрометър за разделяне на йоните от различни елементи, обикновено чрез съотношение маса към заряд (m/z). Това позволява да се анализират йони от различни елементи и впоследствие.
4. Масспектрометрия:Отделените йони влизат в масспектрометър, обикновено квадрупол мас спектрометър или магнитно сканиращ масспектрометър. В масовия спектрометър йоните от различни елементи се разделят и откриват според тяхното съотношение маса-заряд. Това позволява да се определи наличието и концентрацията на всеки елемент. Едно от предимствата на индуктивно свързаната плазмена масспектрометрия е неговата висока разделителна способност, която му позволява да открива няколко елементи едновременно.
5. Обработка на данни:Данните, генерирани от ICP-MS, обикновено трябва да бъдат обработени и анализирани, за да се определи концентрацията на елементите в пробата. Това включва сравняване на сигнала за откриване със стандартите на известни концентрации и извършване на калибриране и корекция.
6. Доклад за резултатите:Крайният резултат е представен като концентрация или масов процент на елемента. Тези резултати могат да се използват в различни приложения, включително наука за Земята, анализ на околната среда, тестване на храни, медицински изследвания и др.
ICP-MS е високо точна и чувствителна техника, подходяща за многоелементен анализ, включително итриум. Въпреки това, той изисква сложни инструменти и опит, така че обикновено се извършва в лаборатория или професионален център за анализ. В действителната работа е необходимо да се избере подходящият метод за измерване според специфичните нужди на сайта. Тези методи се използват широко при анализа и откриването на итербий в лаборатории и индустрии.
След като обобщим горното, можем да заключим, че итриумът е много интересен химичен елемент с уникални физически и химични свойства, което е от голямо значение в областта на научните изследвания и прилагането. Въпреки че постигнахме известен напредък в разбирането му за него, все още има много въпроси, които се нуждаят от допълнителни изследвания и изследвания. Надявам се, че нашето въведение може да помогне на читателите да разберат по -добре този завладяващ елемент и да вдъхновят любовта на всеки към науката и интереса към изследването.
За повече информация plsСвържете се с наспо -долу:
Тел и какво: 008613524231522
Email:Sales@shxlchem.com
Време за публикация: ноември-28-2024