Vidste du? Processen med mennesker, der opdageryttriumvar fuld af vendinger og udfordringer. I 1787 opdagede svensken Karl Axel Arrhenius ved et uheld en tæt og tung sort malm i et stenbrud i nærheden af hans hjemby Ytterby Village og kaldte den "Ytterbite". Derefter udførte mange forskere inklusive Johan Gadolin, Anders Gustav Ekberg, Friedrich Wöhler og andre dybtgående forskning på denne malm.
I 1794 adskilte den finske kemiker Johan Gadolin med succes et nyt oxid fra ytterbiummalm og navngav det Yttrium. Dette var første gang, at mennesker tydeligt opdagede et sjældent jordelement. Imidlertid tiltrækkede denne opdagelse ikke straks bred opmærksomhed.
Over tid har forskere opdaget andre sjældne jordelementer. I 1803 opdagede den tyske Klaproth og Swens Hitzinger og Berzelius Cerium. I 1839 opdagede svensken Mosanderlanthanum. I 1843 opdagede han Erbium ogterbium. Disse opdagelser gav et vigtigt fundament for efterfølgende videnskabelig forskning.
Det var først i slutningen af det 19. århundrede, at forskere med succes adskilte elementet "Yttrium" fra Yttrium Ore. I 1885 opdagede østrigsk Wilsbach Neodymium og Praseodymium. I 1886 opdagede Bois-BaudranDysprosium. Disse opdagelser berigede yderligere den store familie af sjældne jordelementer.
I mere end et århundrede efter opdagelsen af Yttrium på grund af begrænsningerne i tekniske forhold har forskere ikke været i stand til at rense dette element, hvilket også har forårsaget nogle akademiske tvister og fejl. Dette forhindrede imidlertid ikke forskere i deres entusiasme for at studere yttrium.
I begyndelsen af det 20. århundrede, med den kontinuerlige fremme af videnskab og teknologi, begyndte forskere endelig at være i stand til at rense sjældne jordelementer. I 1901 opdagede franskmanden Eugene de MarseilleEuropium. I 1907-1908 opdagede østrigsk Wilsbach og franskmanden Urbain uafhængigt Lutetium. Disse opdagelser gav et vigtigt fundament for efterfølgende videnskabelig forskning.
I moderne videnskab og teknologi bliver anvendelsen af yttrium mere og mere omfattende. Med den kontinuerlige fremme af videnskab og teknologi vil vores forståelse og anvendelse af yttrium blive mere og mere dybtgående.
Applikationsfelter i yttriumelementet
1.Optisk glas og keramik:Yttrium er vidt brugt til fremstilling af optisk glas og keramik, hovedsageligt til fremstilling af gennemsigtig keramik og optisk glas. Dens forbindelser har fremragende optiske egenskaber og kan bruges til at fremstille komponenter af lasere, fiberoptisk kommunikation og andet udstyr.
2. fosfor:Yttriumforbindelser spiller en vigtig rolle i fosfor og kan udsende lys fluorescens, så de bruges ofte til at fremstille tv -skærme, skærme og belysningsudstyr.Yttriumoxidog andre forbindelser bruges ofte som selvlysende materialer til at forbedre lysets lysstyrke og klarhed.
3. legeringsadditiver: I produktionen af metallegeringer bruges Yttrium ofte som et additiv til forbedring af de mekaniske egenskaber og korrosionsmodstand af metaller.Yttriumlegeringerbruges ofte til at fremstille stål med høj styrke ogAluminiumslegeringergør dem mere varmebestandige og korrosionsbestandige.
4. katalysatorer: Yttriumforbindelser spiller en vigtig rolle i nogle katalysatorer og kan fremskynde hastigheden for kemiske reaktioner. De bruges til at fremstille biludstødningsoprensningsenheder og katalysatorer i industrielle produktionsprocesser, hvilket hjælper med at reducere emissionen af skadelige stoffer.
5. Medicinsk billeddannelsesteknologi: Yttriumisotoper bruges i medicinsk billeddannelsesteknologi til at fremstille radioaktive isotoper, såsom til mærkning af radiofarmaceutiske stoffer og diagnosticering af nuklear medicinsk billeddannelse.
6. Laserteknologi:Yttriumion-lasere er en almindelig laser med fast tilstand, der bruges i forskellige videnskabelige forskning, lasermedicin og industrielle anvendelser. Fremstilling af disse lasere kræver anvendelse af visse yttriumforbindelser som aktivatorer.YttriumelementerOg deres forbindelser spiller en vigtig rolle i moderne videnskab og teknologi og industri, der involverer mange områder såsom optik, materialevidenskab og medicin og har bidraget med positive bidrag til fremskridt og udvikling af det menneskelige samfund.
Yttriums fysiske egenskaber
Atomantallet afyttriumer 39 og dets kemiske symbol er Y.
1. udseende:Yttrium er et sølvfarvet metal.
2. densitet:Tætheden af yttrium er 4,47 g/cm3, hvilket gør det til et af de relativt tunge elementer i jordens skorpe.
3. smeltepunkt:Smeltningspunktet for yttrium er 1522 grader Celsius (2782 grader Fahrenheit), der henviser til den temperatur, hvorpå Yttrium skifter fra et fast stof til en væske under termiske forhold.
4. kogepunkt:Kogepunktet for yttrium er 3336 grader Celsius (6037 grader Fahrenheit), der henviser til den temperatur, hvorpå Yttrium skifter fra en væske til en gas under termiske forhold.
5. Fase:Ved stuetemperatur er Yttrium i en fast tilstand.
6. Konduktivitet:Yttrium er en god leder af elektricitet med høj ledningsevne, så det har visse applikationer inden for fremstilling af elektronisk enhed og kredsløbsteknologi.
7. Magnetisme:Yttrium er et paramagnetisk materiale ved stuetemperatur, hvilket betyder, at det ikke har åbenlyst magnetisk respons på magnetiske felter.
8. Krystalstruktur: Yttrium findes i en hexagonal tætpakket krystalstruktur.
9. Atomvolumen:Atomvolumenet af yttrium er 19,8 kubikcentimeter pr. Mol, hvilket henviser til det volumen, der er optaget af en mol Yttrium -atomer.
Yttrium er et metallisk element med relativt høj densitet og smeltepunkt og har god ledningsevne, så det har vigtige anvendelser inden for elektronik, materialevidenskab og andre felter. På samme tid er Yttrium også et relativt almindeligt sjældent element, der spiller en vigtig rolle i nogle avancerede teknologier og industrielle anvendelser.
Kemiske egenskaber ved yttrium
1. Kemisk symbol og gruppe: Det kemiske symbol på yttrium er y, og det er placeret i den femte periode af den periodiske tabel, den tredje gruppe, der ligner lanthanidelementerne.
2. Elektronisk struktur: Den elektroniske struktur af yttrium er 1S² 2s² 2p⁶ 3S² 3P⁶ 3D¹⁰ 4S² 4P⁶ 4D¹⁰ 4F¹⁴ 5S². I det ydre elektronlag har Yttrium to valenselektroner.
3. Valensstat: Yttrium viser normalt en valensstilstand +3, som er den mest almindelige valenstilstand, men den kan også vise valenstilstande på +2 og +1.
4. reaktivitet: Yttrium er et relativt stabilt metal, men det oxideres gradvist, når den udsættes for luft, og danner et oxidlag på overfladen. Dette får Yttrium til at miste sin glans. For at beskytte Yttrium opbevares det normalt i et tørt miljø.
5. Reaktion med oxider: yttrium reagerer med oxider til dannelse af forskellige forbindelser, herunderyttriumoxid(Y2O3). Yttriumoxid bruges ofte til at fremstille fosfor og keramik.
6. ** Reaktion med syrer **: Yttrium kan reagere med stærke syrer for at producere tilsvarende salte, såsomyttriumchlorid (YCl3) elleryttrium sulfat (Y2 (SO4) 3).
7. Reaktion med vand: Yttrium reagerer ikke direkte med vand under normale forhold, men ved høje temperaturer kan det reagere med vanddamp for at producere brint- og yttriumoxid.
8. Reaktion med sulfider og carbider: Yttrium kan reagere med sulfider og carbider til dannelse af tilsvarende forbindelser, såsom yttriumsulfid (YS) og yttriumcarbid (YC2). 9. Isotoper: Yttrium har flere isotoper, hvis mest stabile er Yttrium-89 (^89y), som har en lang halveringstid og bruges i nuklearmedicin og isotopmærkning.
Yttrium er et relativt stabilt metallisk element med flere valenstilstande og evnen til at reagere med andre elementer til dannelse af forbindelser. Det har en bred vifte af applikationer inden for optik, materialevidenskab, medicin og industri, især inden for fosfor, keramisk fremstilling og laserteknologi.
Biologiske egenskaber ved yttrium
De biologiske egenskaber vedyttriumI levende organismer er relativt begrænsede.
1. Tilstedeværelse og indtagelse: Selvom yttrium ikke er et element, der er vigtigt for livet, kan der findes spormængder af yttrium i naturen, herunder jord, klipper og vand. Organismer kan indtage spore mængder af yttrium gennem fødekæden, normalt fra jord og planter.
2. biotilgængelighed: Biotilgængeligheden af yttrium er relativt lav, hvilket betyder, at organismer generelt har svært ved at absorbere og bruge yttrium effektivt. De fleste yttriumforbindelser absorberes ikke let i organismer, så de har en tendens til at udskilles.
3. Distribution i organismer: En gang i en organisme er Yttrium hovedsageligt fordelt i væv som lever, nyre, milt, lunger og knogler. Især indeholder knogler højere koncentrationer af yttrium.
4. Metabolisme og udskillelse: Metabolismen af yttrium i den menneskelige krop er relativt begrænset, fordi det normalt forlader organismen ved udskillelse. Det meste af det udskilles gennem urin, og det kan også udskilles i form af afføring.
5. Toksicitet: På grund af dens lave biotilgængelighed akkumuleres Yttrium normalt ikke til skadelige niveauer i normale organismer. Imidlertid kan eksponering med høj dosis have skadelige virkninger på organismer, hvilket fører til toksiske virkninger. Denne situation forekommer normalt sjældent, fordi yttriumkoncentrationer i naturen normalt er lave, og den er ikke vidt brugt eller udsat for organismer. De biologiske egenskaber ved yttrium i organismer manifesteres hovedsageligt i dens tilstedeværelse i spormængder, lav biotilgængelighed og ikke er et element, der er nødvendigt for livet. Selvom det ikke har åbenlyse toksiske virkninger på organismer under normale omstændigheder, kan eksponering med høj dosis Yttrium kan forårsage sundhedsfarer. Derfor er videnskabelig forskning og overvågning stadig vigtig for sikkerhed og biologiske virkninger af yttrium.
Distribution af yttrium i naturen
Yttrium er et sjældent jordelement, der er relativt bredt fordelt i naturen, skønt det ikke findes i ren elementær form.
1. Forekomst i jordens skorpe: Overfloden af yttrium i jordskorpen er relativt lav med en gennemsnitlig koncentration på ca. 33 mg/kg. Dette gør Yttrium til et af de sjældne elementer.
Yttrium findes hovedsageligt i form af mineraler, normalt sammen med andre sjældne jordelementer. Nogle vigtige yttriummineraler inkluderer Yttrium Iron Garnet (YIG) og yttriumoxalat (Y2 (C2O4) 3).
2. Geografisk distribution: Yttriumaflejringer distribueres over hele verden, men nogle områder kan være rige på yttrium. Nogle større yttriumaflejringer findes i følgende regioner: Australien, Kina, USA, Rusland, Canada, Indien, Skandinavien osv. 3. ekstraktion og behandling: Når yttriummalmen er udvindet, kræves kemisk behandling normalt for at udtrække og adskille Yttrium. Dette involverer normalt syreudvaskning og kemiske separationsprocesser for at opnå yttrium med høj renhed.
Det er vigtigt at bemærke, at sjældne jordelementer som yttrium normalt ikke findes i form af rene elementer, men blandes med andre sjældne jordelementer. Derfor kræver ekstraktionen af yttrium med højere renhed kompleks kemisk behandling og separationsprocesser. Derudover levering afSjældne jordelementerer begrænset, så overvejelse af deres ressourcestyring og miljømæssig bæredygtighed er også vigtig.
Minedrift, ekstraktion og smeltning af yttriumelementet
Yttrium er et sjældent jordelement, der normalt ikke findes i form af rent yttrium, men i form af yttriummalm. Følgende er en detaljeret introduktion til minedrift og raffineringsproces for yttriumelement:
1. minedrift af yttriummalm:
Udforskning: For det første udfører geologer og mineteknikere efterforskningsarbejde for at finde indskud, der indeholder yttrium. Dette involverer normalt geologiske studier, geofysisk efterforskning og prøveanalyse. Minedrift: Når et depositum, der indeholder yttrium, er fundet, udvindes malmen. Disse aflejringer inkluderer normalt oxidmalm, såsom yttriumjerngarnet (YIG) eller yttriumoxalat (Y2 (C2O4) 3). Ore -knusning: Efter minedrift skal malmen normalt opdeles i mindre stykker til efterfølgende behandling.
2. Udtrækning af yttrium:Kemisk udvaskning: Den knuste malm sendes normalt til et smeltefra, hvor yttrium ekstraheres gennem kemisk udvaskning. Denne proces bruger normalt en sur udvaskningsopløsning, såsom svovlsyre, til at opløse yttriet fra malmen. Adskillelse: Når Yttrium er opløst, blandes det normalt med andre sjældne jordelementer og urenheder. For at udtrække yttrium af højere renhed kræves en separationsproces, normalt ved anvendelse af opløsningsmiddelekstraktion, ionudveksling eller andre kemiske metoder. Udfældning: Yttrium er adskilt fra andre sjældne jordelementer gennem passende kemiske reaktioner til dannelse af rene yttriumforbindelser. Tørring og kalcinering: De opnåede yttriumforbindelser skal normalt tørres og calcineres for at fjerne enhver resterende fugtighed og urenheder for endelig at opnå rent yttriummetal eller forbindelser.
Detektionsmetoder til yttrium
Almindelige detektionsmetoder til yttrium inkluderer hovedsageligt atomabsorptionsspektroskopi (AAS), induktivt koblet plasmamassespektrometri (ICP-MS), røntgenfluorescensspektroskopi (XRF) osv.
1. atomabsorptionsspektroskopi (AAS):AAS er en almindeligt anvendt kvantitativ analysemetode, der er egnet til bestemmelse af yttriumindholdet i opløsning. Denne metode er baseret på absorptionsfænomenet, når målelementet i prøven absorberer lys af en bestemt bølgelængde. Først omdannes prøven til en målbar form gennem forbehandlingstrin, såsom gasforbrænding og tørring af høj temperatur. Derefter overføres lys svarende til bølgelængden af målelementet ind i prøven, lysintensiteten, der absorberes af prøven, måles, og Yttrium -indholdet i prøven beregnes ved at sammenligne det med en standard yttriumopløsning af kendt koncentration.
2. Induktivt koblet plasmamassespektrometri (ICP-MS):ICP-MS er en meget følsom analytisk teknik, der er egnet til bestemmelse af yttriumindholdet i flydende og faste prøver. Denne metode omdanner prøven til ladede partikler og bruger derefter et massespektrometer til masseanalyse. ICP-MS har et bredt detektionsområde og høj opløsning og kan bestemme indholdet af flere elementer på samme tid. Til påvisning af yttrium kan ICP-MS give meget lave detektionsgrænser og høj nøjagtighed.
3. røntgenfluorescensspektrometri (XRF):XRF er en ikke-destruktiv analytisk metode, der er egnet til bestemmelse af yttriumindhold i faste og flydende prøver. Denne metode bestemmer elementindholdet ved at bestråle overfladen af prøven med røntgenstråler og måle den karakteristiske spidsintensitet af fluorescensspektret i prøven. XRF har fordelene ved hurtig hastighed, enkel drift og evnen til at bestemme flere elementer på samme tid. Imidlertid kan XRF blive forstyrret i analysen af lavt indhold Yttrium, hvilket resulterer i store fejl.
4. induktivt koblet plasma-optisk emissionsspektrometri (ICP-OES):Induktivt koblet plasma-optisk emissionsspektrometri er en meget følsom og selektiv analytisk metode, der er vidt anvendt i multi-elementanalyse. Det forstøver prøven og danner et plasma til måling af den specifikke bølgelængde og intensitet Of yttriumemission i spektrometeret. Ud over ovennævnte metoder er der andre almindeligt anvendte metoder til yttriumdetektion, herunder elektrokemisk metode, spektrofotometri osv. Valg af en passende detektionsmetode afhænger af faktorer, såsom prøveegenskaber, krævet måleområde og detektionsnøjagtighed og kalibreringsstandarder er ofte påkrævet for kvalitetskontrol for at sikre nøjagtigheden og tilsvarende måling af måleresultaterne.
Specifik anvendelse af yttriumatomaborptionsmetode
I elementmåling er induktivt koblet plasmamassespektrometri (ICP-MS) en meget følsom og multi-element analyseteknik, som ofte bruges til at bestemme koncentrationen af elementer, herunder yttrium. Følgende er en detaljeret proces til test af yttrium i ICP-MS:
1. Prøveforberedelse:
Prøven skal normalt opløses eller spredes i en flydende form til ICP-MS-analyse. Dette kan gøres ved kemisk opløsning, opvarmning af fordøjelsen eller andre passende forberedelsesmetoder.
Fremstillingen af prøven kræver ekstremt rene forhold for at forhindre forurening af eventuelle eksterne elementer. Laboratoriet skal tage de nødvendige foranstaltninger for at undgå kontaminering af prøven.
2. ICP -generation:
ICP genereres ved at introducere argon- eller argon-iltblandet gas i en lukket kvarts plasma-fakkel. Højfrekvent induktiv kobling producerer en intens plasmaflamme, som er udgangspunktet for analysen.
Temperaturen på plasmaet er ca. 8000 til 10000 grader Celsius, som er høj nok til at konvertere elementerne i prøven til ionisk tilstand.
3. ionisering og adskillelse:Når prøven kommer ind i plasmaet, ioniseres elementerne i det. Dette betyder, at atomerne mister en eller flere elektroner og danner ladede ioner. ICP-MS bruger et massespektrometer til at adskille ionerne af forskellige elementer, normalt ved masse-til-ladning-forhold (M/Z). Dette gør det muligt at adskille ioner af forskellige elementer og efterfølgende analyseres.
4. massespektrometri:De adskilte ioner kommer ind i et massespektrometer, normalt et quadrupol -massespektrometer eller et magnetisk scanningsmassespektrometer. I massespektrometeret adskilles og detekteres ioner af forskellige elementer i henhold til deres masse-til-ladningsforhold. Dette gør det muligt at bestemme tilstedeværelsen og koncentrationen af hvert element. En af fordelene ved induktivt koblet plasmamassespektrometri er dens høje opløsning, hvilket gør det muligt for den at detektere flere elementer samtidigt.
5. Databehandling:Dataene genereret af ICP-MS skal normalt behandles og analyseres for at bestemme koncentrationen af elementerne i prøven. Dette inkluderer sammenligning af detektionssignalet med standarder for kendte koncentrationer og udførelse af kalibrering og korrektion.
6. Resultatrapport:Det endelige resultat præsenteres som koncentrationen eller masseprocenten af elementet. Disse resultater kan bruges i forskellige applikationer, herunder jordvidenskab, miljøanalyse, madtest, medicinsk forskning osv.
ICP-MS er en meget nøjagtig og følsom teknik, der er egnet til multi-elementanalyse, herunder yttrium. Det kræver dog kompleks instrumentering og ekspertise, så det udføres normalt i et laboratorium eller et professionelt analysecenter. I det faktiske arbejde er det nødvendigt at vælge den passende målemetode i henhold til de specifikke behov på webstedet. Disse metoder er vidt anvendt i analysen og påvisning af ytterbium i laboratorier og industrier.
Efter opsummering af ovenstående kan vi konkludere, at Yttrium er et meget interessant kemisk element med unikke fysiske og kemiske egenskaber, hvilket er af stor betydning inden for videnskabelig forskning og applikationsfelter. Selvom vi har gjort nogle fremskridt med vores forståelse af det, er der stadig mange spørgsmål, der har brug for yderligere forskning og efterforskning. Jeg håber, at vores introduktion kan hjælpe læserne med bedre at forstå dette fascinerende element og inspirere alles kærlighed til videnskab og interesse for efterforskning.
For mere information plsKontakt osunder:
Tlf & hvad: 008613524231522
Email:Sales@shxlchem.com
Posttid: Nov-28-2024