Kas teadsite? Inimeste avastamise protsessyttriumoli täis keerdkäike ja väljakutseid. Aastal 1787 avastas rootslane Karl Axel Arrhenius kogemata oma kodulinna Ytterby küla lähedal karjääris tiheda ja tugeva musta maagi ja nimetas seda "ytterbiteiks". Pärast seda viisid paljud teadlased, sealhulgas Johan Gadolin, Anders Gustav Ekberg, Friedrich Wöhler ja teised selle maagi kohta põhjalikke uuringuid.
Aastal 1794 eraldas Soome keemik Johan Gadolin edukalt Ytterbiumi maagist uue oksiidi ja nimetas seda yttriumiks. See oli esimene kord, kui inimesed avastasid selgelt haruldase muinasjutu elemendi. Kuid see avastus ei pälvinud kohe laialt levinud tähelepanu.
Aja jooksul on teadlased avastanud muud haruldaste muldmetallide elemendid. Aastal 1803 avastasid Saksamaa Klaproth ning rootslased Hitzinger ja Berzelius Ceriumi. 1839. aastal avastas rootslane mosanderlantaan. 1843. aastal avastas ta erbiumi jaterbium. Need avastused andsid olulise aluse järgnevatele teadusuuringutele.
Alles 19. sajandi lõpus eraldasid teadlased YTTRIUM -i maagi elemendi "Ytium" edukalt. 1885. aastal avastas Austria Wilsbach neodüümi ja praseodüümi. 1886. aastal avastas Bois-Baudrandüsprosium. Need avastused rikastasid veelgi haruldaste muldmetallide elementide perekonda.
Rohkem kui sajand pärast Ytriumi avastamist ei ole teadlased tehniliste tingimuste piirangute tõttu suutnud seda elementi puhastada, mis on põhjustanud ka mõningaid akadeemilisi vaidlusi ja vigu. Kuid see ei takistanud teadlasi entusiasmilt Ytriumi õppimise vastu.
20. sajandi alguses hakkasid teadlased teaduse ja tehnoloogia pideva edenemisega lõpuks suutma haruldaste muldmetallide elemente puhastada. 1901. aastal avastas prantslane Eugene de Marseilleeuroopium. Aastatel 1907–1908 avastasid Austria Wilsbach ja prantslane Urbain iseseisvalt lutetiumi. Need avastused andsid olulise aluse järgnevatele teadusuuringutele.
Kaasaegses teaduses ja tehnoloogias muutub Yttriumi rakendamine üha ulatuslikumaks. Teaduse ja tehnoloogia pideva edenemisega muutub meie Yttriumi mõistmine ja rakendamine üha põhjalikumaks.
Yttrium elemendi rakendusväljad
1.Optiline klaas ja keraamika:Ytiumit kasutatakse laialdaselt optilise klaasi ja keraamika tootmisel, peamiselt läbipaistva keraamika ja optilise klaasi tootmisel. Selle ühenditel on suurepärased optilised omadused ja neid saab kasutada laserite, kiudoptilise kommunikatsiooni ja muude seadmete komponentide valmistamiseks.
2. fosfor:Ytium ühendid mängivad olulist rolli fosforites ja võivad erendada eredat fluorestsentsi, seetõttu kasutatakse neid sageli teleri ekraanide, monitoride ja valgustusseadmete valmistamiseks.Yttriumoksiidja muid ühendeid kasutatakse sageli luminestsentsmaterjalidena valguse heleduse ja selguse suurendamiseks.
3. sulami lisandid: Metallisulamite tootmisel kasutatakse yttriumi sageli lisandina metallide mehaaniliste omaduste ja korrosioonikindluse parandamiseks.Yttrium sulamidkasutatakse sageli ülitugeva terase jaalumiiniumsulamidmuutes need kuumakindlamaks ja korrosioonikindlamaks.
4. katalüsaatorid: Ytium ühendid mängivad olulist rolli mõnes katalüsaatoris ja võivad kiirendada keemiliste reaktsioonide kiirust. Neid kasutatakse autode heitgaasi puhastamise seadmete ja katalüsaatorite tootmiseks tööstusliku tootmisprotsessides, aidates vähendada kahjulike ainete heitkoguseid.
5. meditsiinilise pildistamise tehnoloogia: Yttrium isotoope kasutatakse radioaktiivsete isotoopide valmistamiseks meditsiinilises pilditehnoloogias, näiteks radiofarmatseutiliste ainete märgistamiseks ja tuuma meditsiinilise pildi diagnoosimiseks.
6. lasertehnoloogia:YTTRIUM ION LASERS on tavaline tahkislaser, mida kasutatakse erinevates teadusuuringutes, lasermeditsiinis ja tööstuslikes rakendustes. Nende laserite tootmine nõuab teatud yttriumühendite kasutamist aktivaatoritena.ÜtiumielemendidJa nende ühendid mängivad olulist rolli kaasaegses teaduses, tehnoloogias ja tööstuses, hõlmates paljusid valdkondi nagu optika, materjaliteadus ja meditsiin, ning on andnud positiivse panuse inimühiskonna arengusse ja arengusse.
Yttriumi füüsikalised omadused
Aatomnumberyttriumon 39 ja selle keemiline sümbol on Y.
1. välimus:Yttrium on hõbevalge metall.
2. tihedus:Yttriumi tihedus on 4,47 g/cm3, mis teeb sellest ühe suhteliselt raske elemendi Maa koorikus.
3. sulamispunkt:Yttriumi sulamistemperatuur on 1522 kraadi Celsiuse (2782 kraadi Fahrenheiti), mis viitab temperatuurile, mille juures yttrium muutub tahkest soojuseisundis vedelikuks.
4. keemistemperatuur:Yttriumi keemistemperatuur on 3336 kraadi Celsiuse (6037 kraadi Fahrenheiti), mis viitab temperatuurile, mille juures Yttrium muutub vedelikust soojuseisundis gaasiks.
5. Faas:Toatemperatuuril on yttrium tahkes olekus.
6. juhtivus:Yttrium on hea juhtivusega elektrienergia juht, seega on sellel teatud rakendused elektrooniliste seadmete tootmis- ja vooluringide tehnoloogias.
7. Magnetism:Ytium on toatemperatuuril paramagnetiline materjal, mis tähendab, et sellel pole magnetväljadele ilmset magnetreaktsiooni.
8. Kristallstruktuur: Yttrium eksisteerib kuusnurkses tihedas kristallstruktuuris.
9. aatomi maht:Ytiumi aatommaht on 19,8 kuupsentimeetrit mooli kohta, mis viitab ühele mooli yttriumi aatomitele.
Yttrium on suhteliselt suure tihedusega ja sulamistemperatuuriga metalliline element ning sellel on hea juhtivusega, seega on sellel olulised rakendused elektroonikas, materjaliteaduses ja muudes põldudes. Samal ajal on yttrium ka suhteliselt levinud haruldane element, millel on oluline roll mõnes arenenud tehnoloogias ja tööstuslikes rakendustes.
Yttriumi keemilised omadused
1. Keemiline sümbol ja rühm: Ytriumi keemiline sümbol on Y ja see asub perioodilise tabeli viiendal perioodil, kolmas rühm, mis sarnaneb lantaniidi elementidega.
2. Elektrooniline struktuur: yttriumi elektrooniline struktuur on 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁰ 4s² 4p⁶ 4D⁰ 4f⁴ 4f⁴ 5s². Välis elektronide kihis on yttriumis kaks valentselektroni.
3. Valentsusseisund: YTTRIUM näitab tavaliselt valentseisundit +3, mis on kõige tavalisem valentseisund, kuid see võib näidata ka valentseisundeid +2 ja +1.
4. reaktsioonivõime: yttrium on suhteliselt stabiilne metall, kuid õhuga kokkupuutel oksüdeerub see järk -järgult, moodustades pinnale oksiidikihi. See põhjustab Ytiumi läike kaotamise. Ytriumi kaitsmiseks hoitakse seda tavaliselt kuivas keskkonnas.
5. reaktsioon oksiididega: yttrium reageerib oksiididega, moodustades mitmesuguseid ühendeid, sealhulgasyttriumoksiid(Y2O3). Ytiumoksiidi kasutatakse sageli fosforite ja keraamika valmistamiseks.
6. ** Reaktsioon hapetega **: yttrium võib reageerida tugevate hapetega, et saada vastavaid soolasid, näiteksyttriumkloriid (Ycl3) võiyttriumsulfaat (Y2 (SO4) 3).
7. Reaktsioon veega: yttrium ei reageeri normaalsetes tingimustes otse veega, vaid kõrgetel temperatuuridel võib see reageerida veeauruga vesiniku ja ytriumoksiidi saamiseks.
8. Reaktsioon sulfiidide ja karbiididega: ytrium saab reageerida sulfiidide ja karbiididega, moodustades vastavad ühendid nagu yttriumsulfiidi (YS) ja ytrium karbiid (YC2). 9. Isotoobid: yttril on mitu isotoopi, kõige stabiilsem on yttrium-89 (^89y), millel on pikk poolväärtusaeg ja mida kasutatakse tuumameditsiinis ja isotoopide märgistamisel.
Ytrium on suhteliselt stabiilne metalliline element, millel on mitme valentse olek ja võime reageerida teiste elementidega ühendite moodustamiseks. Sellel on laias valikus optika, materjaliteaduse, meditsiini ja tööstuse rakendusi, eriti fosforites, keraamikatootmises ja lasertehnoloogias.
Yttriumi bioloogilised omadused
Bioloogilised omadusedyttriumElavates organismides on suhteliselt piiratud.
1. Koresetus ja allaneelamine: kuigi yttrium ei ole eluks hädavajalik element, võib looduses leida yttriumi, sealhulgas mulda, kive ja vett. Organismid saavad yttriumi jälitada toiduahela kaudu, tavaliselt mullast ja taimedest.
2. biosaadavus: Ytiumi biosaadavus on suhteliselt madal, mis tähendab, et organismidel on üldiselt raskusi YTTRIUUM tõhusalt absorbeerimise ja kasutamisega. Enamik ytrium ühendeid ei imendu organismides kergesti, seetõttu kipuvad need erituda.
3. Jaotus organismides: Kord organismis jaotatakse yttrium peamiselt kudedes nagu maksa, neeru, põrna, kopsude ja luude. Täpsemalt, luud sisaldavad YTTRIUM -i kõrgemaid kontsentratsioone.
4. Ainevahetus ja eritumine: YTTRIUM -i metabolism inimkehas on suhteliselt piiratud, kuna see jätab organismi tavaliselt eritumise teel. Suurem osa sellest eritub uriini kaudu ja see võib olla ka erites defekatsiooni vormis.
5. Toksilisus: oma madala biosaadavuse tõttu ei kogune yttrium tavaliselt normaalsetes organismides kahjulikule tasemele. Kuid suurtes annustes yttriumi kokkupuutel võib olla organismidele kahjulik mõju, põhjustades toksilist toimet. See olukord ilmneb tavaliselt harva seetõttu, et yttriumi kontsentratsioonid on tavaliselt madalad ja seda ei kasutata laialdaselt ega organismidega kokkupuudet. YTTRIUMi bioloogilised omadused organismides avalduvad peamiselt selle juuresolekul mikroses koguses, madala biosaadavusega ja ei ole eluks vajalik element. Ehkki sellel ei ole normaalsetes oludes ilmselgelt toksilisi mõjusid organismidele, võib yttriumi suurtes annustes põhjustada terviseohte. Seetõttu on teaduslikud uuringud ja seire endiselt YTTriumi ohutuse ja bioloogiliste mõjude jaoks olulised.
Yttriumi jaotus looduses
Ytrium on haruldane muruse element, mis on looduses suhteliselt laialt levinud, ehkki seda ei eksisteeri puhta elementaarse kujuga.
1. Maa koorikus esinemine: YTTriumi arvukus Maa kooris on suhteliselt madal, keskmise kontsentratsiooniga umbes 33 mg/kg. See teeb Yttriumiks ühe haruldase elemendi.
Yttrium eksisteerib peamiselt mineraalide kujul, tavaliselt koos teiste haruldaste muldmetallidega. Mõned suuremad yttrium mineraalid hõlmavad yttrium raud granaat (yig) ja yttriumoksalaat (Y2 (C2O4) 3).
2. geograafiline jaotus: yttriumi maardlad jaotatakse kogu maailmas, kuid mõned piirkonnad võivad olla rikkad yttriumi poolest. Mõningaid suuremaid YTTRIUM -maardlaid võib leida järgmistest piirkondadest: Austraalia, Hiina, Ameerika Ühendriigid, Kanada, India, Skandinaavia jne. 3. Ekstraheerimine ja töötlemine: Kui Ytiumi maagi on kaevandatud, on ytriumi ekstraheerimiseks ja eraldamiseks tavaliselt vaja keemilist töötlemist. See hõlmab tavaliselt happeliste leostumist ja keemilisi eraldamisprotsesse, et saada kõrge puhtusastme yttrium.
Oluline on märkida, et haruldaste muldmetallide elemente nagu yttrium ei eksisteeri tavaliselt puhaste elementide kujul, vaid segatakse teiste haruldaste muldmetallidega. Seetõttu nõuab kõrgema puhtuse yttriumi ekstraheerimine keerulisi keemilisi töötlemis- ja eraldusprotsesse. Lisaksharuldaste muldmetallide elemendidon piiratud, seega on oluline arvestada nende ressursside haldamise ja keskkonna jätkusuutlikkusega.
Yttriumielemendi kaevandamine, ekstraheerimine ja sulatamine
Yttrium on haruldane element, mis tavaliselt ei eksisteeri puhtalt ytrium, vaid yttriumi maagi kujul. Järgnev on Yttrium Elemendi kaevandamise ja rafineerimise protsessi üksikasjalik sissejuhatus:
1. yttriummaagi kaevandamine:
Uurimine: esiteks viivad geoloogid ja kaevandusinsenerid läbi uurimistööd, et leida yttriumit sisaldavaid maardlaid. See hõlmab tavaliselt geoloogilisi uuringuid, geofüüsikalist uurimist ja proovide analüüsi. Kaevandamine: Kui leitakse yttriumit sisaldav maardla, kaevandatakse maagi. Need ladestused hõlmavad tavaliselt oksiidimaagid, näiteks yttrium raua granaat (yig) või yttriumoksalaat (Y2 (C2O4) 3). Maagi purustamine: Pärast kaevandamist tuleb maagi järgnevaks töötlemiseks tavaliselt jagada väiksemateks tükkideks.
2. yttrium väljavõtmine:Keemiline leostumine: purustatud maagi saadetakse tavaliselt sulatusse, kus ytrium ekstraheeritakse keemilise leostumise kaudu. See protsess kasutab yttriumi maagist lahustamiseks tavaliselt happelist leostuslahust, näiteks väävelhapet. Eraldus: Kui yttrium on lahustunud, segatakse see tavaliselt teiste haruldaste muldmetallide elementide ja lisanditega. Suurema puhtusega yttriumi ekstraheerimiseks on vaja eraldusprotsessi, tavaliselt kasutades lahusti ekstraheerimist, ioonvahetust või muid keemilisi meetodeid. Sademed: yttrium eraldatakse muudest haruldaste muldmetallide elementidest sobivate keemiliste reaktsioonide abil, moodustades puhtad yttriumühendid. Kuivatamine ja kaltsineerimine: saadud yttriumühendid tuleb tavaliselt kuivatada ja kaltsineerida, et eemaldada jääk niiskus ja lisandid, et lõpuks saada puhast yttriummetalli või ühendeid.
Yttriumi avastamismeetodid
Yttriumi levinumad tuvastusmeetodid hõlmavad peamiselt aatomi neeldumisspektroskoopiat (AAS), induktiivselt ühendatud plasma massispektromeetriat (ICP-MS), röntgenkiirguse fluorestskoopiat (XRF) jne.
1. aatomi neeldumisspektroskoopia (AAS):AAS on tavaliselt kasutatav kvantitatiivne analüüsimeetod, mis sobib lahuses yttriumi sisalduse määramiseks. See meetod põhineb neeldumisnähtusel, kui proovis sisalduv sihtmärk neelab konkreetse lainepikkuse valgust. Esiteks muundatakse proov mõõdetavaks vormiks eeltöötluse etappide kaudu, näiteks gaasi põletamine ja kõrge temperatuuriga kuivatamine. Seejärel lastakse proovi sissetuleva lainepikkusele vastav valgus, mõõdetakse prooviga neelduv valguse intensiivsus ja arvutatakse proovis sisalduv yttriumi sisaldus, võrreldes seda teadaoleva kontsentratsiooni standardse yttriumi lahusega.
2. induktiivselt ühendatud plasma massispektromeetria (ICP-MS):ICP-MS on väga tundlik analüütiline tehnika, mis sobib yttriumi sisalduse määramiseks vedelates ja tahketes proovides. See meetod teisendab proovi laetud osakesteks ja kasutab seejärel massi analüüsiks massispektromeetrit. ICP-MS-il on lai tuvastusvahemik ja kõrge eraldusvõime ning see suudab samal ajal kindlaks määrata mitme elemendi sisu. YTTRIUMi tuvastamiseks võib ICP-MS pakkuda väga madalaid avastamispiiranguid ja suurt täpsust.
3. röntgenfluorestsentsspektromeetria (XRF):XRF on mittepurustav analüütiline meetod, mis sobib yttriumi sisalduse määramiseks tahketes ja vedelates proovides. See meetod määrab elemendi sisalduse, kiirgades proovi pinda röntgenikiirgusega ja mõõtes proovis fluorestsentsi spektri iseloomuliku piigi intensiivsuse. XRF -il on kiire kiiruse, lihtsa toimimise eelised ja võime määrata mitu elementi samal ajal. Kuid XRF-i võib segada vähese sisuga ytrium analüüsi, mille tulemuseks on suured vead.
4. induktiivselt ühendatud plasma optilise emissiooni spektromeetria (ICP-OE-d):Induktiivselt ühendatud plasma optilise emissiooni spektromeetria on väga tundlik ja selektiivne analüütiline meetod, mida kasutatakse laialdaselt mitme elemendi analüüsis. See pihustab proovi ja moodustab plasma, et mõõta konkreetset lainepikkust ja intensiivsust Of yttriumemissioon spektromeetril. Lisaks ülaltoodud meetoditele on ka muid yttriumi tuvastamiseks kasutatavaid meetodeid, sealhulgas elektrokeemiline meetod, spektrofotomeetria jne. Sobiva tuvastusmeetodi valimine sõltub sellistest teguritest nagu proovi omadused, vajalik mõõtmisvahemik ja tuvastamise täpsus ning kalibreerimisstandardid on sageli vaja kvaliteedikontrolli jaoks, et tagada mõõtmistulemuste täpsus ja usaldusväärsus.
Yttrium aatomi neeldumismeetodi spetsiifiline rakendamine
Elementide mõõtmisel on induktiivselt ühendatud plasma massispektromeetria (ICP-MS) väga tundlik ja mitme elemendi analüüsi tehnika, mida sageli kasutatakse elementide, sealhulgas yttriumi kontsentratsiooni määramiseks. Järgnev on üksikasjalik protsess yttriumi testimiseks ICP-MS-is:
1. proovi ettevalmistamine:
Proov tuleb tavaliselt lahustada või hajutada ICP-MS analüüsiks vedelasse vormiks. Seda saab teha keemilise lahustumise, seedimise kuumutamise või muude sobivate ettevalmistamise meetodite abil.
Proovi ettevalmistamine nõuab äärmiselt puhtaid tingimusi, et vältida saastumist väliste elementide abil. Labor peaks proovide saastumise vältimiseks võtma vajalikke meetmeid.
2. ICP põlvkond:
ICP genereeritakse argooni või argooni-hapniku segatud gaasi tutvustamisega suletud kvartsplasma tõrvikusse. Kõrgsageduslik induktiivne sidumine annab intensiivse plasma leegi, mis on analüüsi lähtepunkt.
Plasma temperatuur on umbes 8000–10000 kraadi Celsiuse, mis on piisavalt kõrge, et teisendada proovis sisalduvad elemendid ioonse olekuks.
3. ioniseerimine ja eraldamine:Kui proovisse siseneb plasmasse, ioniseeritakse selles olevad elemendid. See tähendab, et aatomid kaotavad ühe või mitu elektroni, moodustades laetud ioonid. ICP-MS kasutab erinevate elementide ioonide eraldamiseks massispektromeetrit, tavaliselt mass-laengu suhte (m/z) abil. See võimaldab erinevate elementide ioone eraldada ja seejärel analüüsida.
4. massispektromeetria:Eraldatud ioonid sisenevad massispektromeetrisse, tavaliselt kvadrupooli massispektromeetrisse või magnetilise skaneeriva massispektromeetrisse. Massspektromeetril eraldatakse ja tuvastatakse erinevate elementide ioonid vastavalt nende massi ja laengu suhtele. See võimaldab kindlaks määrata iga elemendi olemasolu ja kontsentratsiooni. Üks induktiivselt ühendatud plasma massispektromeetria eelistest on selle kõrge eraldusvõime, mis võimaldab tal samaaegselt tuvastada mitut elementi.
5. Andmetöötlus:ICP-MS-i genereeritud andmeid tuleb tavaliselt töödelda ja analüüsida, et määrata proovi elementide kontsentratsioon. See hõlmab tuvastussignaali võrdlemist teadaolevate kontsentratsioonide standarditega ning kalibreerimise ja korrigeerimise läbiviimist.
6. tulemuste aruanne:Lõpptulemus on esitatud elemendi kontsentratsioonina või massiprotsent. Neid tulemusi saab kasutada erinevates rakendustes, sealhulgas maateadus, keskkonnaanalüüs, toidukontroll, meditsiinilised uuringud jne.
ICP-MS on väga täpne ja tundlik tehnika, mis sobib mitme elemendi analüüsi jaoks, sealhulgas yttrium. Kuid see nõuab keerulisi instrumente ja teadmisi, seetõttu viiakse see tavaliselt läbi laboris või professionaalses analüüsikeskuses. Tegelikus töös on vaja valida sobiv mõõtmismeetod vastavalt saidi konkreetsetele vajadustele. Neid meetodeid kasutatakse laialdaselt Ytterbiumi analüüsimisel ja tuvastamisel laborites ja tööstustes.
Pärast ülaltoodu kokkuvõtmist võime järeldada, et yttrium on väga huvitav keemiline element, millel on ainulaadsed füüsikalised ja keemilised omadused, millel on teaduslikes uuringutes ja rakendusalades väga oluline tähtsus. Ehkki oleme sellest mõistmisel teatavaid edusamme teinud, on endiselt palju küsimusi, mis vajavad täiendavaid uuringuid ja uurimist. Loodan, et meie sissejuhatus aitab lugejatel seda põnevat elementi paremini mõista ja inspireerida kõigi armastust teaduse vastu ja huvi uurimise vastu.
Lisateabe saamiseks palunVõtke meiega ühendustAllpool:
Tel & Whats: 008613524231522
Email:Sales@shxlchem.com
Postiaeg: 28. november 20124