Tahukah Anda? Proses penemuan manusiayttriumpenuh dengan tikungan dan tantangan. Pada 1787, Swedia Karl Axel Arrhenius secara tidak sengaja menemukan bijih hitam lebat dan tebal di sebuah tambang di dekat kota kelahirannya di desa Ytterby dan menamainya "Ytterbite". Setelah itu, banyak ilmuwan termasuk Johan Gadolin, Anders Gustav Ekberg, Friedrich Wöhler dan lainnya melakukan penelitian mendalam tentang bijih ini.
Pada 1794, ahli kimia Finlandia Johan Gadolin berhasil memisahkan oksida baru dari bijih ytterbium dan menamakannya yttrium. Ini adalah pertama kalinya manusia dengan jelas menemukan unsur tanah jarang. Namun, penemuan ini tidak segera menarik perhatian luas.
Seiring waktu, para ilmuwan telah menemukan elemen tanah jarang lainnya. Pada 1803, Klaproth Jerman dan Swedia Hitzinger dan Berzelius menemukan Cerium. Pada tahun 1839, mosander Swedia menemukanLanthanum. Pada tahun 1843, ia menemukan Erbium danterbum. Penemuan ini memberikan landasan penting untuk penelitian ilmiah berikutnya.
Tidak sampai akhir abad ke -19 para ilmuwan berhasil memisahkan elemen "yttrium" dari bijih yttrium. Pada tahun 1885, Wilsbach Austria menemukan neodymium dan praseodymium. Pada tahun 1886, Bois-Baudran menemukanDysprosium. Penemuan ini semakin memperkaya keluarga besar elemen tanah jarang.
Selama lebih dari seabad setelah penemuan yttrium, karena keterbatasan kondisi teknis, para ilmuwan tidak dapat memurnikan elemen ini, yang juga menyebabkan beberapa perselisihan dan kesalahan akademik. Namun, ini tidak menghentikan para ilmuwan dari antusiasme mereka untuk mempelajari yttrium.
Pada awal abad ke -20, dengan kemajuan sains dan teknologi yang berkelanjutan, para ilmuwan akhirnya mulai dapat memurnikan elemen -elemen tanah jarang. Pada tahun 1901, orang Prancis Eugene de Marseille menemukanEropa. Pada tahun 1907-1908, Austria Wilsbach dan Prancis Urbain secara mandiri menemukan Lutetium. Penemuan ini memberikan landasan penting untuk penelitian ilmiah berikutnya.
Dalam sains dan teknologi modern, penerapan yttrium menjadi semakin luas. Dengan kemajuan sains dan teknologi yang berkelanjutan, pemahaman dan penerapan yttrium kita akan menjadi semakin mendalam.
Bidang aplikasi elemen yttrium
1.Kaca dan keramik optik:Yttrium banyak digunakan dalam pembuatan kaca dan keramik optik, terutama dalam pembuatan keramik transparan dan kaca optik. Senyawanya memiliki sifat optik yang sangat baik dan dapat digunakan untuk memproduksi komponen laser, komunikasi serat optik dan peralatan lainnya.
2. Fosfor:Senyawa yttrium memainkan peran penting dalam fosfor dan dapat memancarkan fluoresensi terang, sehingga sering digunakan untuk memproduksi layar TV, monitor, dan peralatan pencahayaan.Yttrium oksidadan senyawa lain sering digunakan sebagai bahan luminescent untuk meningkatkan kecerahan dan kejernihan cahaya.
3. Additives Alloy: Dalam produksi paduan logam, yttrium sering digunakan sebagai aditif untuk meningkatkan sifat mekanik dan resistensi korosi logam.Paduan yttriumsering digunakan untuk membuat baja berkekuatan tinggi danPaduan Aluminium, membuatnya lebih tahan panas dan tahan korosi.
4. Katalis: Senyawa yttrium memainkan peran penting dalam beberapa katalis dan dapat mempercepat laju reaksi kimia. Mereka digunakan untuk memproduksi perangkat pemurnian knalpot mobil dan katalis dalam proses produksi industri, membantu mengurangi emisi zat berbahaya.
5. Teknologi Pencitraan Medis: Isotop yttrium digunakan dalam teknologi pencitraan medis untuk menyiapkan isotop radioaktif, seperti untuk pelabelan radiofarmasi dan mendiagnosis pencitraan medis nuklir.
6. Teknologi Laser:Laser ion yttrium adalah laser solid-state umum yang digunakan dalam berbagai penelitian ilmiah, kedokteran laser dan aplikasi industri. Pembuatan laser ini membutuhkan penggunaan senyawa yttrium tertentu sebagai aktivatorElemen .yttriumDan senyawa mereka memainkan peran penting dalam sains dan teknologi dan industri modern, yang melibatkan banyak bidang seperti optik, ilmu material, dan kedokteran, dan telah memberikan kontribusi positif terhadap kemajuan dan pengembangan masyarakat manusia.
Sifat fisik yttrium
Jumlah atom dariyttriumadalah 39 dan simbol kimianya adalah Y.
1. Penampilan:Yttrium adalah logam putih keperakan.
2. Kepadatan:Kepadatan yttrium adalah 4,47 g/cm3, yang menjadikannya salah satu elemen yang relatif berat di kerak bumi.
3. Titik Melting:Titik leleh yttrium adalah 1522 derajat Celcius (2782 derajat Fahrenheit), yang mengacu pada suhu di mana yttrium berubah dari padatan menjadi cairan dalam kondisi termal.
4. Titik didih:Titik mendidih yttrium adalah 3336 derajat Celcius (6037 derajat Fahrenheit), yang mengacu pada suhu di mana yttrium berubah dari cairan menjadi gas dalam kondisi termal.
5. Fase:Pada suhu kamar, Yttrium berada dalam keadaan padat.
6. Konduktivitas:Yttrium adalah konduktor listrik yang baik dengan konduktivitas tinggi, sehingga memiliki aplikasi tertentu dalam pembuatan perangkat elektronik dan teknologi sirkuit.
7. Magnetisme:Yttrium adalah bahan paramagnetik pada suhu kamar, yang berarti tidak memiliki respons magnetik yang jelas terhadap medan magnet.
8. Struktur Kristal: Yttrium ada dalam struktur kristal yang penuh sesak.
9. Volume Atom:Volume atom yttrium adalah 19,8 sentimeter kubik per mol, yang mengacu pada volume yang ditempati oleh satu mol atom yttrium.
Yttrium adalah elemen logam dengan kepadatan dan titik leleh yang relatif tinggi, dan memiliki konduktivitas yang baik, sehingga memiliki aplikasi penting dalam elektronik, ilmu material dan bidang lainnya. Pada saat yang sama, yttrium juga merupakan elemen langka yang relatif umum, yang memainkan peran penting dalam beberapa teknologi canggih dan aplikasi industri.
Sifat kimia yttrium
1. Simbol dan kelompok kimia: Simbol kimia yttrium adalah Y, dan terletak pada periode kelima dari tabel periodik, kelompok ketiga, yang mirip dengan elemen lantanida.
2. Struktur Elektronik: Struktur elektronik yttrium adalah 1S² 2S² 2P⁶ 3S² 3P⁶ 3D¹⁰ 4S² 4P⁶ 4D kapal 4F¹⁴ 5S². Di lapisan elektron luar, yttrium memiliki dua elektron valensi.
3. Status Valensi: Yttrium biasanya menunjukkan keadaan valensi +3, yang merupakan keadaan valensi yang paling umum, tetapi juga dapat menunjukkan keadaan valensi +2 dan +1.
4. Reaktivitas: Yttrium adalah logam yang relatif stabil, tetapi secara bertahap akan teroksidasi ketika terpapar udara, membentuk lapisan oksida di permukaan. Ini menyebabkan yttrium kehilangan kilau. Untuk melindungi yttrium, biasanya disimpan di lingkungan yang kering.
5. Reaksi dengan oksida: yttrium bereaksi dengan oksida untuk membentuk berbagai senyawa, termasukyttrium oksida(Y2O3). Yttrium oksida sering digunakan untuk membuat fosfor dan keramik.
6. ** Reaksi dengan asam **: yttrium dapat bereaksi dengan asam kuat untuk menghasilkan garam yang sesuai, sepertiyttrium chloride (Ycl3) atauYttrium sulfat (Y2 (SO4) 3).
7. Reaksi dengan air: Yttrium tidak bereaksi langsung dengan air dalam kondisi normal, tetapi pada suhu tinggi, ia dapat bereaksi dengan uap air untuk menghasilkan hidrogen dan yttrium oksida.
8. Reaksi dengan sulfida dan karbida: Yttrium dapat bereaksi dengan sulfida dan karbida untuk membentuk senyawa yang sesuai seperti yttrium sulfida (YS) dan yttrium karbida (YC2). 9. Isotop: Yttrium memiliki beberapa isotop, yang paling stabil di antaranya adalah yttrium-89 (^89Y), yang memiliki waktu paruh panjang dan digunakan dalam pengobatan nuklir dan pelabelan isotop.
Yttrium adalah elemen logam yang relatif stabil dengan beberapa keadaan valensi dan kemampuan untuk bereaksi dengan elemen lain untuk membentuk senyawa. Ini memiliki berbagai aplikasi dalam optik, ilmu material, kedokteran, dan industri, terutama dalam fosfor, manufaktur keramik, dan teknologi laser.
Sifat biologis yttrium
Sifat biologis dariyttriumpada organisme hidup relatif terbatas.
1. Kehadiran dan Konsumsi: Meskipun yttrium bukan elemen yang penting untuk kehidupan, jejak jumlah yttrium dapat ditemukan di alam, termasuk tanah, batu, dan air. Organisme dapat menelan jumlah jejak yttrium melalui rantai makanan, biasanya dari tanah dan tanaman.
2. Bioavailability: Ketersediaan hayati yttrium relatif rendah, yang berarti bahwa organisme umumnya mengalami kesulitan menyerap dan memanfaatkan yttrium secara efektif. Sebagian besar senyawa yttrium tidak mudah diserap dalam organisme, sehingga cenderung diekskresikan.
3. Distribusi dalam organisme: Sekali dalam suatu organisme, yttrium terutama didistribusikan dalam jaringan seperti hati, ginjal, limpa, paru -paru, dan tulang. Secara khusus, tulang mengandung konsentrasi yttrium yang lebih tinggi.
4. Metabolisme dan Ekskresi: Metabolisme yttrium dalam tubuh manusia relatif terbatas karena biasanya meninggalkan organisme karena ekskresi. Sebagian besar diekskresikan melalui urin, dan mungkin juga diekskresikan dalam bentuk buang air besar.
5. Toksisitas: Karena bioavailabilitasnya yang rendah, yttrium biasanya tidak menumpuk hingga tingkat berbahaya pada organisme normal. Namun, paparan yttrium dosis tinggi mungkin memiliki efek berbahaya pada organisme, yang mengarah ke efek toksik. Situasi ini biasanya jarang terjadi karena konsentrasi yttrium di alam biasanya rendah dan tidak banyak digunakan atau terpapar pada organisme. Karakteristik biologis yttrium dalam organisme terutama dimanifestasikan dengan kehadirannya dalam jumlah jejak, bioavailabilitas rendah, dan tidak menjadi elemen yang diperlukan untuk kehidupan. Meskipun tidak memiliki efek toksik yang jelas pada organisme dalam keadaan normal, paparan yttrium dosis tinggi dapat menyebabkan bahaya kesehatan. Oleh karena itu, penelitian dan pemantauan ilmiah masih penting untuk efek keselamatan dan biologis yttrium.
Distribusi yttrium di alam
Yttrium adalah elemen tanah jarang yang relatif tersebar luas di alam, meskipun tidak ada dalam bentuk unsur murni.
1. Kejadian di kerak bumi: kelimpahan yttrium di kerak bumi relatif rendah, dengan konsentrasi rata -rata sekitar 33 mg/kg. Ini menjadikan Yttrium salah satu elemen langka.
Yttrium terutama ada dalam bentuk mineral, biasanya bersama -sama dengan elemen tanah jarang lainnya. Beberapa mineral yttrium utama termasuk yttrium besi garnet (YIG) dan yttrium oksalat (Y2 (C2O4) 3).
2. Distribusi geografis: Deposito yttrium didistribusikan di seluruh dunia, tetapi beberapa area mungkin kaya akan yttrium. Beberapa endapan utama dapat ditemukan di daerah berikut: Australia, Cina, Amerika Serikat, Rusia, Kanada, India, Skandinavia, dll. 3. Ekstraksi dan pemrosesan: Setelah bijih yttrium ditambang, pemrosesan kimia biasanya diperlukan untuk mengekstrak dan memisahkan yttrium. Ini biasanya melibatkan pencucian asam dan proses pemisahan kimia untuk mendapatkan yttrium dengan kemurnian tinggi.
Penting untuk dicatat bahwa unsur -unsur tanah jarang seperti yttrium biasanya tidak ada dalam bentuk elemen murni, tetapi dicampur dengan elemen tanah jarang lainnya. Oleh karena itu, ekstraksi yttrium kemurnian yang lebih tinggi membutuhkan proses pemrosesan kimia dan pemisahan yang kompleks. Selain itu, pasokanElemen Bumi Jarangterbatas, jadi pertimbangan manajemen sumber daya dan keberlanjutan lingkungan mereka juga penting.
Penambangan, ekstraksi dan peleburan elemen yttrium
Yttrium adalah elemen tanah jarang yang biasanya tidak ada dalam bentuk yttrium murni, tetapi dalam bentuk bijih yttrium. Berikut ini adalah pengantar terperinci untuk proses penambangan dan pemurnian elemen yttrium:
1. Penambangan bijih yttrium:
Eksplorasi: Pertama, ahli geologi dan insinyur pertambangan melakukan pekerjaan eksplorasi untuk menemukan endapan yang mengandung yttrium. Ini biasanya melibatkan studi geologi, eksplorasi geofisika, dan analisis sampel. Penambangan: Setelah deposit yang mengandung yttrium ditemukan, bijih ditambang. Endapan ini biasanya termasuk bijih oksida seperti yttrium besi garnet (YIG) atau Yttrium oksalat (Y2 (C2O4) 3). Bijih Crushing: Setelah penambangan, bijih biasanya perlu dipecah menjadi potongan -potongan kecil untuk pemrosesan berikutnya.
2. Mengekstraksi Yttrium:Pencucian kimia: Bijih yang dihancurkan biasanya dikirim ke peleburan, di mana yttrium diekstraksi melalui pencucian kimia. Proses ini biasanya menggunakan larutan pencucian asam, seperti asam sulfat, untuk melarutkan yttrium dari bijih. Pemisahan: Setelah yttrium larut, biasanya dicampur dengan elemen dan kotoran tanah jarang lainnya. Untuk mengekstrak yttrium dengan kemurnian yang lebih tinggi, diperlukan proses pemisahan, biasanya menggunakan ekstraksi pelarut, pertukaran ion atau metode kimia lainnya. Curah hujan: Yttrium dipisahkan dari elemen tanah jarang lainnya melalui reaksi kimia yang tepat untuk membentuk senyawa yttrium murni. Pengeringan dan Kalsinasi: Senyawa yttrium yang diperoleh biasanya perlu dikeringkan dan dikalsinasi untuk menghilangkan kelembaban residual dan kotoran untuk akhirnya mendapatkan logam atau senyawa yttrium murni.
Metode deteksi yttrium
Metode deteksi umum untuk yttrium terutama termasuk spektroskopi penyerapan atom (AAS), spektrometri massa plasma yang digabungkan secara induktif (ICP-MS), spektroskopi fluoresensi sinar-X (XRF), dll.
1. Spektroskopi serapan atom (AAS):AAS adalah metode analisis kuantitatif yang umum digunakan yang cocok untuk menentukan kandungan yttrium dalam larutan. Metode ini didasarkan pada fenomena penyerapan ketika elemen target dalam sampel menyerap cahaya dari panjang gelombang tertentu. Pertama, sampel dikonversi menjadi bentuk yang dapat diukur melalui langkah-langkah pretreatment seperti pembakaran gas dan pengeringan suhu tinggi. Kemudian, cahaya yang sesuai dengan panjang gelombang elemen target diteruskan ke dalam sampel, intensitas cahaya yang diserap oleh sampel diukur, dan kandungan yttrium dalam sampel dihitung dengan membandingkannya dengan larutan yttrium standar konsentrasi yang diketahui.
2. Spektrometri massa plasma yang digabungkan secara induktif (ICP-MS):ICP-MS adalah teknik analitik yang sangat sensitif yang cocok untuk menentukan kandungan yttrium dalam sampel cair dan padat. Metode ini mengubah sampel menjadi partikel bermuatan dan kemudian menggunakan spektrometer massa untuk analisis massa. ICP-MS memiliki rentang deteksi yang luas dan resolusi tinggi, dan dapat menentukan konten beberapa elemen secara bersamaan. Untuk deteksi yttrium, ICP-MS dapat memberikan batas deteksi yang sangat rendah dan akurasi tinggi.
3. X-ray Fluorescence Spectrometry (XRF):XRF adalah metode analitik non-destruktif yang cocok untuk penentuan kandungan yttrium dalam sampel padat dan cair. Metode ini menentukan kandungan elemen dengan mengiradiasi permukaan sampel dengan sinar-X dan mengukur intensitas puncak karakteristik spektrum fluoresensi dalam sampel. XRF memiliki keunggulan kecepatan cepat, operasi sederhana, dan kemampuan untuk menentukan beberapa elemen secara bersamaan. Namun, XRF dapat diganggu dalam analisis yttrium konten rendah, menghasilkan kesalahan besar.
4. Spektrometri emisi optik plasma yang digabungkan secara induktif (ICP-OES):Spektrometri emisi optik plasma yang digabungkan secara induktif adalah metode analitik yang sangat sensitif dan selektif yang banyak digunakan dalam analisis multi-elemen. Ini Atomisasi Sampel dan membentuk plasma untuk mengukur panjang gelombang dan intensitas of yttriumemisi dalam spektrometer. Selain metode di atas, ada metode lain yang umum digunakan untuk deteksi yttrium, termasuk metode elektrokimia, spektrofotometri, dll. Pemilihan metode deteksi yang sesuai tergantung pada faktor -faktor seperti sifat sampel, rentang pengukuran yang diperlukan dan akurasi deteksi, dan standar kalibrasi sering diperlukan untuk kontrol kualitas untuk memastikan akurasi dan reliabilitas hasil pengukuran.
Aplikasi spesifik metode penyerapan atom yttrium
Dalam pengukuran elemen, spektrometri massa plasma yang digabungkan secara induktif (ICP-MS) adalah teknik analisis yang sangat sensitif dan multi-elemen, yang sering digunakan untuk menentukan konsentrasi elemen, termasuk yttrium. Berikut ini adalah proses terperinci untuk menguji yttrium di ICP-MS:
1. Persiapan sampel:
Sampel biasanya perlu dilarutkan atau didispersikan ke dalam bentuk cair untuk analisis ICP-MS. Ini dapat dilakukan dengan pembubaran kimia, pencernaan pemanasan atau metode persiapan yang sesuai lainnya.
Persiapan sampel membutuhkan kondisi yang sangat bersih untuk mencegah kontaminasi oleh elemen eksternal. Laboratorium harus mengambil tindakan yang diperlukan untuk menghindari kontaminasi sampel.
2. Generasi ICP:
ICP dihasilkan dengan memperkenalkan gas campuran argon atau argon-oksigen ke obor plasma kuarsa tertutup. Kopling induktif frekuensi tinggi menghasilkan nyala plasma yang intens, yang merupakan titik awal analisis.
Suhu plasma adalah sekitar 8000 hingga 10.000 derajat Celcius, yang cukup tinggi untuk mengubah elemen dalam sampel menjadi keadaan ionik.
3. Ionisasi dan Pemisahan:Setelah sampel memasuki plasma, elemen di dalamnya terionisasi. Ini berarti bahwa atom kehilangan satu atau lebih elektron, membentuk ion yang bermuatan. ICP-MS menggunakan spektrometer massa untuk memisahkan ion elemen yang berbeda, biasanya dengan rasio massa-ke-muatan (m/z). Ini memungkinkan ion dari berbagai elemen untuk dipisahkan dan selanjutnya dianalisis.
4. Spektrometri massa:Ion yang terpisah memasuki spektrometer massa, biasanya spektrometer massa quadrupole atau spektrometer massa pemindaian magnetik. Dalam spektrometer massa, ion dari berbagai elemen dipisahkan dan dideteksi sesuai dengan rasio massa-ke-biaya mereka. Ini memungkinkan keberadaan dan konsentrasi setiap elemen untuk ditentukan. Salah satu keuntungan dari spektrometri massa plasma yang digabungkan secara induktif adalah resolusi tinggi, yang memungkinkannya mendeteksi beberapa elemen secara bersamaan.
5. Pemrosesan Data:Data yang dihasilkan oleh ICP-MS biasanya perlu diproses dan dianalisis untuk menentukan konsentrasi elemen dalam sampel. Ini termasuk membandingkan sinyal deteksi dengan standar konsentrasi yang diketahui, dan melakukan kalibrasi dan koreksi.
6. Laporan Hasil:Hasil akhir disajikan sebagai konsentrasi atau persentase massa elemen. Hasil ini dapat digunakan dalam berbagai aplikasi, termasuk ilmu bumi, analisis lingkungan, pengujian makanan, penelitian medis, dll.
ICP-MS adalah teknik yang sangat akurat dan sensitif yang cocok untuk analisis multi-elemen, termasuk yttrium. Namun, ini membutuhkan instrumentasi dan keahlian yang kompleks, sehingga biasanya dilakukan di laboratorium atau pusat analisis profesional. Dalam pekerjaan aktual, perlu untuk memilih metode pengukuran yang sesuai sesuai dengan kebutuhan spesifik Situs. Metode -metode ini banyak digunakan dalam analisis dan deteksi ytterbium di laboratorium dan industri.
Setelah merangkum hal di atas, kita dapat menyimpulkan bahwa yttrium adalah elemen kimia yang sangat menarik dengan sifat fisik dan kimia yang unik, yang sangat penting dalam penelitian ilmiah dan bidang aplikasi. Meskipun kami telah membuat beberapa kemajuan dalam pemahaman kami tentang hal itu, masih ada banyak pertanyaan yang membutuhkan penelitian dan eksplorasi lebih lanjut. Saya berharap perkenalan kami dapat membantu pembaca lebih memahami elemen yang menarik ini dan menginspirasi cinta semua orang untuk sains dan minat dalam eksplorasi.
Untuk informasi lebih lanjut mohonHubungi kamidi bawah:
Tel & Whats: 008613524231522
Email:Sales@shxlchem.com
Waktu posting: Nov-28-2024