알고 있었나요? 발견하는 인간의 과정이트륨비틀림과 도전으로 가득했습니다. 1787 년에 스웨덴의 칼 악셀 아르 니우스 (Swede Karl Axel Arrhenius)는 우연히 그의 고향 인 Ytterby 마을 근처의 채석장에서 밀도가 높고 무거운 검은 광석을 발견하여 "Ytterbite"라고 명명했습니다. 그 후, Johan Gadolin, Anders Gustav Ekberg, Friedrich Wöhler 등을 포함한 많은 과학자들은이 광석에 대한 심층적 인 연구를 수행했습니다.
1794 년 핀란드 화학자 Johan Gadolin은 Ytterbium 광석에서 새로운 산화물을 성공적으로 분리하여 Yttrium이라고 명명했습니다. 인간이 희토류 요소를 분명히 발견 한 것은 이번이 처음이었습니다. 그러나이 발견은 즉시 광범위한 관심을 끌지 못했습니다.
시간이 지남에 따라 과학자들은 다른 희토류 요소를 발견했습니다. 1803 년 독일 클라프 로스와 스웨덴 인 히츠 징거와 베르젤리우스는 세륨을 발견했습니다. 1839 년에 스웨덴 모맨더가 발견했다란탄. 1843 년에 그는 Erbium을 발견했습니다테르븀. 이러한 발견은 후속 과학 연구를위한 중요한 토대를 제공했습니다.
과학자들은 19 세기 말까지는 이트륨 광석과 "yttrium"요소를 성공적으로 분리 한 것은 아니었다. 1885 년 오스트리아 윌스 바흐는 네오디뮴과 프라세이 디움을 발견했습니다. 1886 년에 Bois-Baudran은 발견했습니다디스프로슘. 이러한 발견은 희토류 요소의 대가족을 더욱 풍요롭게했습니다.
Yttrium이 발견 된 후 1 세기 이상 기술 조건의 한계로 인해 과학자들은이 요소를 정화 할 수 없었으며, 이는 학문적 분쟁과 오류를 일으켰습니다. 그러나 이것은 과학자들이 Yttrium을 연구하기위한 열정을 막지 못했습니다.
20 세기 초 과학과 기술의 지속적인 발전으로 과학자들은 마침내 희토류 요소를 정화 할 수 있기 시작했습니다. 1901 년 프랑스 인 유진 드 마르세유는 발견했다유로움. 1907-1908 년 오스트리아 윌스 바흐 (Wilsbach)와 프랑스 인 우르 베인 (Urbain)은 독립적으로 루테 티움을 발견했습니다. 이러한 발견은 후속 과학 연구를위한 중요한 토대를 제공했습니다.
현대 과학 기술에서 Yttrium의 적용은 점점 더 광범위 해지고 있습니다. 과학과 기술의 지속적인 발전으로 Yttrium의 이해와 적용은 점점 더 심층적이 될 것입니다.
yttrium 요소의 응용 분야
1.광학 유리 및 도자기 :Yttrium은 주로 투명한 세라믹 및 광학 유리 제조에 광학 유리 및 세라믹 제조에 널리 사용됩니다. 이 화합물은 우수한 광학 특성을 가지며 레이저, 광섬유 통신 및 기타 장비의 구성 요소를 제조하는 데 사용될 수 있습니다.
2. 형광체 :이트륨 화합물은 포스포르에서 중요한 역할을하며 밝은 형광을 방출 할 수 있으므로 종종 TV 화면, 모니터 및 조명 장비를 제조하는 데 사용됩니다.이트륨 산화물다른 화합물은 종종 빛의 밝기와 선명도를 향상시키기 위해 발광 재료로 사용됩니다.
3. 합금 첨가제: 금속 합금의 생산에서, Yttrium은 종종 금속의 기계적 특성 및 부식 저항을 개선하기 위해 첨가제로 사용됩니다.이트륨 합금종종 고강도 강철을 만드는 데 사용됩니다알루미늄 합금, 더욱 강력하고 부식 방지가 더욱 강력합니다.
4. 촉매: yttrium 화합물은 일부 촉매에서 중요한 역할을하며 화학 반응 속도를 가속화 할 수 있습니다. 그들은 산업 생산 공정에서 자동차 배기 정제 장치 및 촉매를 제조하는 데 사용되어 유해 물질의 방출을 줄이는 데 도움이됩니다.
5. 의료 영상 기술: yttrium 동위 원소는 의료 영상 기술에 사용되어 방사성 동위 원소를 준비하고 방사성 의약품 라벨링 및 핵 의료 영상 진단과 같은 방사성 동위 원소를 준비합니다.
6. 레이저 기술 :이트륨 이온 레이저는 다양한 과학 연구, 레이저 의학 및 산업 응용 분야에 사용되는 일반적인 고체 레이저입니다. 이 레이저의 제조에는 활성화 제로 특정 YTTRIUM 화합물을 사용해야합니다..yttrium 요소그리고 그들의 화합물은 현대 과학과 기술 및 산업에서 중요한 역할을하며, 광학, 재료 과학 및 의학과 같은 많은 분야를 포함하며 인간 사회의 진보와 발전에 긍정적 인 기여를했습니다.
이트륨의 물리적 특성
원자 번호의 번호이트륨39이고 화학 기호는 Y입니다.
1. 외관 :이트륨은 은빛 흰색 금속입니다.
2. 밀도 :이트륨의 밀도는 4.47 g/cm3으로 지각에서 비교적 무거운 원소 중 하나입니다.
3. 용융점 :이트륨의 용융점은 섭씨 1522도 (화씨 2782도)이며,이 트럼이 열 조건 하에서 고체에서 액체로 변하는 온도를 나타냅니다.
4. 끓는점 :이트륨의 끓는점은 섭씨 3336도 (화씨 6037도)이며,이 트럼은 열 조건 하에서 액체에서 가스로 변하는 온도를 나타냅니다.
5. 단계 :실온에서, 이트륨은 고체 상태에있다.
6. 전도도 :Yttrium은 전도도가 높은 전기 도체이므로 전자 장치 제조 및 회로 기술에 특정 응용 프로그램이 있습니다.
7. 자기 :Yttrium은 실온에서 상자성 물질이며, 이는 자기장에 대한 명백한 자기 반응이 없음을 의미합니다.
8. 결정 구조: yttrium은 육각형 가까운 포장 된 결정 구조로 존재합니다.
9. 원자 부피 :이트륨의 원자 부피는 두더지 당 19.8 입방 센티미터이며, 이는 1 몰의 이트륨 원자에 의해 점유 된 부피를 나타냅니다.
Yttrium은 밀도가 높은 금속 요소이며 전도도가 우수하므로 전자 제품, 재료 과학 및 기타 분야에 중요한 응용 프로그램이 있습니다. 동시에 Yttrium은 비교적 일반적인 희귀 요소이며, 일부 고급 기술 및 산업 응용 분야에서 중요한 역할을합니다.
이트륨의 화학적 특성
1. 화학적 기호 및 그룹 : Yttrium의 화학적 기호는 Y이며, 란타니드 요소와 유사한 세 번째 그룹 인주기 테이블의 다섯 번째 기간에 있습니다.
2. 전자 구조 : Yttrium의 전자 구조는 1S² 2S² 2S² 3S² 3S² 3D¹⁰ 4S² 4S² 4P⁶ 4D¹⁰ 4f¹⁴ 5S²입니다. 외부 전자 층에서, 이트륨에는 2 개의 원자가 전자가 있습니다.
3. 원자가 상태 : yttrium은 일반적으로 +3의 원자가 상태를 나타내며, 가장 일반적인 원자가 상태이지만 +2 및 +1의 원자가 상태를 보여줄 수도 있습니다.
4. 반응성 : 이트륨은 비교적 안정적인 금속이지만 공기에 노출 될 때 점차 산화되어 표면에 산화물 층이 형성됩니다. 이로 인해 Yttrium이 광택을 잃게됩니다. 이트륨을 보호하기 위해 일반적으로 건조한 환경에 저장됩니다.
5. 산화물과의 반응 : 이트륨은 산화물과 반응하여 다양한 화합물을 형성합니다.이트륨 산화물(Y2O3). 이트륨 산화물은 종종 포스포르와 세라믹을 만드는 데 사용됩니다.
6. ** 산과의 반응 ** : Yttrium은 강산과 반응하여 대응하는 염을 생성 할 수 있습니다.이트륨 클로라이드 (YCL3) 또는이트륨 설페이트 (Y2 (SO4) 3).
7. 물과의 반응 : YTTRIUM은 정상적인 조건에서 물과 직접 반응하지 않지만 고온에서는 수증기와 반응하여 수소와 이트륨 산화물을 생성 할 수 있습니다.
8. 황화물 및 카바이드와의 반응 : 이트륨은 황화물 및 카바이드와 반응하여 이트륨 황화물 (YS) 및 이트륨 카바이드 (YC2)와 같은 상응하는 화합물을 형성 할 수있다. 9. 동위 원소 : Yttrium은 다수의 동위 원소를 가지고 있으며, 가장 안정적인 것은 Yttrium-89 (^89y)이며, 반감기가 길고 핵 의학 및 동위 원소 표지에 사용됩니다.
이트륨은 다수의 원자가 상태와 다른 원소와 반응하여 화합물을 형성하는 능력을 갖는 비교적 안정적인 금속 요소이다. 광학, 재료 과학, 의학 및 산업, 특히 형광포, 세라믹 제조 및 레이저 기술에 광범위한 응용 프로그램이 있습니다.
이트륨의 생물학적 특성
생물학적 특성이트륨살아있는 유기체에서는 비교적 제한적입니다.
1. 존재와 섭취 : yttrium은 생명에 필수적인 요소는 아니지만 토양, 암석 및 물을 포함하여 자연에서 미량의 yttrium을 찾을 수 있습니다. 유기체는 일반적으로 토양과 식물에서 먹이 사슬을 통해 미량의 이트륨을 섭취 할 수 있습니다.
2. 생체 이용률 : 이트륨의 생체 이용률은 비교적 낮으며, 이는 유기체가 일반적으로 yttrium을 효과적으로 흡수하고 활용하는 데 어려움이 있음을 의미합니다. 대부분의 이트륨 화합물은 유기체에서 쉽게 흡수되지 않으므로 배설되는 경향이 있습니다.
3. 유기체의 분포 : 유기체에서 한 번, 이트륨은 주로 간, 신장, 비장, 폐 및 뼈와 같은 조직에 분포됩니다. 특히, 뼈는 더 높은 농도의 이트륨을 함유한다.
4. 신진 대사와 배설 : 인체에서 이트륨의 신진 대사는 일반적으로 배설에 의해 유기체를 떠나기 때문에 비교적 제한적이다. 그것의 대부분은 소변을 통해 배설되며, 배변의 형태로 배설 될 수도 있습니다.
독성 : 생체 이용률이 낮기 때문에 Yttrium은 일반적으로 정상적인 유기체에서 유해한 수준으로 축적되지 않습니다. 그러나, 고용량 이트륨 노출은 유기체에 유해한 영향을 미쳐 독성 효과를 유발할 수있다. 이러한 상황은 일반적으로 자연의 이트륨 농도가 일반적으로 낮고 유기체에 널리 사용되거나 노출되지 않기 때문에 거의 발생하지 않습니다. 유기체에서 Yttrium의 생물학적 특성은 주로 미량의 양으로 존재하며 생체 이용률이 낮고 생명에 필요한 요소가되지 않습니다. 정상적인 상황에서 유기체에 명백한 독성 영향을 미치지는 않지만, 고용량 이트륨 노출은 건강 위험을 유발할 수 있습니다. 따라서 과학적 연구와 모니터링은 여전히 YTTRIUM의 안전성 및 생물학적 효과에 중요합니다.
본질적으로 이트륨의 분포
Yttrium은 순수한 원소 형태로는 존재하지 않지만 비교적 널리 분포되는 희토류 요소입니다.
1. 지각에서 발생 : 지각의 yttrium의 풍부함은 상대적으로 낮으며 평균 농도는 약 33 mg/kg입니다. 이것은 yttrium을 희귀 한 요소 중 하나로 만듭니다.
이트륨은 주로 미네랄 형태로, 일반적으로 다른 희토류 요소와 함께 존재합니다. 일부 주요 Yttrium 미네랄에는 Yttrium Iron Garnet (YIG) 및 Yttrium Oxalate (Y2 (C2O4) 3)가 포함됩니다.
2. 지리적 분포 : 이트륨 퇴적물은 전 세계에 분포되어 있지만 일부 지역은 이트륨이 풍부 할 수 있습니다. 호주, 중국, 미국, 미국, 러시아, 캐나다, 인도, 스칸디나비아 등의 일부 주요 Yttrium 퇴적물을 찾을 수 있습니다. 3. 추출 및 처리 : Yttrium 광석이 채굴되면 일반적으로 Yttrium을 추출하고 분리하는 데 화학적 처리가 필요합니다. 이것은 일반적으로 산 침출 및 화학적 분리 공정을 포함하여 고순도 이트륨을 얻습니다.
Yttrium과 같은 희토류 요소는 일반적으로 순수한 요소의 형태로 존재하지 않지만 다른 희토류 요소와 혼합되어 있다는 점에 유의해야합니다. 따라서, 더 높은 순도 이트륨의 추출은 복잡한 화학적 처리 및 분리 공정을 필요로한다. 또한 공급희토류 요소제한적이므로 자원 관리 및 환경 지속 가능성을 고려하는 것도 중요합니다.
이트륨 요소의 채굴, 추출 및 제련
이트륨은 일반적으로 순수한 이트륨의 형태가 아니라 yttrium 광석의 형태로 존재하는 희토류 요소입니다. 다음은 Yttrium 요소의 채굴 및 정제 과정에 대한 자세한 소개입니다.
1. 이트륨 광석의 채굴 :
탐사 : 첫째, 지질 학자와 광업 엔지니어는 이트륨이 포함 된 퇴적물을 찾기 위해 탐사 작업을 수행합니다. 여기에는 일반적으로 지질 연구, 지구 물리학 적 탐사 및 샘플 분석이 포함됩니다. 채굴 : 이트륨을 함유 한 퇴적물이 발견되면 광석이 채굴됩니다. 이들 퇴적물에는 일반적으로 Yttrium Iron Garnet (YIG) 또는 YTTRIUM OXALATE (Y2 (C2O4) 3)와 같은 산화물 광석이 포함됩니다. 광석 크러싱 : 채굴 후 광석은 일반적으로 후속 처리를 위해 더 작은 조각으로 나누어야합니다.
2. yttrium 추출 :화학적 침출 : 분쇄 된 광석은 일반적으로 제련소로 보내지며, 여기서 Yttrium은 화학적 침출을 통해 추출됩니다. 이 과정은 일반적으로 황산과 같은 산성 침출 용액을 사용하여 이트륨을 광석으로부터 용해시킵니다. 분리 : 이트륨이 용해되면 일반적으로 다른 희토류 요소 및 불순물과 혼합됩니다. 더 높은 순도의 이트륨을 추출하기 위해, 일반적으로 용매 추출, 이온 교환 또는 기타 화학 방법을 사용하여 분리 과정이 필요합니다. 강수량 : 이트륨은 적절한 화학 반응을 통해 다른 희토류 원소와 분리되어 순수한 이트륨 화합물을 형성합니다. 건조 및 소환 : 수득 된 이트륨 화합물은 일반적으로 잔류 수분 및 불순물을 제거하기 위해 일반적으로 건조 및 소정되어야하며, 결국 순수한 이트륨 금속 또는 화합물을 얻습니다.
yttrium의 탐지 방법
YTTRIUM에 대한 일반적인 검출 방법은 주로 원자 흡수 분광법 (AAS), 유도 결합 플라즈마 질량 분석법 (ICP-MS), X- 선 형광 분광법 (XRF) 등을 포함합니다.
1. 원자 흡수 분광법 (AAS) :AAS는 용액에서 yttrium 함량을 결정하는 데 적합한 일반적으로 사용되는 정량 분석 방법입니다. 이 방법은 샘플의 표적 요소가 특정 파장의 빛을 흡수 할 때 흡수 현상을 기반으로합니다. 먼저, 샘플은 가스 연소 및 고온 건조와 같은 전처리 단계를 통해 측정 가능한 형태로 변환됩니다. 이어서, 표적 요소의 파장에 상응하는 광을 샘플로 전달하고, 샘플에 의해 흡수되는 광도를 측정하고, 샘플의 YTTRIUM 함량은 공지 된 농도의 표준 YTTRIUM 용액과 비교함으로써 계산된다.
2. 유도 결합 혈장 질량 분석법 (ICP-MS) :ICP-MS는 액체 및 고체 샘플에서 이트륨 함량을 결정하는 데 적합한 매우 민감한 분석 기술입니다. 이 방법은 샘플을 하전 입자로 변환 한 다음 질량 분석을 위해 질량 분석기를 사용합니다. ICP-MS는 넓은 탐지 범위와 고해상도를 가지며 동시에 여러 요소의 내용을 결정할 수 있습니다. Yttrium의 검출을 위해 ICP-MS는 매우 낮은 탐지 한계와 높은 정확도를 제공 할 수 있습니다.
3. X- 선 형광 분광법 (XRF) :XRF는 고체 및 액체 샘플에서 YTTRIUM 함량의 결정에 적합한 비파괴 분석 방법이다. 이 방법은 X- 선으로 샘플 표면을 조사하고 샘플에서 형광 스펙트럼의 특성 피크 강도를 측정함으로써 요소 함량을 결정합니다. XRF는 빠른 속도, 간단한 작동 및 동시에 여러 요소를 결정하는 기능의 장점이 있습니다. 그러나 XRF는 저용 소화기의 분석에서 방해 될 수 있으며, 큰 오류가 발생할 수 있습니다.
4. 유도 결합 플라즈마 광 방출 분광법 (ICP-OES) :유도 결합 플라즈마 광 방출 분광법은 다중 요소 분석에 널리 사용되는 매우 민감하고 선택적 분석 방법입니다. 그것은 샘플을 분무하고 특정 파장과 강도를 측정하기 위해 혈장을 형성합니다. of yttrium분광계의 방출. 위의 방법 외에도 전기 화학적 방법, 분광 광도계 등을 포함하여 YTTRIUM 검출에 일반적으로 사용되는 다른 방법이 있습니다. 적절한 탐지 방법의 선택은 샘플 특성, 필요한 측정 범위 및 검출 정확도 및 검출 정확도 및 검출 정확도와 같은 요인에 따라 다르며, 측정 결과의 정확성 및 신뢰성을 보장하기 위해 품질 제어에 필요한 경우가 종종 필요합니다.
이트륨 원자 흡수 방법의 특정 적용
요소 측정에서, 유도 결합 플라즈마 질량 분석법 (ICP-MS)은 매우 민감하고 다중 요소 분석 기술이며,이 트림을 포함한 요소의 농도를 결정하는 데 종종 사용됩니다. 다음은 ICP-MS에서 yttrium을 테스트하기위한 자세한 프로세스입니다.
1. 샘플 준비 :
샘플은 일반적으로 ICP-MS 분석을 위해 용해되거나 액체 형태로 분산되어야합니다. 이것은 화학 용해, 가열 소화 또는 기타 적절한 준비 방법에 의해 수행 될 수있다.
샘플의 준비는 외부 요소에 의한 오염을 방지하기 위해 매우 깨끗한 조건이 필요합니다. 실험실은 샘플 오염을 피하기 위해 필요한 조치를 취해야합니다.
2. ICP 생성 :
ICP는 아르곤 또는 아르곤-산소 혼합 가스를 폐쇄 된 석영 혈장 토치에 도입하여 생성됩니다. 고주파 유도 커플 링은 강렬한 혈장 불꽃을 생성하며, 이는 분석의 출발점입니다.
혈장의 온도는 섭씨 약 8000 ~ 10000도이며, 이는 샘플의 요소를 이온 상태로 변환하기에 충분히 높습니다.
3. 이온화 및 분리 :샘플이 혈장으로 들어가면 그 요소가 이온화됩니다. 이는 원자가 하나 이상의 전자를 잃어 전하 이온을 형성한다는 것을 의미합니다. ICP-MS는 질량 분석기를 사용하여 일반적으로 질량 대 충전 비율 (m/z)에 의해 다른 원소의 이온을 분리합니다. 이를 통해 다른 요소의 이온을 분리하고 이후에 분석 할 수 있습니다.
4. 질량 분석법 :분리 된 이온은 질량 분석기, 일반적으로 4 중 분광 질량 분석기 또는 자기 주사 질량 분석기로 들어갑니다. 질량 분석기에서, 상이한 원소의 이온은 질량 대 충전 비에 따라 분리되고 검출된다. 이를 통해 각 요소의 존재 및 농도를 결정할 수 있습니다. 유도 결합 플라즈마 질량 분석법의 장점 중 하나는 고해상도이며,이를 통해 여러 요소를 동시에 감지 할 수 있습니다.
5. 데이터 처리 :ICP-MS에 의해 생성 된 데이터는 일반적으로 샘플에서 요소의 농도를 결정하기 위해 처리 및 분석되어야합니다. 여기에는 검출 신호를 알려진 농도 표준과 비교하고 교정 및 보정을 수행하는 것이 포함됩니다.
6. 결과 보고서 :최종 결과는 요소의 농도 또는 질량 백분율로 제시됩니다. 이러한 결과는 지구 과학, 환경 분석, 식품 테스트, 의료 연구 등을 포함한 다양한 응용 분야에서 사용될 수 있습니다.
ICP-MS는 Yttrium을 포함한 다중 요소 분석에 적합한 매우 정확하고 민감한 기술입니다. 그러나 복잡한 계측 및 전문 지식이 필요하므로 일반적으로 실험실 또는 전문 분석 센터에서 수행됩니다. 실제 작업에서는 사이트의 특정 요구에 따라 적절한 측정 방법을 선택해야합니다. 이러한 방법은 실험실 및 산업에서 Ytterbium의 분석 및 탐지에 널리 사용됩니다.
위의 내용을 요약 한 후, 우리는 Yttrium이 고유 한 물리적 및 화학적 특성을 가진 매우 흥미로운 화학 요소라고 결론을 내릴 수 있습니다. 이는 과학 연구 및 응용 분야에서 매우 중요합니다. 우리는 그것을 이해하는 데 약간의 진전을 이루었지만 여전히 추가 연구와 탐구가 필요한 많은 질문이 있습니다. 우리의 소개가 독자 들이이 매혹적인 요소를 더 잘 이해하고 과학에 대한 모든 사람의 사랑과 탐험에 대한 관심을 불러 일으킬 수 있기를 바랍니다.
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