Adakah anda tahu? Proses manusia menemuiyttriumpenuh dengan kelainan dan cabaran. Pada tahun 1787, Sweden Karl Axel Arrhenius secara tidak sengaja menemui bijih hitam yang padat dan berat di sebuah kuari berhampiran kampung halamannya di kampung Ytterby dan menamakannya "Ytterbite". Selepas itu, ramai saintis termasuk Johan Gadolin, Anders Gustav Ekberg, Friedrich Wöhler dan lain-lain menjalankan penyelidikan mendalam mengenai bijih ini.
Pada tahun 1794, ahli kimia Finland Johan Gadolin berjaya memisahkan oksida baru dari bijih ytterbium dan menamakannya yttrium. Ini adalah kali pertama manusia jelas menemui unsur nadir bumi. Walau bagaimanapun, penemuan ini tidak menarik perhatian yang meluas.
Dari masa ke masa, saintis telah menemui unsur -unsur nadir bumi yang lain. Pada tahun 1803, Klaproth Jerman dan Sweden Hitzinger dan Berzelius menemui Cerium. Pada tahun 1839, Sweden Mosander menemuilanthanum. Pada tahun 1843, dia menemui Erbium danTerbium. Penemuan ini menyediakan asas penting untuk penyelidikan saintifik berikutnya.
Tidak sampai akhir abad ke -19 yang saintis berjaya memisahkan elemen "yttrium" dari bijih yttrium. Pada tahun 1885, Austria Wilsbach menemui Neodymium dan Praseodymium. Pada tahun 1886, Bois-Baudran menemuiDysprosium. Penemuan ini terus memperkayakan keluarga besar unsur -unsur nadir bumi.
Selama lebih dari satu abad selepas penemuan yttrium, disebabkan oleh batasan keadaan teknikal, saintis tidak dapat membersihkan unsur ini, yang juga menyebabkan beberapa pertikaian dan kesilapan akademik. Walau bagaimanapun, ini tidak menghalang saintis dari semangat mereka untuk mempelajari Yttrium.
Pada awal abad ke -20, dengan kemajuan sains dan teknologi yang berterusan, para saintis akhirnya dapat membersihkan unsur -unsur nadir bumi. Pada tahun 1901, orang Perancis Eugene de Marseille ditemuiEuropium. Pada tahun 1907-1908, Austria Wilsbach dan Perancis Urbain secara bebas menemui Lutetium. Penemuan ini menyediakan asas penting untuk penyelidikan saintifik berikutnya.
Dalam sains dan teknologi moden, penerapan yttrium menjadi semakin luas. Dengan kemajuan sains dan teknologi yang berterusan, pemahaman dan penerapan yttrium akan menjadi semakin mendalam.
Bidang aplikasi elemen yttrium
1.Kaca optik dan seramik:Yttrium digunakan secara meluas dalam pembuatan kaca optik dan seramik, terutamanya dalam pembuatan seramik telus dan kaca optik. Sebatiannya mempunyai sifat optik yang sangat baik dan boleh digunakan untuk mengeluarkan komponen laser, komunikasi serat optik dan peralatan lain.
2. Fosfor:Sebatian Yttrium memainkan peranan penting dalam fosfor dan boleh memancarkan pendarfluor yang cerah, jadi mereka sering digunakan untuk mengeluarkan skrin TV, monitor dan peralatan pencahayaan.Yttrium oksidadan sebatian lain sering digunakan sebagai bahan luminescent untuk meningkatkan kecerahan dan kejelasan cahaya.
3. Additives aloi: Dalam pengeluaran aloi logam, yttrium sering digunakan sebagai bahan tambahan untuk memperbaiki sifat -sifat mekanikal dan rintangan kakisan logam.Aloi yttriumsering digunakan untuk membuat keluli kekuatan tinggi danaloi aluminium, menjadikan mereka lebih tahan panas dan tahan kakisan.
4. Pemangkin: Sebatian Yttrium memainkan peranan penting dalam beberapa pemangkin dan boleh mempercepatkan kadar tindak balas kimia. Mereka digunakan untuk mengeluarkan peranti pemurnian ekzos kereta dan pemangkin dalam proses pengeluaran perindustrian, membantu mengurangkan pelepasan bahan berbahaya.
5. Teknologi Pencitraan Perubatan: Isotop Yttrium digunakan dalam teknologi pengimejan perubatan untuk menyediakan isotop radioaktif, seperti untuk pelabelan radiopharmaceuticals dan mendiagnosis pengimejan perubatan nuklear.
6. Teknologi laser:Laser ion yttrium adalah laser keadaan pepejal biasa yang digunakan dalam pelbagai penyelidikan saintifik, ubat laser dan aplikasi perindustrian. Pembuatan laser ini memerlukan penggunaan sebatian yttrium tertentu sebagai pengaktifElemen .yttriumDan sebatian mereka memainkan peranan penting dalam sains dan teknologi moden dan industri, yang melibatkan banyak bidang seperti optik, sains bahan, dan perubatan, dan telah memberi sumbangan positif kepada kemajuan dan perkembangan masyarakat manusia.
Sifat fizikal yttrium
Nombor atomyttriumadalah 39 dan simbol kimianya Y.
1. Penampilan:Yttrium adalah logam putih keperakan.
2. Ketumpatan:Ketumpatan yttrium adalah 4.47 g/cm3, yang menjadikannya salah satu unsur yang agak berat di kerak bumi.
3. Titik lebur:Titik lebur yttrium adalah 1522 darjah Celsius (2782 darjah Fahrenheit), yang merujuk kepada suhu di mana Yttrium berubah dari pepejal ke cecair di bawah keadaan terma.
4. Titik mendidih:Titik mendidih yttrium adalah 3336 darjah Celsius (6037 darjah Fahrenheit), yang merujuk kepada suhu di mana Yttrium berubah dari cecair ke gas di bawah keadaan terma.
5. Fasa:Pada suhu bilik, yttrium berada dalam keadaan pepejal.
6. kekonduksian:Yttrium adalah konduktor elektrik yang baik dengan kekonduksian yang tinggi, jadi ia mempunyai aplikasi tertentu dalam teknologi pembuatan dan litar peranti elektronik.
7. Magnetisme:Yttrium adalah bahan paramagnet pada suhu bilik, yang bermaksud bahawa ia tidak mempunyai tindak balas magnet yang jelas terhadap medan magnet.
8. Struktur Kristal: Yttrium wujud dalam struktur kristal yang penuh dengan heksagon.
9. Jumlah atom:Jumlah atom yttrium adalah 19.8 sentimeter padu per mol, yang merujuk kepada jumlah yang diduduki oleh satu mol atom yttrium.
Yttrium adalah elemen logam dengan ketumpatan yang agak tinggi dan titik lebur, dan mempunyai kekonduksian yang baik, jadi ia mempunyai aplikasi penting dalam elektronik, sains bahan dan bidang lain. Pada masa yang sama, yttrium juga merupakan elemen yang jarang berlaku, yang memainkan peranan penting dalam beberapa teknologi canggih dan aplikasi perindustrian.
Sifat kimia yttrium
1. Simbol Kimia dan Kumpulan: Simbol kimia yttrium adalah y, dan ia terletak pada tempoh kelima jadual berkala, kumpulan ketiga, yang sama dengan unsur -unsur lanthanide.
2. Struktur Elektronik: Struktur elektronik yttrium adalah 1S² 2S² 2P⁶ 3S² 3P⁶ 3D¹⁰ 4S² 4P⁶ 4D¹⁰ 4F¹⁴ 5S². Dalam lapisan elektron luar, yttrium mempunyai dua elektron valensi.
3. Negeri Valence: Yttrium biasanya menunjukkan keadaan valensi +3, yang merupakan keadaan valensi yang paling biasa, tetapi ia juga dapat menunjukkan keadaan valensi +2 dan +1.
4. Reaktiviti: Yttrium adalah logam yang agak stabil, tetapi ia secara beransur -ansur akan mengoksida apabila terdedah kepada udara, membentuk lapisan oksida di permukaan. Ini menyebabkan Yttrium kehilangan kilauannya. Untuk melindungi yttrium, ia biasanya disimpan dalam persekitaran yang kering.
5. Reaksi dengan oksida: Yttrium bertindak balas dengan oksida untuk membentuk pelbagai sebatian, termasukyttrium oksida(Y2O3). Yttrium oksida sering digunakan untuk membuat fosfor dan seramik.
6. ** Reaksi dengan asid **: Yttrium boleh bertindak balas dengan asid kuat untuk menghasilkan garam yang sepadan, sepertiyttrium chloride (Ycl3) atauyttrium sulfate (Y2 (SO4) 3).
7. Reaksi dengan air: Yttrium tidak bertindak balas secara langsung dengan air di bawah keadaan normal, tetapi pada suhu tinggi, ia boleh bertindak balas dengan wap air untuk menghasilkan hidrogen dan yttrium oksida.
8. Reaksi dengan sulfida dan karbida: Yttrium boleh bertindak balas dengan sulfida dan karbida untuk membentuk sebatian yang sepadan seperti yttrium sulfida (Ys) dan yttrium karbida (Yc2). 9. Isotop: Yttrium mempunyai pelbagai isotop, yang paling stabil adalah Yttrium-89 (^89y), yang mempunyai separuh hayat yang panjang dan digunakan dalam ubat nuklear dan pelabelan isotop.
Yttrium adalah elemen logam yang agak stabil dengan pelbagai keadaan valensi dan keupayaan untuk bertindak balas dengan unsur -unsur lain untuk membentuk sebatian. Ia mempunyai pelbagai aplikasi dalam optik, sains bahan, perubatan, dan industri, terutamanya dalam fosfor, pembuatan seramik, dan teknologi laser.
Sifat biologi yttrium
Sifat biologi dariyttriumDalam organisma hidup agak terhad.
1. Kehadiran dan Pengingesan: Walaupun yttrium bukanlah elemen yang penting untuk kehidupan, jumlah jejak yttrium boleh didapati di alam, termasuk tanah, batu, dan air. Organisma boleh menelan jumlah yttrium melalui rantaian makanan, biasanya dari tanah dan tumbuh -tumbuhan.
2. Bioavailabiliti: Bioavailabiliti yttrium agak rendah, yang bermaksud bahawa organisma umumnya mengalami kesukaran menyerap dan menggunakan yttrium dengan berkesan. Sebilangan besar sebatian yttrium tidak mudah diserap dalam organisma, jadi mereka cenderung dikumuhkan.
3. Pengagihan dalam organisma: Sekali dalam organisma, yttrium terutamanya diedarkan dalam tisu seperti hati, buah pinggang, limpa, paru -paru, dan tulang. Khususnya, tulang mengandungi kepekatan yttrium yang lebih tinggi.
4. Metabolisme dan perkumuhan: metabolisme yttrium dalam tubuh manusia agak terhad kerana ia biasanya meninggalkan organisma dengan perkumuhan. Kebanyakannya dikeluarkan melalui air kencing, dan ia juga boleh dikeluarkan dalam bentuk pembuangan air.
5. Ketoksikan: Oleh kerana bioavailabiliti yang rendah, yttrium biasanya tidak terkumpul ke tahap berbahaya dalam organisma biasa. Walau bagaimanapun, pendedahan yttrium dos tinggi mungkin mempunyai kesan berbahaya terhadap organisma, yang membawa kepada kesan toksik. Keadaan ini biasanya berlaku jarang kerana kepekatan yttrium dalam alam biasanya rendah dan ia tidak digunakan secara meluas atau terdedah kepada organisma. Ciri -ciri biologi yttrium dalam organisma terutamanya ditunjukkan dalam kehadirannya dalam jumlah jejak, bioavailabiliti yang rendah, dan tidak menjadi unsur yang diperlukan untuk kehidupan. Walaupun ia tidak mempunyai kesan toksik yang jelas terhadap organisma di bawah keadaan biasa, pendedahan yttrium dos tinggi boleh menyebabkan bahaya kesihatan. Oleh itu, penyelidikan dan pemantauan saintifik masih penting untuk kesan keselamatan dan biologi yttrium.
Pengagihan yttrium
Yttrium adalah elemen nadir bumi yang agak diedarkan secara meluas, walaupun ia tidak wujud dalam bentuk unsur tulen.
1. Kejadian di kerak bumi: kelimpahan yttrium di kerak bumi agak rendah, dengan kepekatan purata kira -kira 33 mg/kg. Ini menjadikan yttrium salah satu unsur yang jarang berlaku.
Yttrium terutamanya wujud dalam bentuk mineral, biasanya bersama -sama dengan unsur -unsur nadir bumi yang lain. Beberapa mineral yttrium utama termasuk garnet besi yttrium (Yig) dan yttrium oxalate (Y2 (C2O4) 3).
2. Pengedaran Geografi: Deposit Yttrium diedarkan di seluruh dunia, tetapi beberapa kawasan mungkin kaya dengan Yttrium. Beberapa deposit yttrium utama boleh didapati di kawasan berikut: Australia, China, Amerika Syarikat, Rusia, Kanada, India, Scandinavia, dan sebagainya. Ini biasanya melibatkan proses pelarut asid dan pemisahan kimia untuk mendapatkan yttrium kemelut tinggi.
Adalah penting untuk diperhatikan bahawa unsur -unsur nadir bumi seperti yttrium biasanya tidak wujud dalam bentuk unsur -unsur murni, tetapi dicampur dengan unsur -unsur nadir bumi yang lain. Oleh itu, pengekstrakan yttrium kesucian yang lebih tinggi memerlukan proses pemprosesan kimia dan pemisahan yang kompleks. Di samping itu, bekalanunsur -unsur nadir bumiadalah terhad, jadi pertimbangan pengurusan sumber dan kelestarian alam sekitar juga penting.
Perlombongan, pengekstrakan dan peleburan elemen yttrium
Yttrium adalah elemen nadir bumi yang biasanya tidak wujud dalam bentuk yttrium tulen, tetapi dalam bentuk bijih yttrium. Berikut adalah pengenalan terperinci mengenai proses perlombongan dan penapisan elemen yttrium:
1. Perlombongan bijih yttrium:
Eksplorasi: Pertama, ahli geologi dan jurutera perlombongan menjalankan kerja penerokaan untuk mencari deposit yang mengandungi yttrium. Ini biasanya melibatkan kajian geologi, penerokaan geofizik, dan analisis sampel. Perlombongan: Sebaik sahaja deposit yang mengandungi yttrium ditemui, bijih ditambang. Deposit ini biasanya termasuk bijih oksida seperti garnet besi yttrium (Yig) atau yttrium oxalate (Y2 (C2O4) 3). ORE CRUSHING: Selepas perlombongan, bijih biasanya perlu dipecah menjadi kepingan yang lebih kecil untuk pemprosesan berikutnya.
2. Mengekstrak yttrium:Leaching Chemical: Bijih yang dihancurkan biasanya dihantar ke smelter, di mana yttrium diekstrak melalui larutan kimia. Proses ini biasanya menggunakan larutan larutan asid, seperti asid sulfurik, untuk membubarkan yttrium dari bijih. Pemisahan: Sebaik sahaja yttrium dibubarkan, ia biasanya dicampur dengan unsur -unsur dan kekotoran bumi yang lain. Untuk mengekstrak yttrium kesucian yang lebih tinggi, proses pemisahan diperlukan, biasanya menggunakan pengekstrakan pelarut, pertukaran ion atau kaedah kimia lain. Pemendakan: Yttrium dipisahkan dari unsur -unsur nadir bumi yang lain melalui tindak balas kimia yang sesuai untuk membentuk sebatian yttrium tulen. Pengeringan dan Kalkinasi: Sebatian yttrium yang diperoleh biasanya perlu dikeringkan dan dikalkulasikan untuk menghilangkan sebarang kelembapan dan kekotoran sisa untuk akhirnya mendapatkan logam atau sebatian yttrium tulen.
Kaedah pengesanan yttrium
Kaedah pengesanan umum untuk yttrium terutamanya termasuk spektroskopi penyerapan atom (AAS), spektrometri massa plasma yang digabungkan secara induktif (ICP-MS), spektroskopi pendarfluor sinar-X (XRF), dan lain-lain.
1. Spektroskopi Penyerapan Atom (AAS):AAS adalah kaedah analisis kuantitatif yang biasa digunakan untuk menentukan kandungan yttrium dalam larutan. Kaedah ini didasarkan pada fenomena penyerapan apabila elemen sasaran dalam sampel menyerap cahaya panjang gelombang tertentu. Pertama, sampel ditukar menjadi bentuk yang boleh diukur melalui langkah-langkah pretreatment seperti pembakaran gas dan pengeringan suhu tinggi. Kemudian, cahaya yang sepadan dengan panjang gelombang elemen sasaran diluluskan ke dalam sampel, intensiti cahaya yang diserap oleh sampel diukur, dan kandungan yttrium dalam sampel dikira dengan membandingkannya dengan larutan yttrium standard kepekatan yang diketahui.
2. Spektrometri massa plasma yang ditambah secara induktif (ICP-MS):ICP-MS adalah teknik analisis yang sangat sensitif yang sesuai untuk menentukan kandungan yttrium dalam sampel cecair dan pepejal. Kaedah ini menukarkan sampel ke dalam zarah yang dikenakan dan kemudian menggunakan spektrometer massa untuk analisis massa. ICP-MS mempunyai julat pengesanan yang luas dan resolusi tinggi, dan dapat menentukan kandungan pelbagai elemen pada masa yang sama. Untuk pengesanan yttrium, ICP-MS boleh memberikan had pengesanan yang sangat rendah dan ketepatan yang tinggi.
3. Spektrometri pendarfluor sinar-X (XRF):XRF adalah kaedah analisis yang tidak merosakkan yang sesuai untuk penentuan kandungan yttrium dalam sampel pepejal dan cecair. Kaedah ini menentukan kandungan elemen dengan menyinari permukaan sampel dengan x-ray dan mengukur intensiti puncak ciri spektrum pendarfluor dalam sampel. XRF mempunyai kelebihan kelajuan cepat, operasi mudah, dan keupayaan untuk menentukan pelbagai elemen pada masa yang sama. Walau bagaimanapun, XRF boleh diganggu dalam analisis yttrium rendah kandungan, mengakibatkan kesilapan besar.
4. Spektrometri pelepasan optik plasma secara induktif (ICP-OES):Spektrometri pelepasan optik plasma secara induktif adalah kaedah analisis yang sangat sensitif dan selektif yang digunakan secara meluas dalam analisis pelbagai elemen. Ia mengukuhkan sampel dan membentuk plasma untuk mengukur panjang gelombang dan intensiti tertentu of yttriumpelepasan dalam spektrometer. Sebagai tambahan kepada kaedah di atas, terdapat kaedah lain yang biasa digunakan untuk pengesanan yttrium, termasuk kaedah elektrokimia, spektrofotometri, dan lain -lain. Pemilihan kaedah pengesanan yang sesuai bergantung kepada faktor -faktor seperti sifat sampel, jarak pengukuran yang diperlukan dan ketepatan pengesanan, dan piawaian penentukuran sering diperlukan untuk kawalan kualiti untuk memastikan ketepatan dan ketepatan pengukuran.
Aplikasi khusus kaedah penyerapan atom yttrium
Dalam pengukuran elemen, spektrometri massa plasma yang digabungkan secara induktif (ICP-MS) adalah teknik analisis yang sangat sensitif dan pelbagai elemen, yang sering digunakan untuk menentukan kepekatan unsur-unsur, termasuk yttrium. Berikut adalah proses terperinci untuk menguji yttrium dalam ICP-MS:
1. Penyediaan Sampel:
Sampel biasanya perlu dibubarkan atau tersebar ke dalam bentuk cecair untuk analisis ICP-MS. Ini boleh dilakukan oleh pembubaran kimia, pemanasan pencernaan atau kaedah penyediaan yang sesuai.
Penyediaan sampel memerlukan keadaan yang sangat bersih untuk mencegah pencemaran oleh mana -mana elemen luaran. Makmal perlu mengambil langkah yang diperlukan untuk mengelakkan pencemaran sampel.
2. Generasi ICP:
ICP dihasilkan dengan memperkenalkan gas bercampur argon atau argon-oksigen ke dalam obor plasma kuarza tertutup. Gandingan induktif frekuensi tinggi menghasilkan api plasma yang sengit, yang merupakan titik permulaan analisis.
Suhu plasma adalah kira -kira 8000 hingga 10000 darjah Celsius, yang cukup tinggi untuk menukar unsur -unsur dalam sampel ke dalam keadaan ionik.
3. Pengionan dan Pemisahan:Sebaik sahaja sampel memasuki plasma, unsur -unsur di dalamnya diionkan. Ini bermakna atom kehilangan satu atau lebih elektron, membentuk ion yang dikenakan. ICP-MS menggunakan spektrometer massa untuk memisahkan ion unsur-unsur yang berbeza, biasanya dengan nisbah massa-ke-caj (m/z). Ini membolehkan ion unsur -unsur yang berbeza dipisahkan dan seterusnya dianalisis.
4. Spektrometri Massa:Ion yang dipisahkan memasuki spektrometer massa, biasanya spektrometer massa quadrupole atau spektrometer jisim pengimbasan magnet. Dalam spektrometer massa, ion-ion unsur-unsur yang berbeza dipisahkan dan dikesan mengikut nisbah massa mereka. Ini membolehkan kehadiran dan kepekatan setiap elemen ditentukan. Salah satu kelebihan spektrometri massa plasma yang digabungkan secara induktif adalah resolusi tinggi, yang membolehkannya mengesan pelbagai elemen secara serentak.
5. Pemprosesan Data:Data yang dihasilkan oleh ICP-MS biasanya perlu diproses dan dianalisis untuk menentukan kepekatan unsur-unsur dalam sampel. Ini termasuk membandingkan isyarat pengesanan kepada piawaian kepekatan yang diketahui, dan melakukan penentukuran dan pembetulan.
6. Laporan hasil:Hasil akhir dibentangkan sebagai kepekatan atau peratusan massa elemen. Keputusan ini boleh digunakan dalam pelbagai aplikasi, termasuk sains bumi, analisis alam sekitar, ujian makanan, penyelidikan perubatan, dll.
ICP-MS adalah teknik yang sangat tepat dan sensitif yang sesuai untuk analisis pelbagai elemen, termasuk yttrium. Walau bagaimanapun, ia memerlukan instrumentasi dan kepakaran yang kompleks, jadi biasanya dilakukan di makmal atau pusat analisis profesional. Dalam kerja sebenar, adalah perlu untuk memilih kaedah pengukuran yang sesuai mengikut keperluan khusus tapak. Kaedah ini digunakan secara meluas dalam analisis dan pengesanan ytterbium dalam makmal dan industri.
Selepas meringkaskan perkara di atas, kita dapat menyimpulkan bahawa yttrium adalah elemen kimia yang sangat menarik dengan sifat fizikal dan kimia yang unik, yang sangat penting dalam bidang penyelidikan dan aplikasi saintifik. Walaupun kami telah membuat beberapa kemajuan dalam pemahaman kami, masih terdapat banyak soalan yang memerlukan penyelidikan dan penerokaan lanjut. Saya berharap bahawa pengenalan kami dapat membantu pembaca lebih memahami elemen menarik ini dan memberi inspirasi kepada semua orang untuk sains dan minat dalam penerokaan.
Untuk maklumat lanjut, silaHubungi kamidi bawah:
Tel & Whats: 008613524231522
Email:Sales@shxlchem.com
Masa Post: Nov-28-2024