Wist je dat? Het proces van mensen ontdekkenyttriumwas vol wendingen en uitdagingen. In 1787 ontdekte de Zweed Karl Axel Arrhenius per ongeluk een dichte en zware zwarte erts in een steengroeve in de buurt van zijn woonplaats van Ytterby Village en noemde het "Ytterbite". Daarna voerden veel wetenschappers, waaronder Johan Gadolin, Anders Gustav Ekberg, Friedrich Wöhler en anderen, diepgaand onderzoek naar dit erts.
In 1794 scheidde de Finse chemicus Johan Gadolin met succes een nieuw oxide van ytterbium erts en noemde het yttrium. Dit was de eerste keer dat mensen duidelijk een zeldzaam aardelement ontdekten. Deze ontdekking trok echter niet onmiddellijk wijdverbreide aandacht.
In de loop van de tijd hebben wetenschappers andere zeldzame aardelementen ontdekt. In 1803 ontdekten de Duitse Klaproth en de Zweden Hitzinger en Berzelius Cerium. In 1839 ontdekte de Zweed Mosanderlanthaan. In 1843 ontdekte hij erbium enterbium. Deze ontdekkingen vormden een belangrijke basis voor daaropvolgend wetenschappelijk onderzoek.
Pas het einde van de 19e eeuw scheidden wetenschappers met succes het element "yttrium" van yttriumerts. In 1885 ontdekte de Oostenrijkse Wilsbach Neodymium en Praseodymium. In 1886 ontdekte Bois-Baudrandysprosium. Deze ontdekkingen verrijkten verder de grote familie van zeldzame aardelementen.
Al meer dan een eeuw na de ontdekking van yttrium hebben wetenschappers vanwege de beperkingen van technische omstandigheden dit element niet kunnen zuiveren, wat ook enkele academische geschillen en fouten heeft veroorzaakt. Dit weerhield wetenschappers echter niet van hun enthousiasme voor het bestuderen van yttrium.
In het begin van de 20e eeuw, met de voortdurende vooruitgang van wetenschap en technologie, begonnen wetenschappers eindelijk in staat te zijn om zeldzame aardelementen te zuiveren. In 1901 ontdekte Fransman Eugene de Marseilleeuropium. In 1907-1908 ontdekten de Oostenrijkse Wilsbach en Fransman Urbain onafhankelijk Lutetium. Deze ontdekkingen vormden een belangrijke basis voor daaropvolgend wetenschappelijk onderzoek.
In de moderne wetenschap en technologie wordt de toepassing van yttrium steeds uitgebreider. Met de voortdurende vooruitgang van wetenschap en technologie zal ons begrip en toepassing van YTTRium steeds diepgaand worden.
Toepassingsvelden van Yttrium -element
1.Optisch glas en keramiek:Yttrium wordt veel gebruikt bij de productie van optisch glas en keramiek, voornamelijk bij de vervaardiging van transparant keramiek en optisch glas. De verbindingen hebben uitstekende optische eigenschappen en kunnen worden gebruikt om componenten van lasers, glasvezelcommunicatie en andere apparatuur te produceren.
2. Fosforen:Yttriumverbindingen spelen een belangrijke rol in fosforen en kunnen heldere fluorescentie uitstoten, zodat ze vaak worden gebruikt om tv -schermen, monitoren en verlichtingsapparatuur te produceren.Yttriumoxideen andere verbindingen worden vaak gebruikt als luminescerende materialen om de helderheid en de helderheid van het licht te verbeteren.
3. Legering additieven: Bij de productie van metaallegeringen wordt yttrium vaak gebruikt als additief om de mechanische eigenschappen en corrosieweerstand van metalen te verbeteren.Yttriumlegeringenworden vaak gebruikt om staal met hoge sterkte te maken enaluminiumlegeringen, waardoor ze meer warmtebestendig en corrosiebestendig zijn.
4. Katalysatoren: Yttriumverbindingen spelen een belangrijke rol in sommige katalysatoren en kunnen de snelheid van chemische reacties versnellen. Ze worden gebruikt om uitlaatzuiveringsapparatuur voor auto's en katalysatoren in industriële productieprocessen te produceren, waardoor de emissie van schadelijke stoffen wordt verminderd.
5. Medische beeldvormingstechnologie: YTTRIUM -isotopen worden gebruikt in medische beeldvormingstechnologie om radioactieve isotopen te bereiden, zoals voor het labelen van radiofarmaceuticals en het diagnosticeren van nucleaire medische beeldvorming.
6. Lasertechnologie:Yttriumion-lasers zijn een veel voorkomende laser met vaste toestand die wordt gebruikt in verschillende wetenschappelijk onderzoek, lasergeneeskunde en industriële toepassingen. De productie van deze lasers vereist het gebruik van bepaalde yttriumverbindingen als activatoren.Yttrium -elementenen hun verbindingen spelen een belangrijke rol in de moderne wetenschap en technologie en industrie, waarbij vele gebieden betrokken zijn, zoals optica, materiaalwetenschappen en geneeskunde, en hebben positieve bijdragen geleverd aan de vooruitgang en ontwikkeling van de menselijke samenleving.
Fysieke eigenschappen van yttrium
Het atoomnummer vanyttriumis 39 en het chemische symbool is Y.
1. Uiterlijk:Yttrium is een zilverwitje metaal.
2. Dichtheid:De dichtheid van yttrium is 4,47 g/cm3, waardoor het een van de relatief zware elementen in de korst van de aarde is.
3. Smeltpunt:Het smeltpunt van yttrium is 1522 graden Celsius (2782 graden Fahrenheit), die verwijst naar de temperatuur waarbij yttrium verandert van een vaste stof in een vloeistof onder thermische omstandigheden.
4. Kookpunt:Het kookpunt van yttrium is 3336 graden Celsius (6037 graden Fahrenheit), die verwijst naar de temperatuur waarbij yttrium verandert van een vloeistof in een gas onder thermische omstandigheden.
5. Fase:Bij kamertemperatuur bevindt Yttrium zich in een vaste toestand.
6. Geleidbaarheid:Yttrium is een goede geleider van elektriciteit met een hoge geleidbaarheid, dus het heeft bepaalde toepassingen in de productie- en circuittechnologie van elektronische apparaten.
7. Magnetisme:Yttrium is een paramagnetisch materiaal bij kamertemperatuur, wat betekent dat het geen duidelijke magnetische respons op magnetische velden heeft.
8. Kristalstructuur: Yttrium bestaat in een zeshoekige kristalstructuur.
9. Atomisch volume:Het atomaire volume yttrium is 19,8 kubieke centimeter per mol, dat verwijst naar het volume dat wordt bezet door één mol yttriumatomen.
Yttrium is een metaalelement met een relatief hoge dichtheid en smeltpunt en heeft een goede geleidbaarheid, dus het heeft belangrijke toepassingen in elektronica, materiaalwetenschappen en andere gebieden. Tegelijkertijd is yttrium ook een relatief algemeen zeldzaam element, dat een belangrijke rol speelt in sommige geavanceerde technologieën en industriële toepassingen.
Chemische eigenschappen van yttrium
1. Chemisch symbool en groep: het chemische symbool van yttrium is y, en het bevindt zich in de vijfde periode van het periodiek systeem, de derde groep, die vergelijkbaar is met de lanthanide -elementen.
2. Elektronische structuur: de elektronische structuur van yttrium is 1S² 2S² 2P⁶ 3S² 3P⁶ 3D¹⁰ 4S² 4P⁶ 4d¹⁰ 4F¹⁴ 5S². In de buitenste elektronenlaag heeft yttrium twee valentie -elektronen.
3. Valence -toestand: yttrium vertoont meestal een valentietoestand van +3, wat de meest voorkomende valentietoestand is, maar het kan ook valentietoestanden van +2 en +1 vertonen.
4. Reactiviteit: yttrium is een relatief stabiel metaal, maar het zal geleidelijk oxideren bij blootstelling aan lucht, waardoor een oxidelaag op het oppervlak wordt gevormd. Dit zorgt ervoor dat yttrium zijn glans verliest. Om yttrium te beschermen, wordt het meestal opgeslagen in een droge omgeving.
5. Reactie met oxiden: yttrium reageert met oxiden om verschillende verbindingen te vormen, waaronderyttriumoxide(Y2O3). Yttriumoxide wordt vaak gebruikt om fosforen en keramiek te maken.
6. ** Reactie met zuren **: yttrium kan reageren met sterke zuren om overeenkomstige zouten te produceren, zoalsyttriumchloride (YCL3) ofyttriumsulfaat (Y2 (SO4) 3).
7. Reactie met water: yttrium reageert niet direct met water onder normale omstandigheden, maar bij hoge temperaturen kan het reageren met waterdamp om waterstof en yttriumoxide te produceren.
8. Reactie met sulfiden en carbiden: yttrium kan reageren met sulfiden en carbiden om overeenkomstige verbindingen zoals yttriumsulfide (YS) en yttriumcarbide (YC2) te vormen. 9. Isotopen: Yttrium heeft meerdere isotopen, waarvan de meest stabiele daarvan YTTRIUM-89 (^89Y) is, die een lange halfwaardetijd heeft en wordt gebruikt in nucleaire geneeskunde en isotoopetikettering.
Yttrium is een relatief stabiel metaalelement met meerdere valentietoestanden en het vermogen om te reageren met andere elementen om verbindingen te vormen. Het heeft een breed scala aan toepassingen in optica, materiaalwetenschappen, geneeskunde en industrie, vooral in fosforen, keramische productie en lasertechnologie.
Biologische eigenschappen van yttrium
De biologische eigenschappen vanyttriumIn levende organismen zijn relatief beperkt.
1. Aanwezigheid en inname: hoewel yttrium geen element is dat essentieel is voor het leven, kunnen sporenhoeveelheden yttrium in de natuur worden gevonden, inclusief grond, rotsen en water. Organismen kunnen sporenhoeveelheden yttrium innemen door de voedselketen, meestal van grond en planten.
2. Bio -beschikbaarheid: de biologische beschikbaarheid van yttrium is relatief laag, wat betekent dat organismen over het algemeen moeite hebben om yttrium effectief te absorberen en te gebruiken. De meeste yttriumverbindingen zijn niet gemakkelijk geabsorbeerd in organismen, dus ze worden meestal uitgescheiden.
3. Distributie in organismen: eenmaal in een organisme wordt yttrium voornamelijk verdeeld in weefsels zoals de lever, nier, milt, longen en botten. In het bijzonder bevatten botten hogere concentraties yttrium.
4. Metabolisme en uitscheiding: het metabolisme van yttrium in het menselijk lichaam is relatief beperkt omdat het meestal het organisme verlaat door uitscheiding. Het meeste wordt uitgescheiden door urine en het kan ook worden uitgescheiden in de vorm van ontlasting.
5. Toxiciteit: vanwege de lage biologische beschikbaarheid accumuleert yttrium meestal niet naar schadelijke niveaus in normale organismen. Hoge dosis YTTRIUM-blootstelling kan echter schadelijke effecten hebben op organismen, wat leidt tot toxische effecten. Deze situatie treedt meestal zelden op omdat de yttriumconcentraties in de natuur meestal laag zijn en deze niet op grote schaal wordt gebruikt of blootgesteld aan organismen. Hoewel het geen duidelijke toxische effecten op organismen heeft onder normale omstandigheden, kan blootstelling aan hoge dosis YTTRium gezondheidsrisico's veroorzaken. Daarom zijn wetenschappelijk onderzoek en monitoring nog steeds belangrijk voor de veiligheid en biologische effecten van yttrium.
Verdeling van yttrium in de natuur
Yttrium is een zeldzaam aardelement dat relatief breed is verdeeld in de natuur, hoewel het niet bestaat in pure elementaire vorm.
1. Optreden in de aardkorst: de overvloed aan yttrium in de aardkorst is relatief laag, met een gemiddelde concentratie van ongeveer 33 mg/kg. Dit maakt Yttrium een van de zeldzame elementen.
Yttrium bestaat voornamelijk in de vorm van mineralen, meestal samen met andere zeldzame aardelementen. Sommige belangrijke yttrium -mineralen omvatten yttrium -ijzeren granaat (yig) en yttriumoxalaat (Y2 (C2O4) 3).
2. Geografische verdeling: Yttrium -afzettingen worden over de hele wereld verdeeld, maar sommige gebieden kunnen rijk zijn aan yttrium. Sommige belangrijke Yttrium -deposito's zijn te vinden in de volgende regio's: Australië, China, Verenigde Staten, Rusland, Canada, India, Scandinavië, enz. 3. Extractie en verwerking: zodra het YTTRIUM -erts is gedolven, is chemische verwerking meestal nodig om het YTTRium te extraheren en te scheiden. Dit omvat meestal zure uitloging en chemische scheidingsprocessen om hoog zuiver yttrium te verkrijgen.
Het is belangrijk op te merken dat zeldzame aardelementen zoals yttrium meestal niet bestaan in de vorm van pure elementen, maar worden gemengd met andere zeldzame aardelementen. Daarom vereist de extractie van hogere zuiverheid yttrium complexe chemische verwerking- en scheidingsprocessen. Bovendien is het aanbod vanZeldzame aardelementenis beperkt, dus de overweging van hun hulpbronnenbeheer en milieuduurzaamheid is ook belangrijk.
Mijnbouw, extractie en smelt van yttrium -element
Yttrium is een zeldzaam aardelement dat meestal niet bestaat in de vorm van puur yttrium, maar in de vorm van yttriumerts. Het volgende is een gedetailleerde inleiding tot het mijnbouw- en raffinageproces van Yttrium -element:
1. Mijnbouw van yttriumerts:
Verkenning: ten eerste voeren geologen en mijningenieurs exploratiewerk uit om afzettingen te vinden die yttrium bevatten. Dit omvat meestal geologische studies, geofysische exploratie en monsteranalyse. Mijnbouw: zodra een afzetting met yttrium is gevonden, wordt het erts gedolven. Deze afzettingen omvatten meestal oxide -ertsen zoals yttrium ijzergranaat (YIG) of yttriumoxalaat (Y2 (C2O4) 3). Erts verpletteren: na mijnbouw moet het erts meestal worden onderverdeeld in kleinere stukken voor latere verwerking.
2. Yttrium extraheren:Chemisch uitloging: het gemalen erts wordt meestal naar een smelterij gestuurd, waarbij yttrium wordt geëxtraheerd door chemisch uitloging. Dit proces maakt meestal gebruik van een zure uitloogoplossing, zoals zwavelzuur, om het yttrium van het erts op te lossen. Scheiding: zodra yttrium is opgelost, wordt het meestal gemengd met andere zeldzame aardelementen en onzuiverheden. Om het yttrium van hogere zuiverheid te extraheren, is een scheidingsproces vereist, meestal met behulp van oplosmiddelextractie, ionenuitwisseling of andere chemische methoden. Neerslag: yttrium wordt gescheiden van andere zeldzame aardelementen door geschikte chemische reacties om zuivere yttriumverbindingen te vormen. Drogen en calcineren: de verkregen yttriumverbindingen moeten meestal worden gedroogd en gecalcineerd om resterende vocht en onzuiverheden te verwijderen om uiteindelijk zuiver yttriummetaal of verbindingen te verkrijgen.
Detectiemethoden van yttrium
Gemeenschappelijke detectiemethoden voor yttrium omvatten voornamelijk atoomabsorptiespectroscopie (AAS), inductief gekoppelde plasma-massaspectrometrie (ICP-MS), röntgenfluorescentiespectroscopie (XRF), enz.
1. Atoomabsorptiespectroscopie (AAS):AAS is een veelgebruikte kwantitatieve analysemethode die geschikt is voor het bepalen van het yttriumgehalte in oplossing. Deze methode is gebaseerd op het absorptiefenomeen wanneer het doelelement in het monster licht van een specifieke golflengte absorbeert. Eerst wordt het monster omgezet in een meetbare vorm door voorbehandelingsstappen zoals gasverbranding en drogen op hoge temperatuur. Vervolgens wordt het licht dat overeenkomt met de golflengte van het doelelement in het monster geleid, de door het monster geabsorbeerde lichtintensiteit wordt gemeten en wordt het yttriumgehalte in het monster berekend door het te vergelijken met een standaard yttrium -oplossing met bekende concentratie.
2. Inductief gekoppelde plasmasassaspectrometrie (ICP-MS):ICP-MS is een zeer gevoelige analytische techniek die geschikt is voor het bepalen van het yttriumgehalte in vloeibare en vaste monsters. Deze methode converteert het monster in geladen deeltjes en gebruikt vervolgens een massaspectrometer voor massa -analyse. ICP-MS heeft een breed detectiebereik en een hoge resolutie en kan de inhoud van meerdere elementen tegelijkertijd bepalen. Voor de detectie van yttrium kan ICP-MS zeer lage detectielimieten en hoge nauwkeurigheid bieden.
3. Röntgenfluorescentiespectrometrie (XRF):XRF is een niet-destructieve analytische methode die geschikt is voor de bepaling van het yttriumgehalte in vaste en vloeibare monsters. Deze methode bepaalt het elementgehalte door het oppervlak van het monster met röntgenstralen te bestralen en de karakteristieke piekintensiteit van het fluorescentiespectrum in het monster te meten. XRF heeft de voordelen van snelle snelheid, eenvoudige werking en de mogelijkheid om meerdere elementen tegelijkertijd te bepalen. XRF kan echter worden verstoord bij de analyse van yttrium met weinig inhoud, wat resulteert in grote fouten.
4. Inductief gekoppelde Plasma Optical Emission Spectrometry (ICP-OES):Inductief gekoppelde Plasma-optische emissiespectrometrie is een zeer gevoelige en selectieve analytische methode die veel wordt gebruikt bij multi-elementenanalyse. Het verstuurt het monster en vormt een plasma om de specifieke golflengte en intensiteit te meten Of yttriumemissie in de spectrometer. Naast de bovenstaande methoden zijn er andere veelgebruikte methoden voor yttrium -detectie, inclusief elektrochemische methode, spectrofotometrie, enz. De selectie van een geschikte detectiemethode hangt af van factoren zoals monstereigenschappen, vereiste meetbereik en detectienauwkeurigheid en kalibratiestandaarden zijn vaak vereist voor kwaliteitscontrole om de kwaliteitscontrole te waarborgen voor de kwaliteitscontrole om de kwaliteitscontrole te waarborgen om de kwaliteitscontrole en betrouwbaarheid van de meetresultaten te waarborgen.
Specifieke toepassing van yttrium -atoomabsorptiemethode
Bij elementmeting is inductief gekoppelde plasma-massaspectrometrie (ICP-MS) een zeer gevoelige en multi-elementenanalysetechniek, die vaak wordt gebruikt om de concentratie van elementen, inclusief yttrium te bepalen. Het volgende is een gedetailleerd proces voor het testen van yttrium in ICP-MS:
1. Voorbereiding van het monster:
Het monster moet meestal worden opgelost of gedispergeerd in een vloeibare vorm voor ICP-MS-analyse. Dit kan worden gedaan door chemische oplossing, verwarming van de spijsvertering of andere geschikte voorbereidingsmethoden.
De voorbereiding van het monster vereist extreem schone omstandigheden om verontreiniging door externe elementen te voorkomen. Het laboratorium moet de nodige maatregelen nemen om monsterbesmetting te voorkomen.
2. ICP -generatie:
ICP wordt gegenereerd door argon- of argon-oxygen gemengd gas te introduceren in een gesloten kwarts plasmastakel. Hoogfrequente inductieve koppeling produceert een intense plasmavlam, het uitgangspunt van de analyse.
De temperatuur van het plasma is ongeveer 8000 tot 10000 graden Celsius, die hoog genoeg is om de elementen in het monster om te zetten in ionische toestand.
3. Ionisatie en scheiding:Zodra het monster het plasma binnengaat, zijn de elementen erin geïoniseerd. Dit betekent dat de atomen een of meer elektronen verliezen en geladen ionen vormen. ICP-MS gebruikt een massaspectrometer om de ionen van verschillende elementen te scheiden, meestal door massa-tot-lading ratio (m/z). Hierdoor kunnen de ionen van verschillende elementen worden gescheiden en vervolgens worden geanalyseerd.
4. Massaspectrometrie:De gescheiden ionen komen een massaspectrometer in, meestal een quadrupole massaspectrometer of een magnetische scanning massaspectrometer. In de massaspectrometer worden de ionen van verschillende elementen gescheiden en gedetecteerd volgens hun massa-ladingverhouding. Hierdoor kan de aanwezigheid en concentratie van elk element worden bepaald. Een van de voordelen van inductief gekoppelde plasma -massaspectrometrie is de hoge resolutie, waardoor het meerdere elementen tegelijkertijd kan detecteren.
5. Gegevensverwerking:De door ICP-MS gegenereerde gegevens moeten meestal worden verwerkt en geanalyseerd om de concentratie van de elementen in het monster te bepalen. Dit omvat het vergelijken van het detectiesignaal met normen van bekende concentraties en het uitvoeren van kalibratie en correctie.
6. Resultaatrapport:Het eindresultaat wordt gepresenteerd als de concentratie of massapercentage van het element. Deze resultaten kunnen worden gebruikt in verschillende toepassingen, waaronder aardwetenschappen, milieuanalyse, voedseltests, medisch onderzoek, enz.
ICP-MS is een zeer nauwkeurige en gevoelige techniek die geschikt is voor multi-elementenanalyse, inclusief yttrium. Het vereist echter complexe instrumentatie en expertise, dus het wordt meestal uitgevoerd in een laboratorium of een professioneel analysecentrum. In het werkelijke werk is het noodzakelijk om de juiste meetmethode te selecteren volgens de specifieke behoeften van de site. Deze methoden worden op grote schaal gebruikt bij de analyse en detectie van ytterbium in laboratoria en industrieën.
Nadat we het bovenstaande hebben samengevat, kunnen we concluderen dat yttrium een zeer interessant chemisch element is met unieke fysische en chemische eigenschappen, wat van groot belang is in wetenschappelijk onderzoek en toepassingsgebieden. Hoewel we enige vooruitgang hebben geboekt in ons begrip ervan, zijn er nog steeds veel vragen die verder onderzoek en verkenning nodig hebben. Ik hoop dat onze introductie lezers kan helpen dit fascinerende element beter te begrijpen en ieders liefde voor wetenschap en interesse in exploratie te inspireren.
Voor meer informatie plsNeem contact met ons oponderstaand:
Tel & wat: 008613524231522
Email:Sales@shxlchem.com
Posttijd: 28-2024