Știați? Procesul ființelor umane care descoperăYttriuma fost plin de răsuciri și provocări. În 1787, suedezul Karl Axel Arrhenius a descoperit accidental un minereu dens și greu negru într -o carieră din apropierea orașului său natal din satul Ytterby și l -a numit „Ytterbite”. După aceea, mulți oameni de știință, inclusiv Johan Gadolin, Anders Gustav Ekberg, Friedrich Wöhler și alții au efectuat cercetări aprofundate asupra acestui minereu.
În 1794, chimistul finlandez Johan Gadolin a separat cu succes un nou oxid de minereul de ytterbium și l -a numit Yttrium. Aceasta a fost prima dată când oamenii au descoperit clar un element de pământ rar. Cu toate acestea, această descoperire nu a atras imediat o atenție largă.
De -a lungul timpului, oamenii de știință au descoperit alte elemente rare de pământ. În 1803, Klaproth -ul german și suedezii Hitzinger și Berzelius au descoperit ceru. În 1839, a descoperit suedezul MosanderLanthanum. În 1843, a descoperit Erbium șiterbium. Aceste descoperiri au oferit o bază importantă pentru cercetarea științifică ulterioară.
Abia la sfârșitul secolului al XIX -lea, oamenii de știință au separat cu succes elementul „Yttrium” de minereul de yttrium. În 1885, austriacul Wilsbach a descoperit neodim și praseodim. În 1886, a descoperit Bois-Baudrandisprosiu. Aceste descoperiri au îmbogățit în continuare familia mare de elemente de pământ rare.
Timp de mai bine de un secol după descoperirea Yttrium, din cauza limitărilor condițiilor tehnice, oamenii de știință nu au reușit să purifice acest element, ceea ce a provocat și unele dispute și erori academice. Cu toate acestea, acest lucru nu i -a oprit pe oamenii de știință de entuziasmul lor pentru studierea yttriumului.
La începutul secolului XX, odată cu avansarea continuă a științei și tehnologiei, oamenii de știință au început în sfârșit să poată purifica elemente rare ale Pământului. În 1901, a descoperit francezul Eugene de Marsiliaeuropiu. În 1907-1908, austriacul Wilsbach și francezul Urbain au descoperit independent Lutetium. Aceste descoperiri au oferit o bază importantă pentru cercetarea științifică ulterioară.
În știința și tehnologia modernă, aplicarea Yttrium devine din ce în ce mai extinsă. Odată cu progresul continuu al științei și tehnologiei, înțelegerea și aplicarea noastră de yttrium vor deveni din ce în ce mai aprofundate.
Câmpuri de aplicare ale elementului YtTrium
1.Sticlă optică și ceramică:Yttrium este utilizat pe scară largă la fabricarea de sticlă optică și ceramică, în principal la fabricarea de ceramică transparentă și sticlă optică. Compușii săi au proprietăți optice excelente și pot fi folosiți pentru fabricarea componentelor de lasere, comunicații cu fibră optică și alte echipamente.
2. Fosfori:Compușii de yttrium joacă un rol important în fosfori și pot emite fluorescență strălucitoare, astfel încât sunt adesea folosiți pentru fabricarea ecranelor TV, monitoare și echipamente de iluminat.Oxid de yttriumȘi alți compuși sunt adesea folosiți ca materiale luminescente pentru a spori luminozitatea și claritatea luminii.
3. Aditivi din aliaj: În producția de aliaje metalice, yttrium este adesea utilizat ca aditiv pentru a îmbunătăți proprietățile mecanice și rezistența la coroziune a metalelor.Aliaje de yttriumsunt adesea folosite pentru a face oțel de înaltă rezistență șiAliaje de aluminiu, făcându-le mai rezistente la căldură și rezistente la coroziune.
4. Catalizatori: Compușii de yttrium joacă un rol important în unii catalizatori și pot accelera rata reacțiilor chimice. Sunt utilizate pentru fabricarea dispozitivelor de purificare a evacuării automobilelor și a catalizatorilor în procesele de producție industrială, contribuind la reducerea emisiilor de substanțe dăunătoare.
5. Tehnologia imagistică medicală: Izotopii de yttrium sunt folosiți în tehnologia imaginii medicale pentru a pregăti izotopii radioactivi, cum ar fi pentru etichetarea radiofarmaceuticelor și diagnosticarea imaginii medicale nucleare.
6. Tehnologie laser:Laserele cu ioni YtTrium sunt un laser comun în stare solidă utilizat în diverse cercetări științifice, medicamente laser și aplicații industriale. Fabricarea acestor lasere necesită utilizarea anumitor compuși de yttrium ca activatori.Ytrium elementeȘi compușii lor joacă un rol important în știința și tehnologia modernă și industria, implicând multe domenii precum optica, știința materialelor și medicina și au adus contribuții pozitive la progresul și dezvoltarea societății umane.
Proprietățile fizice ale Yttrium
Numărul atomic deYttriumeste 39 și simbolul său chimic este Y.
1. Aspect:Yttrium este un metal alb argintiu.
2. Densitate:Densitatea yttrium este de 4,47 g/cm3, ceea ce îl face unul dintre elementele relativ grele din scoarța Pământului.
3. Punctul de topire:Punctul de topire al yttrium este de 1522 grade Celsius (2782 grade Fahrenheit), care se referă la temperatura la care Yttrium se schimbă de la un solid la un lichid în condiții termice.
4. Punct de fierbere:Punctul de fierbere al yttrium este de 3336 grade Celsius (6037 grade Fahrenheit), care se referă la temperatura la care Yttrium se schimbă de la un lichid la un gaz în condiții termice.
5. Faza:La temperatura camerei, Yttrium este într -o stare solidă.
6. Conductivitate:Yttrium este un bun conductor de energie electrică cu o conductivitate ridicată, astfel încât are anumite aplicații în fabricarea dispozitivelor electronice și în tehnologia circuitului.
7. Magnetism:Yttrium este un material paramagnetic la temperatura camerei, ceea ce înseamnă că nu are un răspuns magnetic evident la câmpurile magnetice.
8. Structura cristalului: Yttrium există într-o structură de cristal ambalată hexagonală.
9. Volumul atomic:Volumul atomic de yttrium este de 19,8 centimetri cubi pe aluniță, care se referă la volumul ocupat de un mol de atomi de yttrium.
Yttrium este un element metalic cu densitate relativ mare și punct de topire și are o conductivitate bună, deci are aplicații importante în electronice, știința materialelor și alte domenii. În același timp, Yttrium este, de asemenea, un element rar relativ obișnuit, care joacă un rol important în unele tehnologii avansate și aplicații industriale.
Proprietățile chimice ale yttriumului
1. Simbolul și grupul chimic: simbolul chimic al yttrium este y și este localizat în a cincea perioadă a tabelului periodic, al treilea grup, care este similar cu elementele lantanide.
2. Structura electronică: Structura electronică a Yttrium este 1S² 2S² 2P⁶ 3S² 3P⁶ 3D¹⁰ 4S² 4P⁶ 4D¹⁰ 4F¹⁴ 5S². În stratul de electroni exteriori, Yttrium are doi electroni de valență.
3. Starea de valență: Yttrium arată de obicei o stare de valență de +3, care este cea mai frecventă stare de valență, dar poate arăta și stări de valență de +2 și +1.
4. Reactivitate: Yttrium este un metal relativ stabil, dar se va oxida treptat atunci când este expus la aer, formând un strat de oxid la suprafață. Acest lucru face ca Yttrium să -și piardă strălucirea. Pentru a proteja Yttrium, acesta este de obicei depozitat într -un mediu uscat.
5. Reacția cu oxizi: Yttrium reacționează cu oxizi pentru a forma diverși compuși, inclusivOxid de yttrium(Y2O3) Oxidul de yttrium este adesea folosit pentru a face fosfori și ceramici.
6. ** Reacția cu acizii **: Yttrium poate reacționa cu acizi puternici pentru a produce săruri corespunzătoare, cum ar ficlorură de yttrium (YCL3) sausulfat de yttrium (Y2 (SO4) 3).
7. Reacția cu apă: Yttrium nu reacționează direct cu apa în condiții normale, dar la temperaturi ridicate, poate reacționa cu vapori de apă pentru a produce hidrogen și oxid de yttrium.
8. Reacția cu sulfuri și carburi: Yttrium poate reacționa cu sulfuri și carburi pentru a forma compuși corespunzători, cum ar fi sulfura de yttrium (YS) și carbura de yttrium (YC2). 9. ISOTOPS: Yttrium are mai multe izotopi, dintre care cel mai stabil este Yttrium-89 (^89y), care are un timp de înjumătățire lung și este utilizat în medicina nucleară și etichetarea izotopului.
Yttrium este un element metalic relativ stabil, cu mai multe stări de valență și capacitatea de a reacționa cu alte elemente pentru a forma compuși. Are o gamă largă de aplicații în optică, știință a materialelor, medicină și industrie, în special în fosfori, producție ceramică și tehnologie laser.
Proprietățile biologice ale yttriumului
Proprietățile biologice aleYttriumîn organismele vii sunt relativ limitate.
1. Prezență și ingestie: deși yttrium nu este un element esențial pentru viață, se găsesc cantități de urme de yttrium în natură, inclusiv sol, roci și apă. Organismele pot ingera cantități de yttrium prin lanțul alimentar, de obicei din sol și plante.
2. Biodisponibilitatea: biodisponibilitatea yttriumului este relativ scăzută, ceea ce înseamnă că, în general, organismele au dificultăți în absorbția și utilizarea eficientă a yttriumului. Majoritatea compușilor de yttrium nu sunt ușor absorbiți în organisme, astfel încât aceștia tind să fie excretați.
3. Distribuția în organisme: odată într -un organism, yttriul este distribuit în principal în țesuturi precum ficatul, rinichiul, splina, plămânii și oasele. În special, oasele conțin concentrații mai mari de yttrium.
4. Metabolismul și excreția: Metabolismul yttrium în corpul uman este relativ limitat, deoarece de obicei părăsește organismul prin excreție. Cea mai mare parte a acesteia este excretată prin urină și poate fi, de asemenea, excretată sub formă de defecare.
5. Toxicitate: Datorită biodisponibilității sale scăzute, Yttrium nu se acumulează de obicei la niveluri dăunătoare în organismele normale. Cu toate acestea, expunerea la yttrium cu doze mari poate avea efecte nocive asupra organismelor, ceea ce duce la efecte toxice. Această situație apare de obicei rar, deoarece concentrațiile de yttrium în natură sunt de obicei scăzute și nu este utilizată pe scară largă sau expusă la organisme. Caracteristicile biologice ale yttriului în organisme se manifestă în principal în prezența sa în cantități, biodisponibilitate scăzută și nu este un element necesar pentru viață. Deși nu are efecte toxice evidente asupra organismelor în circumstanțe normale, expunerea la yttrium cu doze mari poate provoca pericole pentru sănătate. Prin urmare, cercetarea și monitorizarea științifică sunt încă importante pentru siguranța și efectele biologice ale yttriumului.
Distribuția de natură în natură
Yttrium este un element de pământ rar, care este relativ distribuit în natură, deși nu există într -o formă elementară pură.
1. Apariția în scoarța Pământului: abundența de yttrium în scoarța pământului este relativ scăzută, cu o concentrație medie de aproximativ 33 mg/kg. Acest lucru face ca Yttrium să fie unul dintre elementele rare.
Yttrium există în principal sub formă de minerale, de obicei împreună cu alte elemente rare de pământ. Unele minerale majore de yttrium includ granat de fier Yttrium (yig) și oxalat de yttrium (Y2 (C2O4) 3).
2. Distribuția geografică: Depozitele de yttrium sunt distribuite în întreaga lume, dar unele zone pot fi bogate în Yttrium. Unele depozite majore de yttrium pot fi găsite în următoarele regiuni: Australia, China, Statele Unite, Rusia, Canada, India, Scandinavia, etc. 3. Extracție și prelucrare: Odată ce minereul de yttrium este extras, procesarea chimică este de obicei necesară pentru a extrage și separa Yttrium. Aceasta implică de obicei procese de scurgere a acidului și separare chimică pentru a obține yttrium de înaltă puritate.
Este important de menționat că elementele rare de pământ, cum ar fi yttrium, nu există de obicei sub formă de elemente pure, ci sunt amestecate cu alte elemente rare de pământ. Prin urmare, extragerea yttriumului de puritate mai mare necesită procese complexe de procesare și separare chimică. În plus, furnizarea deelemente rare de pământeste limitată, deci este importantă luarea în considerare a gestionării resurselor și a sustenabilității mediului.
Extinerea, extracția și topirea elementului Yttrium
Yttrium este un element de pământ rar care de obicei nu există sub formă de yttrium pur, ci sub forma minereului de yttrium. Următoarea este o introducere detaliată a procesului de exploatare și rafinare a elementului YtTrium:
1.. Mineritul minereului de yttrium:
Explorare: În primul rând, geologii și inginerii minieri efectuează lucrări de explorare pentru a găsi depozite care conțin yttrium. Aceasta implică de obicei studii geologice, explorare geofizică și analiza eșantionului. Mineritul: odată ce se găsește un depozit care conține yttrium, minereul este extras. Aceste depozite includ, de obicei, minereuri de oxid, cum ar fi granatul de fier Yttrium (yig) sau oxalatul de yttrium (Y2 (C2O4) 3). Crusharea minereului: după minerit, minereul trebuie de obicei să fie împărțit în bucăți mai mici pentru prelucrarea ulterioară.
2. Extragerea yttriumului:Levigarea chimică: minereul zdrobit este de obicei trimis la o topitorie, unde yttriul este extras prin levigarea chimică. Acest proces folosește de obicei o soluție de levigare acidă, cum ar fi acidul sulfuric, pentru a dizolva yttrium de minereu. Separare: odată ce yttrium este dizolvat, este de obicei amestecat cu alte elemente și impurități rare. Pentru a extrage yttrium de puritate mai mare, este necesar un proces de separare, de obicei folosind extracția de solvent, schimbul de ioni sau alte metode chimice. Precipitații: Yttrium este separat de alte elemente rare ale Pământului prin reacții chimice adecvate pentru a forma compuși de yttrium pur. Uscare și calcinare: compușii de yttrium obținuți trebuie, de obicei, să fie uscați și calciți pentru a îndepărta orice umiditate și impurități reziduale pentru a obține în sfârșit metal sau compuși purii de yttrium.
Metode de detectare a yttrium
Metodele comune de detectare pentru yttrium includ în principal spectroscopie de absorbție atomică (AAS), spectrometrie de masă plasmatică cuplată inductiv (ICP-MS), spectroscopie cu fluorescență cu raze X (XRF), etc.
1. Spectroscopia de absorbție atomică (AAS):AAS este o metodă de analiză cantitativă utilizată frecvent adecvată pentru determinarea conținutului de yttrium în soluție. Această metodă se bazează pe fenomenul de absorbție atunci când elementul țintă din eșantion absoarbe lumina unei lungimi de undă specifice. În primul rând, eșantionul este transformat într-o formă măsurabilă prin etape de pretratare, cum ar fi arderea gazelor și uscarea la temperatură ridicată. Apoi, lumina corespunzătoare lungimii de undă a elementului țintă este trecută în eșantion, intensitatea luminii absorbită de probă este măsurată, iar conținutul de yttrium din eșantion este calculat prin compararea acesteia cu o soluție standard de yttrium de concentrație cunoscută.
2. Spectrometrie de masă plasmatică cuplată inductiv (ICP-MS):ICP-MS este o tehnică analitică extrem de sensibilă adecvată pentru determinarea conținutului de yttrium în probe lichide și solide. Această metodă transformă eșantionul în particule încărcate și apoi folosește un spectrometru de masă pentru analiza în masă. ICP-MS are o gamă largă de detectare și o rezoluție ridicată și poate determina conținutul mai multor elemente în același timp. Pentru detectarea yttrium, ICP-MS poate oferi limite de detectare foarte mici și o precizie ridicată.
3. Spectrometrie de fluorescență cu raze X (XRF):XRF este o metodă analitică nedistructivă adecvată pentru determinarea conținutului de yttrium în probe solide și lichide. Această metodă determină conținutul elementului prin iradierea suprafeței eșantionului cu raze X și măsurarea intensității maxime caracteristice a spectrului de fluorescență din eșantion. XRF are avantajele vitezei rapide, funcționării simple și capacitatea de a determina mai multe elemente în același timp. Cu toate acestea, XRF poate fi interferat în analiza yttrium-ului cu conținut scăzut de conținut, rezultând erori mari.
4. Spectrometrie de emisie optică cu plasmă cuplată inductiv (ICP-OES):Spectrometria de emisie optică plasmatică cuplată inductiv este o metodă analitică extrem de sensibilă și selectivă utilizată pe scară largă în analiza multi-alementelor. Atomizează eșantionul și formează o plasmă pentru a măsura lungimea de undă specifică și intensitatea of yttriumemisie în spectrometru. În plus față de metodele de mai sus, există și alte metode utilizate în mod obișnuit pentru detectarea yttrium, inclusiv metoda electrochimică, spectrofotometria, etc. Selectarea unei metode de detectare adecvate depinde de factori precum proprietățile eșantionului, intervalul de măsurare necesar și precizia detectării, iar standardele de calibrare sunt adesea necesare pentru controlul calității pentru a asigura exactitatea și fiabilitatea rezultatelor măsurarii.
Aplicarea specifică a metodei de absorbție atomică yttrium
În măsurarea elementelor, spectrometria de masă plasmatică cuplată inductiv (ICP-MS) este o tehnică de analiză extrem de sensibilă și cu mai multe elemente, care este adesea folosită pentru a determina concentrația de elemente, inclusiv yttrium. Următorul lucru este un proces detaliat pentru testarea yttrium în ICP-MS:
1. Pregătirea eșantionului:
Eșantionul trebuie de obicei să fie dizolvat sau dispersat într-o formă lichidă pentru analiza ICP-MS. Acest lucru se poate face prin dizolvarea chimică, digestia încălzirii sau alte metode de preparare adecvate.
Pregătirea eșantionului necesită condiții extrem de curate pentru a preveni contaminarea de către orice elemente externe. Laboratorul ar trebui să ia măsurile necesare pentru a evita contaminarea eșantionului.
2. Generația ICP:
ICP este generat prin introducerea gazelor mixte cu argon sau argon-oxigen într-o lanternă plasmatică cu cuarț închisă. Cuplarea inductivă de înaltă frecvență produce o flacără plasmatică intensă, care este punctul de plecare al analizei.
Temperatura plasmei este de aproximativ 8000 până la 10000 grade Celsius, care este suficient de ridicată pentru a transforma elementele din eșantion în stare ionică.
3. ionizare și separare:Odată ce eșantionul intră în plasmă, elementele din IT sunt ionizate. Aceasta înseamnă că atomii pierd unul sau mai mulți electroni, formând ioni încărcați. ICP-MS folosește un spectrometru de masă pentru a separa ionii diferitelor elemente, de obicei prin raport masă-încărcare (m/z). Acest lucru permite separarea și analizarea ulterior a ionilor diferitelor elemente.
4. Spectrometrie de masă:Ionii separați intră într -un spectrometru de masă, de obicei un spectrometru de masă quadrupol sau un spectrometru de masă de scanare magnetică. În spectrometrul de masă, ionii diferitelor elemente sunt separați și detectați în funcție de raportul lor masă-încărcare. Aceasta permite determinarea prezenței și concentrației fiecărui element. Unul dintre avantajele spectrometriei de masă plasmatică cuplată inductiv este rezoluția sa înaltă, ceea ce îi permite să detecteze mai multe elemente simultan.
5. Prelucrarea datelor:Datele generate de ICP-MS trebuie de obicei procesate și analizate pentru a determina concentrația elementelor din eșantion. Aceasta include compararea semnalului de detectare la standardele concentrațiilor cunoscute și efectuarea calibrării și corectării.
6. Raport rezultat:Rezultatul final este prezentat ca concentrație sau procent de masă al elementului. Aceste rezultate pot fi utilizate într -o varietate de aplicații, inclusiv știința pământului, analiza mediului, testarea alimentelor, cercetarea medicală etc.
ICP-MS este o tehnică extrem de precisă și sensibilă, potrivită pentru analiza multi-element, inclusiv yttrium. Cu toate acestea, necesită instrumente complexe și expertiză, deci este de obicei efectuată într -un laborator sau într -un centru de analiză profesională. În lucrările efective, este necesar să selectați metoda de măsurare corespunzătoare în funcție de nevoile specifice ale Site -ului. Aceste metode sunt utilizate pe scară largă în analiza și detectarea ytterbium în laboratoare și industrii.
După ce rezumăm cele de mai sus, putem concluziona că Yttrium este un element chimic foarte interesant, cu proprietăți fizice și chimice unice, care are o semnificație deosebită în domeniile de cercetare științifică și de aplicare. Deși am făcut unele progrese în înțelegerea noastră, există încă multe întrebări care au nevoie de cercetări și explorare suplimentară. Sper că introducerea noastră poate ajuta cititorii să înțeleagă mai bine acest element fascinant și să inspire dragostea tuturor pentru știință și interesul pentru explorare.
Pentru mai multe informații PLScontactaţi-nede mai jos:
Tel & Whats: 008613524231522
Email:Sales@shxlchem.com
Timpul post: 28-2024 nov