Вы знали? Процесс обнаружения людейиттрийбыл полон поворотов и проблем. В 1787 году шведский Карл Аксель Аррениус случайно обнаружил густую и тяжелую черную руду в карьере возле своего родного города деревни Иттерби и назвал ее «иттербитом». После этого многие ученые, в том числе Йохан Гадолин, Андерс Густав Экберг, Фридрих Вёлер и другие, провели углубленное исследование по этой руде.
В 1794 году финский химик Йохан Гадолин успешно отделил новый оксид от руды иттербия и назвал его иттрий. Это был первый раз, когда люди ясно обнаружили редкоземельный элемент. Тем не менее, это открытие не сразу же привлекло широкое внимание.
Со временем ученые обнаружили другие редкоземельные элементы. В 1803 году немецкий Клапрот и Шведы Хитзингер и Берцелиус обнаружили церий. В 1839 году шведский мосандер обнаружиллантанПолем В 1843 году он обнаружил Эрбия итербийПолем Эти открытия предоставили важную основу для последующих научных исследований.
Лишь в конце 19 -го века ученые успешно отделили элемент «иттрий» от руды иттрия. В 1885 году австрийский Уилсбах обнаружил неодимию и празеодимиум. В 1886 году Буа-Баудран обнаружилДиспрозиумПолем Эти открытия дополнительно обогатили большую семью редкоземельных элементов.
Более века после открытия иттрия из -за ограничений технических условий ученые не смогли очистить этот элемент, что также вызвало некоторые академические споры и ошибки. Тем не менее, это не помешало ученым от их энтузиазма по поводу изучения иттрия.
В начале 20 -го века, с постоянным развитием науки и технологий, ученые, наконец, начали очищать редкоземельные элементы. В 1901 году француз Юджин де Марсель обнаружилЕвропийПолем В 1907-1908 годах австрийский Уилсбах и француз Урбейн независимо обнаружили Lutetium. Эти открытия предоставили важную основу для последующих научных исследований.
В современной науке и технике применение иттрия становится все более и более обширным. Благодаря постоянному развитию науки и техники наше понимание и применение иттрия станут все более и более глубокими.
Поля применения элемента иттрия
1.Оптическое стекло и керамика:Иттрий широко используется при изготовлении оптического стекла и керамики, главным образом при изготовлении прозрачной керамики и оптического стекла. Его соединения обладают отличными оптическими свойствами и могут использоваться для изготовления компонентов лазеров, волоконно-оптической связи и другого оборудования.
2. Фосфоры:Соединения иттрия играют важную роль в фосфах и могут выделять яркую флуоресценцию, поэтому они часто используются для производства телевизионных экранов, мониторов и осветительного оборудования.Оксид иттрияи другие соединения часто используются в качестве люминесцентных материалов для повышения яркости и ясности света.
3. СплавВ производстве металлических сплавов иттрий часто используется в качестве добавки для улучшения механических свойств и коррозионной стойкости металлов.Иттрий сплавычасто используются для изготовления высокопрочной стали иалюминиевые сплавы, делая их более устойчивыми к тепло и устойчивым к коррозии.
4. Катализаторы: Соединения иттрия играют важную роль в некоторых катализаторах и могут ускорить скорость химических реакций. Они используются для производства автомобильных устройств очистки выхлопных газов и катализаторов в промышленных производственных процессах, помогая уменьшить выбросы вредных веществ.
5. Технология медицинской визуализации: Изотопы иттрия используются в технологии медицинской визуализации для приготовления радиоактивных изотопов, например, для маркировки радиофармацевтических препаратов и диагностика ядерной медицинской визуализации.
6. Лазерная технология:Иоонные лазеры иттрия являются распространенным твердотельным лазером, используемым в различных научных исследованиях, лазерной медицине и промышленном применении. Производство этих лазеров требует использования определенных соединений иттрия в качестве активаторов.Yttrium elementsи их соединения играют важную роль в современной науке, технике и промышленности, в которых участвуют многие области, такие как оптика, материаловая наука и медицина, и внесли позитивный вклад в прогресс и развитие человеческого общества.
Физические свойства иттрия
Атомное количествоиттрий39, а его химический символ - Y.
1. Внешний вид:Иттрий-серебристо-белый металл.
2. Плотность:Плотность иттрия составляет 4,47 г/см3, что делает его одним из относительно тяжелых элементов в коре Земли.
3. Точка плавления:Точка плавления иттрия составляет 1522 градуса по Цельсию (2782 градуса по Фаренгейту), что относится к температуре, при которой иттриевая сплошная доля в жидкости в тепловых условиях.
4. Точка кипения:Точка кипения иттрия составляет 3336 градусов по Цельсию (6037 градусов по Фаренгейту), что относится к температуре, при которой иттрия изменяется от жидкости на газ в тепловых условиях.
5. Фаза:При комнатной температуре иттрий находится в твердом состоянии.
6. Проводимость:Иттрий является хорошим проводником электроэнергии с высокой проводимостью, поэтому он имеет определенные применения в производстве электронных устройств и технологии схемы.
7. Магнетизм:Иттрий - это парамагнитный материал при комнатной температуре, что означает, что он не имеет очевидного магнитного ответа на магнитные поля.
8. Кристаллическая структура: Yttrium существует в гексагональной кристаллической структуре с закрытыми плотами.
9. Атомный объем:Атомный объем иттрия составляет 19,8 кубических сантиметров на моль, что относится к объему, занятую одной молью атомов иттрия.
Иттрий является металлическим элементом с относительно высокой температурой плавления и плавления, и обладает хорошей проводимостью, поэтому он имеет важные применения в области электроники, материаловедения и других областей. В то же время иттрий также является относительно распространенным редким элементом, который играет важную роль в некоторых передовых технологиях и промышленном применении.
Химические свойства иттрия
1. Химический символ и группа: Химический символ иттрия - Y, и он расположен в пятом периоде периодической таблицы, третьей группы, которая похожа на элементы лантаноида.
2. Электронная структура: электронная структура иттрия составляет 1S² 2S² 2P⁶ 3S² 3P⁶ 3D⁰ 4S² 4P⁶ 4D⁰ 4F⁴ 5S². Во внешнем электронном слое иттрий имеет два валентные электроны.
3. Валентное состояние: иттрий обычно показывает валентное состояние +3, которое является наиболее распространенным валентным состоянием, но также может показать валентные состояния +2 и +1.
4. Реакционная способность: иттрий является относительно стабильным металлом, но он будет постепенно окислять при воздействии воздуха, образуя оксидный слой на поверхности. Это заставляет иттрий потерять свой блеск. Для защиты иттрия он обычно хранится в сухой среде.
5. Реакция с оксидами: иттрий реагирует с оксидами с образованием различных соединений, включаяоксид иттрия(Y2O3) Оксид иттрия часто используется для изготовления фосфоров и керамики.
6. ** Реакция с кислотами **: иттрий может реагировать с сильными кислотами с образованием соответствующих солей, таких какиттрий хлорид (YCL3) илииттрий сульфат (Y2 (SO4) 3).
7. Реакция с водой: иттрий не реагирует непосредственно с водой в нормальных условиях, но при высоких температурах он может реагировать с водяным парами с образованием водорода и оксида иттрия.
8. Реакция с сульфидами и карбидами: иттрий может реагировать с сульфидами и карбидами с образованием соответствующих соединений, таких как сульфид иттрия (YS) и карбид иттрия (YC2). 9. Изотопы: иттрий имеет несколько изотопов, наиболее стабильной из которых является yttrium-89 (^89y), который имеет длинный период полураспада и используется в ядерной медицине и изотопной маркировке.
Иттрий является относительно стабильным металлическим элементом с множественными валентными состояниями и способностью реагировать с другими элементами для формирования соединений. Он имеет широкий спектр применений в области оптики, материаловедения, медицины и промышленности, особенно в области фосфоров, керамического производства и лазерной технологии.
Биологические свойства иттрия
Биологические свойстваиттрийВ живых организмах относительно ограничены.
1. Присутствие и проглатывание: хотя иттрий не является элементом, необходимым для жизни, следовые количества иттрия можно найти в природе, включая почву, породы и воду. Организмы могут проглатывать следы иттрия через пищевую цепь, обычно из почвы и растений.
2. Биодоступность: биодоступность иттрия относительно низкая, что означает, что организмы обычно испытывают трудности с эффективным поглощением и эффективным использованием иттрия. Большинство соединений иттрия нелегко поглощаться в организмах, поэтому они, как правило, выводятся.
3. Распределение в организмах: однажды в организме иттрия в основном распределяется в тканях, таких как печень, почка, селезенка, легкие и кости. В частности, кости содержат более высокие концентрации иттрия.
4. Метаболизм и экскреция: метаболизм иттрия в человеческом организме относительно ограничен, потому что он обычно оставляет организм путем экскреции. Большая часть этого выводится через мочу, и она также может быть выведена в форме дефекации.
5. Токсичность: из -за его низкой биодоступности иттрий обычно не накапливается до вредных уровней в нормальных организмах. Тем не менее, воздействие высокой дозы иттрия может оказывать вредное влияние на организмы, что приводит к токсическим эффектам. Эта ситуация обычно возникает редко, потому что концентрации иттрия в природе обычно низкие, и она не широко используется и не подвергается воздействию организмов. Биологические характеристики иттрия у организмов в основном проявляются в его присутствии в следовых количествах, низкой биодоступности и не являются элементом, необходимым для жизни. Хотя он не оказывает явного токсического воздействия на организмы при нормальных обстоятельствах, воздействие высокой дозы иттрия может вызвать опасность для здоровья. Следовательно, научные исследования и мониторинг по -прежнему важны для безопасности и биологических эффектов иттрия.
Распределение иттрия в природе
Иттрий - это редкоземельный элемент, который относительно широко распространен по природе, хотя он не существует в чистой элементарной форме.
1. Возникновение в земной коре: обилие иттрия в коре Земли относительно низкая, со средней концентрацией около 33 мг/кг. Это делает yttrium одним из редких элементов.
Иттрий в основном существует в форме минералов, обычно вместе с другими редкоземельными элементами. Некоторые основные минералы иттрия включают гранат железа иттрия (YIG) и оксалат иттрия (Y2 (C2O4) 3).
2. Географическое распределение: месторождения иттрия распределены по всему миру, но некоторые области могут быть богаты иттрий. Некоторые основные месторождения иттрия можно найти в следующих регионах: Австралия, Китай, США, Россия, Канада, Индия, Скандинавия и т. Д. 3. Экстракция и обработка: после того, как руда иттрия добывается, химическая обработка обычно требуется для извлечения и отделения иттрия. Обычно это включает в себя процессы выщелачивания кислоты и химического разделения для получения иттрия высокой чистоты.
Важно отметить, что редкоземельные элементы, такие как иттрия, обычно не существуют в форме чистых элементов, но смешиваются с другими редкоземельными элементами. Следовательно, экстракция более высокой чистоты иттрия требует сложных процессов химической обработки и разделения. Кроме того, поставкаредкоземельные элементыограничен, поэтому также важно рассмотрение их управления ресурсами и экологической устойчивости.
Добыча, экстракция и плавка элемента иттрия
Иттрий - это редкоземельный элемент, который обычно существует не в форме чистого иттрия, а в форме руды иттрия. Ниже приведено подробное введение в процесс добычи и уточнения элемента иттрия:
1. горнодобывающая руда иттрия:
Исследование: Во -первых, геологи и горнодобывающие инженеры проводят разведку, чтобы найти месторождения, содержащие иттрий. Обычно это включает геологические исследования, геофизическое исследование и анализ образцов. Добыча полезных ископаемых: после того, как место, содержащее иттриу, обнаруживается, руда добывается. Эти отложения обычно включают оксидные руды, такие как гранат железа иттрия (YIG) или оксалат иттрия (Y2 (C2O4) 3). Рассказывание руды: после добычи, руда обычно должна быть разбита на более мелкие кусочки для последующей обработки.
2. Извлечение иттрий:Химическое выщелачивание: измельченная руда обычно отправляется в завод, где иттрий экстрагируется химическим выщелачиванием. В этом процессе обычно используется кислотный раствор для выщелачивания, такой как серная кислота, для растворения иттрия из руды. Разделение: как только иттрий растворяется, он обычно смешивается с другими редкоземельными элементами и примесями. Чтобы извлечь иттрию более высокой чистоты, требуется процесс разделения, обычно используя экстракцию растворителя, обмен ионов или другие химические методы. Осадки: иттрий отделен от других редкоземельных элементов посредством соответствующих химических реакций с образованием чистых соединений иттрия. Высыхание и прокат: полученные соединения иттрия обычно необходимо сушить и кальцинировать, чтобы удалить любую остаточную влажность и примеси, чтобы, наконец, получить чистый металл или соединения иттрия.
Методы обнаружения иттрия
Обычные методы обнаружения для иттрия в основном включают атомную спектроскопию поглощения (AAS), индуктивно связанную с помощью плазменной масс-спектрометрии (ICP-MS), рентгеновская флуоресцентная спектроскопия (XRF) и т. Д.
1. Атомная спектроскопия поглощения (AAS):AAS является обычно используемым методом количественного анализа, подходящим для определения содержания иттрия в растворе. Этот метод основан на явлении поглощения, когда целевой элемент в образце поглощает свет определенной длины волны. Во-первых, образец преобразуется в измеримую форму посредством этапов предварительной обработки, таких как сжигание газа и высокая температурная сушка. Затем свет, соответствующий длине волны целевого элемента, передается в образец, измеряется интенсивность света, поглощаемой образцом, и содержание иттрия в образце рассчитывается путем сравнения его со стандартным раствором иттрия известной концентрации.
2. Индуктивно связанная с плазменной масс-спектрометрией (ICP-MS):ICP-MS является высокочувствительным аналитическим методом, подходящим для определения содержания иттрия в образцах жидкости и твердых. Этот метод преобразует образец в заряженные частицы, а затем использует масс -спектрометр для анализа массы. ICP-MS имеет широкий диапазон обнаружения и высокое разрешение, и может одновременно определять содержание нескольких элементов. Для обнаружения иттрия ICP-MS может обеспечить очень низкие пределы обнаружения и высокую точность.
3. рентгеновская флуоресцентная спектрометрия (XRF):XRF является неразрушающим аналитическим методом, подходящим для определения содержания иттрия в образцах твердых и жидкости. Этот метод определяет содержание элемента путем облучения поверхности образца рентгеновскими лучами и измерения характерной интенсивности пика спектра флуоресценции в образце. XRF имеет преимущества быстрой скорости, простой работы и возможности определять несколько элементов одновременно. Тем не менее, XRF может быть помешан в анализе низкоконтентного иттрия, что приводит к большим ошибкам.
4. Индуктивно связанная спектрометрия оптической эмиссии плазмы (ICP-OES):Спектрометрия оптической эмиссии индуктивно связанной с плазмой является высокочувствительным и селективным аналитическим методом, широко используемым в многоэлементном анализе. Он распыляет выборку и образует плазму для измерения конкретной длины волны и интенсивности of yttriumЭмиссия в спектрометре. В дополнение к вышеуказанным методам, существуют и другие часто используемые методы для обнаружения иттрия, включая электрохимический метод, спектрофотометрию и т. Д. Выбор подходящего метода обнаружения зависит от таких факторов, как свойства выборки, необходимый диапазон измерения и точность обнаружения, а стандарты калибровки часто требуются для обеспечения точности и надежности результатов измерения.
Специальное применение метода атомного поглощения иттрия
При измерении элемента индуктивно связанная с плазменной масс-спектрометрией (ICP-MS) представляет собой высокочувствительный и многоэлементный метод анализа, который часто используется для определения концентрации элементов, включая иттрия. Ниже приведен подробный процесс для тестирования иттрия в ICP-MS:
1. Приготовление образца:
Образец обычно должен быть растворен или диспергирован в жидкую форму для анализа ICP-MS. Это может быть сделано с помощью химического растворения, нагревания пищеварения или других соответствующих методов подготовки.
Подготовка образца требует чрезвычайно чистых условий для предотвращения загрязнения любыми внешними элементами. Лаборатория должна принять необходимые меры, чтобы избежать загрязнения образца.
2. Поколение ICP:
ICP генерируется путем введения аргона или аргона-кислорода в закрытом кварцевом плазменном факеле. Высокочастотная индуктивная связь приводит к интенсивному плазму пламени, которое является отправной точкой анализа.
Температура плазмы составляет от 8000 до 10000 градусов по Цельсию, что достаточно высока, чтобы преобразовать элементы в образце в ионное состояние.
3. Ионизация и разделение:Как только образец входит в плазму, в нем элементы ионизируются. Это означает, что атомы теряют один или несколько электронов, образуя заряженные ионы. ICP-MS использует масс-спектрометр для разделения ионов различных элементов, обычно путем соотношения массы к заряду (M/z). Это позволяет разделить и впоследствии анализировать ионы различных элементов.
4. Масс -спектрометрия:Отдельные ионы входят в масс -спектрометр, обычно квадрупольный масс -спектрометр или магнитный сканирующий масс -спектрометр. В масс-спектрометре ионы различных элементов разделяются и обнаруживаются в соответствии с их соотношением массы к заряду. Это позволяет определить наличие и концентрацию каждого элемента. Одним из преимуществ масс -спектрометрии в плазме индуктивно связана является ее высокое разрешение, которое позволяет одновременно обнаруживать несколько элементов.
5. Обработка данных:Данные, генерируемые ICP-MS, обычно должны обрабатывать и анализировать, чтобы определить концентрацию элементов в образце. Это включает в себя сравнение сигнала обнаружения со стандартами известных концентраций, а также выполнение калибровки и коррекции.
6. Отчет о результатах:Окончательный результат представлен как концентрация или процент массы элемента. Эти результаты могут использоваться в различных приложениях, включая науку о Земле, анализ окружающей среды, тестирование пищи, медицинские исследования и т. Д.
ICP-MS-очень точный и чувствительный метод, подходящий для многоэлементного анализа, включая иттрий. Тем не менее, это требует сложных инструментов и опыта, поэтому он обычно выполняется в лабораторном или профессиональном аналитическом центре. В реальной работе необходимо выбрать соответствующий метод измерения в соответствии с конкретными потребностями сайта. Эти методы широко используются при анализе и обнаружении иттербия в лабораториях и отраслях.
После суммирования вышесказанного мы можем сделать вывод, что иттрий является очень интересным химическим элементом с уникальными физическими и химическими свойствами, что имеет большое значение в научных исследованиях и областях применения. Хотя мы добились некоторого прогресса в нашем понимании этого, есть еще много вопросов, которые требуют дальнейших исследований и исследования. Я надеюсь, что наше введение может помочь читателям лучше понять этот увлекательный элемент и вдохновить всех людей к науке и интерес к исследованию.
Для получения дополнительной информации, пожалуйстасвязаться с наминиже:
Tel & Whats: 008613524231522
Email:Sales@shxlchem.com
Время сообщения: ноябрь-28-2024