Ви знали? Процес виявлення людейітріумбув сповнений поворотів і викликів. У 1787 році шведський Карл Аксель Арреній випадково виявив щільну та важку чорну руду в кар’єрі біля його рідного міста Іттербі -села і назвав його "іттербітом". Після цього багато вчених, включаючи Йохана Гадоліна, Андерс Густав Екберг, Фрідріх Вьолер та інші, проводили поглиблені дослідження цієї руди.
У 1794 році фінський хімік Йохан Гадолін успішно відокремив новий оксид від руди Іттербію і назвав його ітрієм. Це був перший раз, коли люди чітко виявили рідкісний елемент Землі. Однак це відкриття не одразу привертало широку увагу.
З часом вчені виявили інші рідкісні елементи Землі. У 1803 році німецький Клапрот і Шведи Хітцінгер та Берзеліус виявили церію. У 1839 році шведський Мосандер виявивлантан. У 1843 році він виявив Ербій ітербій. Ці відкриття створили важливу основу для подальших наукових досліджень.
Лише до кінця 19 століття вчені успішно відокремлювали елемент "ітрію" від руди ітрію. У 1885 році австрійський Вілсбах виявив неодим та празеодім. У 1886 році Бойс-Бодран виявивдиспрозій. Ці відкриття ще більше збагатили велику родину рідкісних земельних елементів.
Протягом більше століття після відкриття ітрію через обмеження технічних умов вчені не змогли очистити цей елемент, що також спричинило деякі академічні суперечки та помилки. Однак це не завадило вченим від ентузіазму вивчення ітрію.
На початку 20 століття, з постійним просуванням науки і техніки, вчені нарешті почали очищати рідкісні елементи Землі. У 1901 році французи Євген де Марсель виявивЄвропіум. У 1907-1908 рр. Австрійський Вілсбах та француз Урбейн незалежно виявили Лютетію. Ці відкриття створили важливу основу для подальших наукових досліджень.
У сучасній науці та технологіях застосування ітрію стає все більш обширним. З постійним просуванням науки та техніки наше розуміння та застосування ітрію стане все більш глибоким.
Поля застосування елемента ітрію
1.Оптичне скло та кераміка:Іттрій широко використовується при виготовленні оптичного скла та кераміки, головним чином у виготовленні прозорої кераміки та оптичного скла. Його сполуки мають чудові оптичні властивості і можуть використовуватися для виготовлення компонентів лазерів, волоконно-оптичних комунікацій та іншого обладнання.
2. Фосфори:Сполуки ітрію відіграють важливу роль у фосфорах і можуть випромінювати яскраву флуоресценцію, тому їх часто використовують для виготовлення телевізійних екранів, моніторів та освітлювального обладнання.Оксид ітріюта інші сполуки часто використовуються як люмінесцентні матеріали для підвищення яскравості та чіткості світла.
3. Сплави добавки: У виробництві металевих сплавів ітрію часто використовується як добавка для поліпшення механічних властивостей та корозійної стійкості металів.Ітріум сплавичасто використовуються для виготовлення високоміцної сталі таалюмінієві сплави, роблячи їх більш стійкими до тепла та стійкою до корозії.
4. Каталізатори: Сполуки Yttrium відіграють важливу роль у деяких каталізаторах і можуть прискорити швидкість хімічних реакцій. Вони використовуються для виготовлення автомобільних пристроїв для очищення вихлопу та каталізаторів у виробничих процесах промислового виробництва, що допомагає зменшити викиди шкідливих речовин.
5. Технологія медичних зображень: Ізотопи Yttrium використовуються в медичній технології візуалізації для приготування радіоактивних ізотопів, таких як для маркування радіофармацевтичних препаратів та діагностики ядерних медичних зображень.
6. Лазерна технологія:Лазери іонів ітрію-це поширений твердий лазер, що використовується в різних наукових дослідженнях, лазерних медицинах та промислових застосуванні. Виробництво цих лазерів вимагає використання певних сполук ітрію в якості активаторів.Ттріум елементиі їхні сполуки відіграють важливу роль у сучасній науці, техніці та промисловості, що включають багато сфер, таких як оптика, матеріалознавство та медицина, і внесли позитивний внесок у прогрес та розвиток людського суспільства.
Фізичні властивості ітрію
Атомна кількістьітріумстановить 39, а його хімічний символ - Y.
1. Зовнішній вигляд:Yttrium-це срібляно-білий метал.
2. Щільність:Щільність ітрію становить 4,47 г/см3, що робить його одним із відносно важких елементів земної кори.
3. Точка плавлення:Температура плавлення ітрію становить 1522 градусів Цельсія (2782 градусів Фаренгейт), що стосується температури, при якій ітрію змінюється з твердого до рідини в термічних умовах.
4. Точка кипіння:Температура кипіння ітрію становить 3336 градусів Цельсія (6037 градусів за Фаренгейтом), що стосується температури, при якій ітріум змінюється з рідини на газ у термічних умовах.
5. Фаза:При кімнатній температурі ітріум знаходиться в твердій стані.
6. Провідність:Yttrium - це хороший провідник електроенергії з високою провідністю, тому він має певні програми в технології виготовлення електронних пристроїв та ланцюгів.
7. Магнетизм:Іттріум - це парамагнітний матеріал при кімнатній температурі, а це означає, що він не має очевидної магнітної реакції на магнітні поля.
8. Кристалічна структура: Ітріум існує в шестикутній кристалічній структурі.
9. Атомний об'єм:Атомний об'єм ітрію становить 19,8 кубічних сантиметрів на моль, що стосується об'єму, зайнятого одним моль атомів ітрію.
Yttrium - це металевий елемент із відносно високою щільністю та температурою плавлення, і має хорошу провідність, тому він має важливі програми в електроніці, матеріалозахисних науках та інших галузях. У той же час ітріум також є відносно поширеним рідкісним елементом, який відіграє важливу роль у деяких передових технологіях та промислових програмах.
Хімічні властивості ітрію
1. Хімічний символ та група: Хімічний символ ітрію є Y, і він розташований у п'ятому періоді періодичної таблиці, третя група, яка схожа на елементи лантаніду.
2. Електронна структура: Електронна структура ітрію становить 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁰ 4s² 4p⁶ 4d⁰ 4f⁴ 5s². У зовнішньому електронному шарі Yttrium має два валентних електронів.
3. Валентний стан: Іттріум зазвичай показує стан валентності +3, який є найпоширенішим станом валентності, але він також може показувати валентні стани +2 та +1.
4. Реактивність: ітріум є відносно стабільним металом, але він поступово окислюється при вплиді на повітря, утворюючи на поверхні оксидний шар. Це призводить до того, що ітріум втрачає блиск. Для захисту ітрію він зазвичай зберігається в сухому середовищі.
5. Реакція з оксидами: ітріум реагує з оксидами, утворюючи різні сполуки, включаючиоксид ітрію(Y2O3.). Оксид ітрію часто використовується для виготовлення фосфорів та кераміки.
6. ** Реакція з кислотами **: yttrium може реагувати з сильними кислотами для отримання відповідних солей, таких якітріум хлорид (Ycl3) абоітріум сульфат (Y2 (so4) 3).
7. Реакція з водою: іттріум не реагує безпосередньо з водою в нормальних умовах, але при високих температурах він може реагувати з водяною парою для отримання водню та оксиду ітрію.
8. Реакція з сульфідами та карбідами: іттріум може реагувати з сульфідами та карбідами, утворюючи відповідні сполуки, такі як сульфід ітрію (YS) та карбід Yttrium (YC2). 9. Ізотопи: yttrium має кілька ізотопів, найбільш стійким з яких є іттріум-89 (^89y), який має довгий період напіввиведення і використовується в маркованню ядерної медицини та ізотопів.
Іттріум - це відносно стабільний металевий елемент з декількома станами валентності та здатністю реагувати з іншими елементами для формування сполук. Він має широкий спектр застосувань в оптиці, матеріалознавстві, медицині та промисловості, особливо в фосфорі, керамічному виробництві та лазерних технологіях.
Біологічні властивості ітрію
Біологічні властивостіітріумУ живих організмах відносно обмежений.
1. Присутність та прийом прийому: Хоча ітріум не є елементом, необхідним для життя, в природі можна знайти простежувані кількості ітрію, включаючи ґрунт, скелі та воду. Організми можуть поглинати простежування кількості ітрію через харчовий ланцюг, як правило, з ґрунту та рослин.
2. Біодоступність: біодоступність ітрію відносно низька, а це означає, що організми, як правило, мають труднощі з поглинанням та ефективним використанням ітрію. Більшість сполук ітрію не легко поглинаються організмами, тому вони, як правило, виводиться.
3. Розподіл в організмах: один раз в організмі, ітріум в основному розподіляється в таких тканинах, як печінка, нирка, селезінка, легені та кістки. Зокрема, кістки містять більш високі концентрації ітрію.
4. Метаболізм та екскреція: Метаболізм ітрію в організмі людини відносно обмежений, оскільки він зазвичай залишає організм шляхом виведення. Більшість з них виводиться через сечу, а також може бути виведено у вигляді дефекації.
5. Токсичність: Через низьку біодоступність ітріум зазвичай не накопичується до шкідливих рівнів у нормальних організмах. Однак вплив ітрію з високою дозою може мати шкідливий вплив на організми, що призводить до токсичного впливу. Така ситуація зазвичай виникає рідко, оскільки концентрація ітрію в природі зазвичай низька, і вона не використовується широко або піддається впливу організм. Біологічні характеристики ітрію в організмах в основному проявляються в його присутності в слідах, низькій біодоступності та не є елементом, необхідним для життя. Хоча це не має очевидного токсичного впливу на організми за нормальних обставин, вплив ітрію високої дози може спричинити небезпеку для здоров'я. Тому наукові дослідження та моніторинг все ще важливі для безпеки та біологічних наслідків ітрію.
Розподіл ітрію в природі
Іттріум - це рідкісний земляний елемент, який відносно широко розподілений у природі, хоча він не існує в чистому стихійному вигляді.
1. Поява в земній корі: чисельність ітрію в земній корі відносно низька, із середньою концентрацією близько 33 мг/кг. Це робить ітріум одним із рідкісних елементів.
Ітріум в основному існує у вигляді мінералів, як правило, разом з іншими рідкісними елементами Землі. Деякі основні мінерали Yttrium включають гранат для заліза Yttrium (YIG) та оксалат Yttrium (Y2 (C2O4) 3).
2. Географічний розподіл: родовища ітрію розподіляються по всьому світу, але деякі області можуть бути багатими ітрієм. Деякі основні родовища ітрію можна знайти в таких регіонах: Австралія, Китай, США, Росія, Канада, Індія, Скандинавія тощо. Зазвичай це включає в себе процеси вилуговування кислот та хімічне поділ для отримання ітрію високої чистоти.
Важливо зазначити, що рідкісні елементи Землі, такі як ітріум, зазвичай не існують у вигляді чистих елементів, але змішуються з іншими рідкісними елементами Землі. Тому видобуток ітрію вищої чистоти вимагає складних процесів хімічної обробки та поділу. Крім того, постачанняРідкісні елементи Земліобмежене, тому важливим є врахування їх управління ресурсами та екологічна стійкість.
Видобуток, вилучення та виплавки елемента ітрію
Іттріум - це рідкісний земляний елемент, який зазвичай існує не у вигляді чистого ітрію, а у вигляді руди ітрію. Далі наведено детальне вступ до процесу видобутку та вдосконалення елемента ітрію:
1. Видобуток руди ітрію:
Дослідження: По -перше, геологи та гірничі інженери проводять розвідувальні роботи, щоб знайти родовища, що містять ітріум. Зазвичай це включає геологічні дослідження, геофізичне дослідження та аналіз зразків. Видобуток: Після того, як буде знайдено родовище, що містить ітрію, руду видобувають. Ці родовища зазвичай включають оксидні руди, такі як гранат із заліза Yttrium (YIG) або оксалат Yttrium (Y2 (C2O4) 3). Руда подрібнення: Після видобутку руду зазвичай потрібно розбити на менші шматки для подальшої обробки.
2. Видалення ітрію:Хімічне вилуговування: подрібнена руда зазвичай надсилається до плавильного плавання, де ітріум витягується за допомогою хімічного вилуговування. Цей процес зазвичай використовує кислий розчин вилуговування, такий як сірчана кислота, для розчинення ітрію з руди. Розділення: Після розчинення ітрію він зазвичай змішується з іншими рідкісними елементами та домішками. Для вилучення ітрію вищої чистоти потрібен процес поділу, як правило, використовуючи вилучення розчинника, обмін іонами або інші хімічні методи. Опад: ітріум відокремлюється від інших рідкісних елементів землі за допомогою відповідних хімічних реакцій, утворюючи чисті сполуки ітрію. Висушування та прожарювання: Отримані сполуки ітрію зазвичай потрібно висушити та проводити, щоб видалити залишкову вологу та домішки, щоб нарешті отримати чистий метал ітрій або сполуки.
Методи виявлення ітрію
Загальні методи виявлення ітрію в основному включають атомну спектроскопію поглинання (AAS), індуктивно пов'язану плазмову мас-спектрометрію (ICP-MS), рентгенівську флуоресцентну спектроскопію (XRF) тощо.
1. Атомна спектроскопія поглинання (AAS):AAS - це часто використовуваний метод кількісного аналізу, придатний для визначення вмісту ітрію в розчині. Цей метод заснований на явищі поглинання, коли цільовий елемент у зразку поглинає світло конкретної довжини хвилі. По-перше, зразок перетворюється у вимірювану форму за допомогою етапів попередньої обробки, таких як спалювання газу та високотемпературна сушка. Потім світло, що відповідає довжині хвилі цільового елемента, передається в зразок, вимірюється інтенсивність світла, поглинений зразком, і вміст ітрію в зразку обчислюється, порівнюючи його зі стандартним розчином ітрію відомої концентрації.
2. Індуктивно пов'язана плазмова мас-спектрометрія (ICP-MS):ICP-MS-це високочутлива аналітична методика, придатна для визначення вмісту ітрію у рідких та твердих зразках. Цей метод перетворює зразок у заряджені частинки, а потім використовує мас -спектрометр для масового аналізу. ICP-MS має широкий діапазон виявлення та високу роздільну здатність і може визначати вміст декількох елементів одночасно. Для виявлення ітрію ICP-MS може забезпечити дуже низькі межі виявлення та високу точність.
3. Рентгенівська флуоресцентна спектрометрія (XRF):XRF-це неруйнівний аналітичний метод, придатний для визначення вмісту ітрію у твердих та рідких зразках. Цей метод визначає вміст елементів шляхом опромінення поверхні зразка рентгенівськими променями та вимірювання характерної пікової інтенсивності спектру флуоресценції у зразку. XRF має переваги швидкої швидкості, простої роботи та здатність визначати кілька елементів одночасно. Однак XRF може втручатися в аналіз ітрію з низьким вмістом, що призводить до великих помилок.
4. Індуктивно пов'язана спектрометрія оптичної випромінювання плазми (ICP-OES):Індуктивно пов'язана плазмова оптична спектрометрія емісії-це дуже чутливий та селективний аналітичний метод, широко застосовуваний у багатоелементному аналізі. Він атомізує зразок і утворює плазму для вимірювання конкретної довжини хвилі та інтенсивності of yttriumВикиди в спектрометрі. На додаток до вищезазначених методів існують інші часто використовувані методи виявлення ітрію, включаючи електрохімічний метод, спектрофотометрію тощо. Вибір відповідного методу виявлення залежить від таких факторів, як властивості вибірки, необхідний діапазон вимірювання та точність виявлення, а стандарти калібрування часто необхідні для забезпечення точності та надійності результатів вимірювань.
Конкретне застосування методу атомного поглинання ітрію
У вимірюванні елементів індуктивно пов'язана мас-спектрометрія плазми (ICP-MS) є високочутливою та багатоелементною методикою аналізу, яка часто використовується для визначення концентрації елементів, включаючи ітрію. Далі наведено детальний процес тестування ітрію в ICP-MS:
1. Підготовка зразка:
Зразок зазвичай потрібно розчиняти або диспергувати у рідкій формі для аналізу ICP-MS. Це можна зробити за допомогою хімічного розчинення, травлення нагріву або інших відповідних методів підготовки.
Підготовка зразка вимагає надзвичайно чистих умов для запобігання забрудненню будь -яких зовнішніх елементів. Лабораторія повинна вжити необхідних заходів, щоб уникнути забруднення зразків.
2. Generation ICP:
ICP генерується шляхом введення змішаного газу аргону або аргону-кисню в закритий кварцовий плазмовий факел. Високочастотна індуктивна зв'язок створює інтенсивне полум'я плазми, що є початковою точкою аналізу.
Температура плазми становить приблизно від 8000 до 10000 градусів Цельсія, що достатньо високо, щоб перетворити елементи у зразку в іонний стан.
3. Іонізація та поділ:Після того, як зразок потрапляє в плазму, елементи в ньому є іонізованими. Це означає, що атоми втрачають один або кілька електронів, утворюючи заряджені іони. ICP-MS використовує мас-спектрометр для відокремлення іонів різних елементів, як правило, за допомогою співвідношення маси до заряду (M/Z). Це дозволяє відокремлювати іони різних елементів та згодом аналізувати.
4. Масова спектрометрія:Відокремлені іони потрапляють у мас -спектрометр, зазвичай квадрупольний мас -спектрометр або мас -спектрометр магнітного сканування. У мас-спектрометрі іони різних елементів відокремлюються та виявляються відповідно до їх співвідношення маси до заряду. Це дозволяє визначити наявність та концентрацію кожного елемента. Однією з переваг індуктивно пов'язаної плазмової мас -спектрометрії є її висока роздільна здатність, що дозволяє йому одночасно виявляти кілька елементів.
5. Обробка даних:Дані, отримані ICP-MS, зазвичай повинні бути оброблені та проаналізовані для визначення концентрації елементів у вибірці. Сюди входить порівняння сигналу виявлення зі стандартами відомих концентрацій, виконання калібрування та корекції.
6. Звіт про результат:Кінцевий результат представлений як концентрація або масовий відсоток елемента. Ці результати можуть бути використані в різних застосуванні, включаючи науку про землю, аналіз навколишнього середовища, тестування на харчування, медичні дослідження тощо.
ICP-MS-це високоточна та чутлива методика, придатна для багатоелементного аналізу, включаючи ітріум. Однак це вимагає складних інструментів та досвіду, тому він зазвичай проводиться в лабораторії чи в центрі професійного аналізу. У фактичній роботі необхідно вибрати відповідний метод вимірювання відповідно до конкретних потреб сайту. Ці методи широко використовуються в аналізі та виявленні іттербіуму в лабораторіях та галузях.
Після узагальнення вищезазначеного можна зробити висновок, що іттріум - це дуже цікавий хімічний елемент з унікальними фізичними та хімічними властивостями, що має велике значення в галузі наукових досліджень та застосувань. Хоча ми досягли певного прогресу в нашому розумінні цього, все ще існує багато питань, які потребують подальших досліджень та розвідки. Я сподіваюсь, що наше вступ може допомогти читачам краще зрозуміти цей захоплюючий елемент і надихнути любов усіх до науки та інтерес до розвідки.
Для отримання додаткової інформації PLSЗв’яжіться з наминижче:
Tel & Whats: 008613524231522
Email:Sales@shxlchem.com
Час посади: 28-2024 листопада