Holmium-element en algemene opsporingsmetodes
In die periodieke tabel van chemiese elemente is daar 'n element wat genoem wordholmium, wat 'n seldsame metaal is. Hierdie element is solied by kamertemperatuur en het 'n hoë smeltpunt en kookpunt. Dit is egter nie die aantreklikste deel van die holmium-element nie. Sy ware bekoring lê daarin dat wanneer dit opgewonde is, dit 'n pragtige groen lig uitstraal. Die holmium-element in hierdie opgewonde toestand is soos 'n flitsende groen juweel, pragtig en geheimsinnig. Mense het 'n relatief kort kognitiewe geskiedenis van die holmium-element. In 1879 het die Sweedse chemikus Per Theodor Klebe die eerste keer die holmium-element ontdek en dit na sy tuisdorp vernoem. Terwyl hy onsuiwer erbium bestudeer het, het hy onafhanklik holmium ontdek deur te verwyderyttriumenskandium. Hy het die bruin stof Holmia (die Latynse naam vir Stockholm) en die groen stof Thulia genoem. Hy het toe disprosium suksesvol geskei om suiwer holmium te skei. In die periodieke tabel van chemiese elemente het holmium 'n paar baie unieke eienskappe en gebruike. Holmium is 'n seldsame aardelement met baie sterk magnetisme, dus word dit dikwels gebruik om magnetiese materiale te maak. Terselfdertyd het holmium ook 'n hoë brekingsindeks, wat dit 'n ideale materiaal maak vir die maak van optiese instrumente en optiese vesels. Daarbenewens speel holmium ook 'n belangrike rol op die gebied van medisyne, energie en omgewingsbeskerming. Kom ons stap vandag na hierdie magiese element met 'n wye reeks toepassings - holmium. Verken sy raaisels en voel die groot bydrae daarvan tot die menslike samelewing.
Toepassingsvelde van holmiumelement
Holmium is 'n chemiese element met 'n atoomgetal van 67 en behoort aan die lantaniedreeks. Die volgende is 'n gedetailleerde inleiding tot sommige toepassingsvelde van holmiumelement:
1. Holmium magneet:Holmium het goeie magnetiese eienskappe en word wyd gebruik as 'n materiaal vir die maak van magnete. Veral in hoë-temperatuur supergeleiding navorsing, holmium magnete word dikwels gebruik as materiaal vir supergeleiers om die magnetiese veld van supergeleiers te verbeter.
2. Holmium glas:Holmium kan glas spesiale optiese eienskappe gee en word gebruik om holmiumglaslasers te maak. Holmium lasers word wyd gebruik in medisyne en industrie, en kan gebruik word om oogsiektes te behandel, metale en ander materiale te sny, ens.
3. Kernenergie industrie:Holmium se isotoop holmium-165 het 'n hoë neutronvangsdwarssnit en word gebruik om die neutronvloed en kragverspreiding van kernreaktors te beheer.
4. Optiese toestelle: Holmium het ook 'n paar toepassings in optiese toestelle, soos optiese golfleiers, fotodetektors, modulators, ens. in optiese vesel kommunikasie.
5. Fluorescerende materiale:Holmium-verbindings kan as fluoresserende materiale gebruik word om fluoresserende lampe, fluoresserende vertoonskerms en fluoresserende aanwysers te vervaardig.6. Metaallegerings:Holmium kan by ander metale gevoeg word om legerings te maak om die termiese stabiliteit, korrosiebestandheid en sweiswerkverrigting van metale te verbeter. Dit word dikwels gebruik om vliegtuigenjins, motorenjins en chemiese toerusting te vervaardig. Holmium het belangrike toepassings in magnete, glaslasers, kernenergie-industrie, optiese toestelle, fluoresserende materiale en metaallegerings.
Fisiese eienskappe van holmium element
1. Atoomstruktuur: Die atoomstruktuur van holmium bestaan uit 67 elektrone. In sy elektroniese konfigurasie is daar 2 elektrone in die eerste laag, 8 elektrone in die tweede laag, 18 elektrone in die derde laag en 29 elektrone in die vierde laag. Daarom is daar 2 alleenpare elektrone in die buitenste laag.
2. Digtheid en hardheid: Die digtheid van holmium is 8,78 g/cm3, wat 'n relatief hoë digtheid is. Sy hardheid is ongeveer 5,4 Mohs hardheid.
3. Smeltpunt en kookpunt: Die smeltpunt van holmium is ongeveer 1474 grade Celsius en die kookpunt is ongeveer 2695 grade Celsius.
4. Magnetisme: Holmium is 'n metaal met goeie magnetisme. Dit toon ferromagnetisme by lae temperature, maar verloor geleidelik sy magnetisme by hoë temperature. Die magnetisme van holmium maak dit belangrik in magneettoepassings en in hoë-temperatuur supergeleidingsnavorsing.
5. Spektrale eienskappe: Holmium toon duidelike absorpsie- en emissielyne in die sigbare spektrum. Sy emissielyne is hoofsaaklik in die groen en rooi spektrale reekse geleë, wat daartoe lei dat holmiumverbindings gewoonlik groen of rooi kleure het.
6. Termiese geleidingsvermoë: Holmium het 'n relatief hoë termiese geleidingsvermoë van ongeveer 16.2 W/m·Kelvin. Dit maak holmium waardevol in sommige toepassings wat uitstekende termiese geleidingsvermoë vereis. Holmium is 'n metaal met 'n hoë digtheid, hardheid en magnetisme. Dit speel 'n belangrike rol in magnete, hoë-temperatuur supergeleiers, spektroskopie en termiese geleidingsvermoë.
Chemiese eienskappe van holmium
1. Reaktiwiteit: Holmium is 'n relatief stabiele metaal wat stadig met die meeste nie-metaalelemente en sure reageer. Dit reageer nie met lug en water by kamertemperatuur nie, maar wanneer dit tot hoë temperature verhit word, reageer dit met suurstof in die lug om holmiumoksied te vorm.
2. Oplosbaarheid: Holmium het goeie oplosbaarheid in suur oplossings en kan met gekonsentreerde swaelsuur, salpetersuur en soutsuur reageer om ooreenstemmende holmiumsoute te produseer.
3. Oksidasietoestand: Die oksidasietoestand van holmium is gewoonlik +3. Dit kan 'n verskeidenheid verbindings vorm, soos oksiede (Ho2O3), chloriede (HoCl3), sulfate (Ho2(SO4)3), ens. Daarbenewens kan holmium ook oksidasietoestande soos +2, +4 en +5 aanbied, maar hierdie oksidasietoestande is minder algemeen.
4. Komplekse: Holmium kan 'n verskeidenheid komplekse vorm, waarvan die algemeenste komplekse is wat op holmium (III) ione gesentreer is. Hierdie komplekse speel 'n belangrike rol in chemiese analise, katalisators en biochemiese navorsing.
5. Reaktiwiteit: Holmium vertoon gewoonlik relatief ligte reaktiwiteit in chemiese reaksies. Dit kan deelneem aan baie soorte chemiese reaksies soos oksidasie-reduksie-reaksies, koördinasie-reaksies en komplekse reaksies. Holmium is 'n relatief stabiele metaal, en die chemiese eienskappe daarvan word hoofsaaklik weerspieël in relatief lae reaktiwiteit, goeie oplosbaarheid, verskeie oksidasietoestande en die vorming van verskeie komplekse. Hierdie eienskappe maak dat holmium wyd gebruik word in chemiese reaksies, koördinasiechemie en biochemiese navorsing.
Biologiese eienskappe van holmium
Die biologiese eienskappe van holmium is relatief min bestudeer, en die inligting wat ons tot dusver weet is beperk. Die volgende is van die eienskappe van holmium in organismes:
1. Biobeskikbaarheid: Holmium is relatief skaars in die natuur, dus die inhoud daarvan in organismes is baie laag. Holmium het swak biobeskikbaarheid, dit wil sê die organisme se vermoë om holmium in te neem en te absorbeer is beperk, wat een van die redes is waarom die funksies en effekte van holmium in die menslike liggaam nie ten volle verstaan word nie.
2. Fisiologiese funksie: Alhoewel daar beperkte kennis is van die fisiologiese funksies van holmium, het studies getoon dat holmium betrokke kan wees by sommige belangrike biochemiese prosesse in die menslike liggaam. Wetenskaplike studies het getoon dat holmium verband hou met been- en spiergesondheid, maar die spesifieke meganisme is nog onduidelik.
3. Toksisiteit: As gevolg van sy lae biobeskikbaarheid, het holmium relatief lae toksisiteit vir die menslike liggaam. In laboratoriumdierstudies kan blootstelling aan hoë konsentrasies holmiumverbindings 'n mate van skade aan die lewer en niere veroorsaak, maar huidige navorsing oor die akute en chroniese toksisiteit van holmium is relatief beperk. Die biologiese eienskappe van holmium in lewende organismes word nog nie ten volle verstaan nie. Huidige navorsing fokus op die moontlike fisiologiese funksies daarvan en toksiese effekte op lewende organismes. Met die voortdurende vooruitgang van wetenskap en tegnologie, sal navorsing oor die biologiese eienskappe van holmium voortgaan om te verdiep.
Natuurlike verspreiding van holmium
Die verspreiding van holmium in die natuur is baie skaars, en dit is een van die elemente met uiters lae inhoud in die aardkors. Die volgende is die verspreiding van holmium in die natuur:
1. Verspreiding in die aardkors: Die inhoud van holmium in die aardkors is ongeveer 1,3 dpm (dele per miljoen), wat 'n relatief skaars element in die aardkors is. Ten spyte van die lae inhoud daarvan, kan holmium in sommige gesteentes en ertse gevind word, soos ertse wat seldsame aardelemente bevat.
2. Teenwoordigheid in minerale: Holmium kom hoofsaaklik voor in ertse in die vorm van oksiede, soos holmiumoksied (Ho2O3). Ho2O3 is aseldsame aardoksiederts wat 'n hoë konsentrasie holmium bevat.
3. Samestelling in die natuur: Holmium bestaan gewoonlik saam met ander seldsame aardelemente en 'n deel van die lantaniedelemente. Dit kan in die natuur bestaan in die vorm van oksiede, sulfate, karbonate, ens.
4. Geografiese ligging van verspreiding: Die verspreiding van holmium is relatief eenvormig oor die wêreld, maar die produksie daarvan is baie beperk. Sommige lande het sekere holmiumertsbronne, soos China, Australië, Brasilië, ens. Holmium is relatief skaars van aard en bestaan hoofsaaklik in die vorm van oksiede in ertse. Alhoewel die inhoud laag is, bestaan dit saam met ander seldsame aardelemente en kan dit in sekere spesifieke geologiese omgewings gevind word. Weens sy skaarsheid en verspreidingsbeperkings is die ontginning en benutting van holmium relatief moeilik.
Onttrekking en Smelt van Holmium Element
Holmium is 'n seldsame aardelement, en die myn- en ontginningsproses daarvan is soortgelyk aan ander seldsame aardelemente. Die volgende is 'n gedetailleerde inleiding tot die myn- en ontginningsproses van holmiumelement:
1. Soek na holmiumerts: Holmium kan in seldsame aarderts gevind word, en gewone holmiumerts sluit oksiederts en karbonaaterts in. Hierdie ertse kan in ondergrondse of oopgroefmineraalafsettings voorkom.
2. Kneus en maal van erts: Na ontginning moet holmiumerts vergruis en tot kleiner deeltjies gemaal en verder verfyn word.
3. Flotasie: Skeiding van holmiumerts van ander onsuiwerhede deur flotasiemetode. In die flotasieproses word verdunningsmiddel en skuimmiddel dikwels gebruik om holmiumerts op die vloeistofoppervlak te laat dryf, en dan fisiese en chemiese behandeling uit te voer.
4. Hidrasie: Na flotasie sal holmiumerts hidrasiebehandeling ondergaan om dit in holmiumsoute te verander. Hidrasiebehandeling behels gewoonlik die reaksie van erts met verdunde suuroplossing om 'n holmiumsuursoutoplossing te vorm.
5. Presipitasie en filtrasie: Deur die reaksietoestande aan te pas, word die holmium in die holmiumsuursoutoplossing neerslag. Filtreer dan die neerslag om die suiwer holmium-neerslag te skei.
6. Kalsinering: Holmium-presipitate moet kalsineringsbehandeling ondergaan. Hierdie proses behels die verhitting van die holmiumneerslag tot 'n hoë temperatuur om dit in holmiumoksied te omskep.
7. Reduksie: Holmiumoksied ondergaan reduksiebehandeling om in metaalholmium te transformeer. Gewoonlik word reduseermiddels (soos waterstof) vir reduksie onder hoë temperatuurtoestande gebruik. 8. Verfyning: Die gereduseerde metaal holmium kan ander onsuiwerhede bevat en moet verfyn en gesuiwer word. Verfyningsmetodes sluit oplosmiddelekstraksie, elektrolise en chemiese reduksie in. Na die bogenoemde stappe, hoë suiwerheidholmium metaalverkry kan word. Hierdie holmium metale kan gebruik word vir die voorbereiding van legerings, magnetiese materiale, kernenergie industrie, en laser toestelle. Dit is opmerklik dat die myn- en ontginningsproses van seldsame aardelemente relatief kompleks is en gevorderde tegnologie en toerusting vereis om doeltreffende en laekosteproduksie te bewerkstellig.
Opsporingsmetodes van holmiumelement
1. Atoomabsorpsiespektrometrie (AAS): Atoomabsorpsiespektrometrie is 'n algemeen gebruikte kwantitatiewe analise metode wat absorpsiespektra van spesifieke golflengtes gebruik om die konsentrasie van holmium in 'n monster te bepaal. Dit atomiseer die monster wat in 'n vlam getoets moet word, en meet dan die absorpsie-intensiteit van holmium in die monster deur 'n spektrometer. Hierdie metode is geskik vir die opsporing van holmium by hoër konsentrasies.
2. Induktief gekoppelde plasma optiese emissie spektrometrie (ICP-OES): Induktief gekoppelde plasma optiese emissie spektrometrie is 'n hoogs sensitiewe en selektiewe analitiese metode wat wyd gebruik word in multi-element analise. Dit atomiseer die monster en vorm 'n plasma om die spesifieke golflengte en intensiteit van holmium-emissie in 'n spektrometer te meet.
3. Induktief gekoppelde plasma massaspektrometrie (ICP-MS): Induktief gekoppelde plasma massaspektrometrie is 'n hoogs sensitiewe en hoë resolusie analitiese metode wat gebruik kan word vir isotoop verhouding bepaling en spoorelement analise. Dit atomiseer die monster en vorm 'n plasma om die massa-tot-lading-verhouding van holmium in 'n massaspektrometer te meet.
4. X-straalfluoressensiespektrometrie (XRF): X-straalfluoressensiespektrometrie gebruik die fluoressensiespektrum wat deur die monster geproduseer word nadat dit deur X-strale opgewek is om die inhoud van elemente te ontleed. Dit kan vinnig en nie-vernietigend die holmium-inhoud in die monster bepaal. Hierdie metodes word wyd gebruik in laboratoriums en industriële velde vir kwantitatiewe ontleding en kwaliteitbeheer van holmium. Die keuse van die toepaslike metode hang af van faktore soos monstertipe, vereiste opsporingslimiet en opsporing akkuraatheid.
Spesifieke toepassing van holmium atoomabsorpsiemetode
In elementmeting het die atoomabsorpsiemetode 'n hoë akkuraatheid en sensitiwiteit, en bied 'n effektiewe manier om die chemiese eienskappe, samestelling en inhoud van elemente te bestudeer. Volgende gebruik ons atoomabsorpsiemetode om die inhoud van holmium te meet. Die spesifieke stappe is soos volg: Berei die monster voor om gemeet te word. Berei die monster voor om gemeet te word in 'n oplossing, wat gewoonlik met gemengde suur verteer moet word vir daaropvolgende meting. Kies 'n geskikte atoomabsorpsiespektrometer. Kies 'n geskikte atoomabsorpsiespektrometer volgens die eienskappe van die monster wat gemeet moet word en die omvang van holmiuminhoud wat gemeet moet word. Pas die parameters van die atoomabsorpsiespektrometer aan. Volgens die element wat gemeet moet word en die instrumentmodel, pas die parameters van die atoomabsorpsiespektrometer aan, insluitend ligbron, verstuiver, detektor, ens. Meet die absorpsie van holmium. Plaas die monster wat gemeet moet word in die verstuiver, en straal ligstraling van 'n spesifieke golflengte deur die ligbron uit. Die holmiumelement wat gemeet moet word, sal hierdie ligstraling absorbeer en energievlakoorgange produseer. Meet die absorpsie van holmium deur die detektor. Bereken die inhoud van holmium. Volgens die absorpsie- en standaardkurwe word die inhoud van holmium bereken. Die volgende is die spesifieke parameters wat deur 'n instrument gebruik word om holmium te meet.
Holmium (Ho) standaard: holmiumoksied (analitiese graad).
Metode: Weeg 1.1455g Ho2O3 akkuraat, los op in 20mL 5Mole soutsuur, verdun tot 1L met water, die konsentrasie Ho in hierdie oplossing is 1000μg/mL. Bêre in 'n poliëtileenbottel weg van lig.
Vlam tipe: stikstofoksied-asetileen, ryk vlam
Analise parameters: Golflengte (nm) 410.4 Spektrale bandwydte (nm) 0.2
Filterkoëffisiënt 0.6 Aanbevole lampstroom (mA) 6
Negatiewe hoë spanning (v) 384,5
Hoogte van verbrandingskop (mm) 12
Integrasietyd (S) 3
Lugdruk en vloei (MP, ml/min) 0,25, 5000
Distikstofoksied druk en vloei (MP, ml/min) 0,22, 5000
Asetileendruk en vloei (MP, ml/min) 0,1, 4500
Lineêre korrelasiekoëffisiënt 0,9980
Kenmerkende konsentrasie (μg/mL) 0,841
Berekeningsmetode Deurlopende metode Oplossingsuur 0.5%
HCl gemete tabel:
Kalibrasie kurwe:
Interferensie: Holmium word gedeeltelik in die stikstofoksied-asetileenvlam geïoniseer. Die byvoeging van kaliumnitraat of kaliumchloried tot 'n finale kaliumkonsentrasie van 2000μg/mL kan die ionisasie van holmium inhibeer. In werklike werk is dit nodig om 'n geskikte meetmetode te kies volgens die spesifieke behoeftes van die terrein. Hierdie metodes word wyd gebruik in die ontleding en opsporing van kadmium in laboratoriums en nywerhede.
Holmium het groot potensiaal in baie velde getoon met sy unieke eienskappe en wye verskeidenheid van gebruike. Deur die geskiedenis, ontdekkingsproses te verstaan,belangrikheid en toepassing van holmium, kan ons die belangrikheid en waarde van hierdie magiese element beter verstaan. Kom ons sien daarna uit om holmium in die toekoms meer verrassings en deurbrake vir die menslike samelewing te bring en groter bydraes te lewer om wetenskaplike en tegnologiese vooruitgang en volhoubare ontwikkeling te bevorder.
Vir meer inligting of navrae Holmium welkom bykontak ons
Whats&tel:008613524231522
Email:sales@shxlchem.com
Postyd: 13 Nov 2024