Terwyl ons die wonderlike wêreld van elemente verken,erbiumtrek ons aandag met sy unieke eienskappe en potensiële toepassingswaarde. Van die diepsee tot die buitenste ruimte, van moderne elektroniese toestelle tot groen energie tegnologie, die toepassing vanerbiumop die gebied van wetenskap gaan voort om uit te brei, wat die onvergelyklike waarde daarvan toon.
Erbium is in 1843 deur die Sweedse chemikus Mosander ontdek deur yttrium te ontleed. Hy het oorspronklik die oksied van erbium asterbiumoksied,dus in die vroeë Duitse literatuur is terbiumoksied en erbiumoksied verwar.
Eers ná 1860 is dit reggestel. In dieselfde tydperk wanneerlantaanontdek is, het Mosander die oorspronklik ontdekte ontleed en bestudeeryttrium, en het 'n verslag in 1842 gepubliseer, wat verduidelik dat die oorspronklik ontdekyttriumwas nie 'n enkele element oksied nie, maar 'n oksied van drie elemente. Hy het nog een van hulle yttrium genoem, en een van hulle genoemerbië(erbium aarde). Die element simbool is gestel asEr. Dit is vernoem na die plek waar yttriumerts die eerste keer ontdek is, die klein dorpie Ytter naby Stockholm, Swede. Die ontdekking van erbium en twee ander elemente,lantaanenterbium, het die tweede deur oopgemaak vir die ontdekking vanseldsame aardelemente, wat die tweede fase van die ontdekking van seldsame aardelemente is. Hul ontdekking is die derde van die seldsame aardelemente daarnaseriumenyttrium.
Vandag gaan ons saam hierdie verkenningsreis aanpak om 'n dieper begrip van die unieke eienskappe van erbium en die toepassing daarvan in moderne tegnologie te kry.
Toepassingsvelde van erbiumelement
1. Lasertegnologie:Erbium-element word wyd gebruik in lasertegnologie, veral in vastestoflasers. Erbiumione kan lasers met 'n golflengte van ongeveer 1,5 mikron in vastestoflasermateriale produseer, wat van groot belang is vir velde soos optieseveselkommunikasie en mediese laserchirurgie.
2. Optiese vesel kommunikasie:Aangesien erbiumelement die golflengte kan produseer wat nodig is om in optieseveselkommunikasie te werk, word dit in veselversterkers gebruik. Dit help om die transmissieafstand en doeltreffendheid van optiese seine te verbeter en die werkverrigting van kommunikasienetwerke te verbeter.
3. Mediese laserchirurgie:Erbium lasers word wyd gebruik in die mediese veld, veral vir weefsel sny en stolling. Die keuse van sy golflengte laat erbiumlasers effektief geabsorbeer en gebruik word vir hoë-presisie laserchirurgie, soos oftalmiese chirurgie.
4. Magnetiese materiale en magnetiese resonansbeelding (MRI):Die byvoeging van erbium by sommige magnetiese materiale kan hul magnetiese eienskappe verander, wat dit belangrike toepassings in magnetiese resonansbeelding (MRI) maak. Erbium-toegevoegde magnetiese materiale kan gebruik word om die kontras van MRI-beelde te verbeter.
5. Optiese versterkers:Erbium word ook in optiese versterkers gebruik. Deur erbium by die versterker te voeg, kan wins in die kommunikasiestelsel verkry word, wat die sterkte en transmissieafstand van die optiese sein verhoog.
6. Kernenergie industrie:Erbium-167 isotoop het 'n hoë neutron-dwarssnit, dus word dit as 'n neutronbron in die kernenergiebedryf gebruik vir neutronopsporing en beheer van kernreaktors.
7. Navorsing en laboratoriums:Erbium word gebruik as 'n unieke detektor en merker in die laboratorium vir navorsing en laboratoriumtoepassings. Sy spesiale spektrale eienskappe en magnetiese eienskappe maak dat dit 'n belangrike rol in wetenskaplike navorsing speel.
Erbium speel 'n onontbeerlike rol in moderne wetenskap en tegnologie en medisyne, en sy unieke eienskappe bied belangrike ondersteuning vir verskeie toepassings.
Fisiese eienskappe van Erbium
Voorkoms: Erbium is 'n silwerwit, soliede metaal.
Digtheid: Erbium het 'n digtheid van ongeveer 9,066 g/cm3. Dit dui daarop dat erbium 'n relatief digte metaal is.
Smeltpunt: Erbium het 'n smeltpunt van 1,529 grade Celsius (2,784 grade Fahrenheit). Dit beteken dat erbium by hoë temperature van 'n vaste toestand na 'n vloeibare toestand kan oorgaan.
Kookpunt: Erbium het 'n kookpunt van 2,870 grade Celsius (5,198 grade Fahrenheit). Dit is die punt waarop erbium oorgaan van 'n vloeibare toestand na 'n gasvormige toestand by hoë temperature.
Geleidingsvermoë: Erbium is een van die meer geleidende metale en het goeie elektriese geleidingsvermoë.
Magnetisme: By kamertemperatuur is erbium 'n ferromagnetiese materiaal. Dit vertoon ferromagnetisme onder 'n sekere temperatuur, maar verloor hierdie eienskap by hoër temperature.
Magnetiese moment: Erbium het 'n relatief groot magnetiese moment, wat dit belangrik maak in magnetiese materiale en magnetiese toepassings.
Kristalstruktuur: By kamertemperatuur is die kristalstruktuur van erbium seskantige naaste pakking. Hierdie struktuur beïnvloed sy eienskappe in die vaste toestand.
Termiese geleidingsvermoë: Erbium het 'n hoë termiese geleidingsvermoë, wat aandui dat dit goed presteer in termiese geleidingsvermoë.
Radioaktiwiteit: Erbium self is nie 'n radioaktiewe element nie, en sy stabiele isotope is relatief volop.
Spektrale eienskappe: Erbium toon spesifieke absorpsie- en emissielyne in die sigbare en naby-infrarooi spektrale streke, wat dit nuttig maak in lasertegnologie en optiese toepassings.
Die fisiese eienskappe van die erbiumelement maak dit wyd gebruik in lasertegnologie, optiese kommunikasie, medisyne en ander wetenskaplike en tegnologiese velde.
Chemiese eienskappe van erbium
Chemiese simbool: Die chemiese simbool van erbium is Er.
Oksidasietoestand: Erbium bestaan gewoonlik in die +3 oksidasietoestand, wat die mees algemene oksidasietoestand is. In verbindings kan erbium Er^3+ ione vorm.
Reaktiwiteit: Erbium is relatief stabiel by kamertemperatuur, maar dit sal stadig in lug geoksideer word. Dit reageer stadig op water en sure, so dit kan in sommige toepassings relatief stabiel bly.
Oplosbaarheid: Erbium los in gewone anorganiese sure op om die ooreenstemmende erbiumsoute te produseer.
Reaksie met suurstof: Erbium reageer met suurstof om hoofsaaklik oksiede te vormEr2O3 (erbiumdioksied). Dit is 'n roosrooi vaste stof wat algemeen in keramiekglasuurwerk en ander toepassings gebruik word.
Reaksie met halogene: Erbium kan met halogene reageer om ooreenstemmende haliede te vorm, sooserbiumfluoried (ErF3), erbiumchloried (ErCl3), ens.
Reaksie met swael: Erbium kan met swael reageer om sulfiede te vorm, sooserbiumsulfied (Er2S3).
Reaksie met stikstof: Erbium reageer met stikstof om te vormerbiumnitried (ErN).
Komplekse: Erbium vorm 'n verskeidenheid komplekse, veral in organometaalchemie. Hierdie komplekse het toepassingswaarde in katalise en ander velde.
Stabiele isotope: Erbium het veelvuldige stabiele isotope, waarvan die volopste Er-166 is. Daarbenewens het erbium 'n paar radioaktiewe isotope, maar hul relatiewe oorvloed is laag.
Die chemiese eienskappe van die element erbium maak dit 'n belangrike komponent van baie hoë-tegnologie toepassings, wat die veelsydigheid daarvan in verskillende velde toon.
Biologiese eienskappe van erbium
Erbium het relatief min biologiese eienskappe in organismes, maar sommige studies het getoon dat dit onder sekere toestande aan sommige biologiese prosesse kan deelneem.
Biologiese beskikbaarheid: Erbium is 'n spoorelement vir baie organismes, maar die biobeskikbaarheid daarvan in organismes is relatief laag.Lantaanione is moeilik om deur organismes geabsorbeer en benut te word, daarom speel hulle selde 'n belangrike rol in organismes.
Toksisiteit: Erbium word algemeen beskou as 'n lae toksisiteit, veral in vergelyking met ander seldsame aardelemente. Erbiumverbindings word by sekere konsentrasies as relatief onskadelik beskou. Hoë konsentrasies lantaanione kan egter skadelike effekte op organismes hê, soos selskade en inmenging met fisiologiese funksies.
Biologiese deelname: Alhoewel erbium relatief min funksies in organismes het, het sommige studies getoon dat dit aan sekere spesifieke biologiese prosesse kan deelneem. Sommige studies het byvoorbeeld getoon dat erbium 'n sekere rol kan speel in die bevordering van die groei en blom van plante.
Mediese toepassings: Erbium en sy verbindings het ook sekere toepassings in die mediese veld. Erbium kan byvoorbeeld gebruik word in die behandeling van sekere radionukliede, as 'n kontrasmiddel vir die spysverteringskanaal, en as 'n hulpadditief vir sekere middels. In mediese beeldvorming word erbiumverbindings soms as kontrasmiddels gebruik.
Inhoud in die liggaam: Erbium bestaan in klein hoeveelhede in die natuur, so die inhoud daarvan in die meeste organismes is ook relatief laag. In sommige studies is gevind dat sommige mikroörganismes en plante moontlik erbium kan absorbeer en opgaar.
Daar moet kennis geneem word dat erbium nie 'n noodsaaklike element vir die menslike liggaam is nie, dus is die begrip van sy biologiese funksies nog relatief beperk. Tans is die hooftoepassings van erbium steeds gekonsentreer in tegniese velde soos materiaalwetenskap, optika en medisyne, eerder as in die veld van biologie.
Ontginning en produksie van erbium
Erbium is 'n seldsame aardelement wat relatief skaars van aard is.
1. Bestaan in die aardkors: Erbium bestaan in die aardkors, maar die inhoud daarvan is relatief laag. Die gemiddelde inhoud daarvan is ongeveer 0,3 mg/kg. Erbium bestaan hoofsaaklik in die vorm van ertse, saam met ander seldsame aardelemente.
2. Verspreiding in ertse: Erbium bestaan hoofsaaklik in die vorm van ertse. Gewone ertse sluit in yttrium erbium erts, erbium aluminium klip, erbium kalium klip, ens. Hierdie ertse bevat gewoonlik ander seldsame aarde elemente op dieselfde tyd. Erbium bestaan gewoonlik in driewaardige vorm.
3. Groot lande van produksie: Die belangrikste lande van erbium produksie sluit in China, die Verenigde State, Australië, Brasilië, ens. Hierdie lande speel 'n belangrike rol in die produksie van seldsame aardelemente.
4. Ekstraksiemetode: Erbium word gewoonlik uit erts onttrek deur die ekstraksieproses van seldsame aardelemente. Dit behels 'n reeks chemiese en smeltstappe om erbium te skei en te suiwer.
5. Verwantskap met ander elemente: Erbium het soortgelyke eienskappe as ander seldsame aardelemente, dus in die onttrekking en skeidingsproses is dit dikwels nodig om die naasbestaan en wedersydse invloed met ander seldsame aardelemente in ag te neem.
6. Toepassingsgebiede: Erbium word wyd gebruik in die veld van wetenskap en tegnologie, veral in optiese kommunikasie, lasertegnologie en mediese beeldvorming. As gevolg van sy anti-reflektiewe eienskappe in glas, word erbium ook gebruik in die voorbereiding van optiese glas.
Alhoewel erbium relatief skaars in die aardkors is, het die vraag daarna geleidelik toegeneem weens sy unieke eienskappe in sommige hoëtegnologietoepassings, wat gelei het tot die voortdurende ontwikkeling en verbetering van verwante mynbou- en raffineringstegnologieë.
Algemene opsporingsmetodes vir erbium
Die opsporingsmetodes vir erbium behels gewoonlik analitiese chemie tegnieke. Die volgende is 'n gedetailleerde inleiding tot sommige algemeen gebruikte erbium-opsporingsmetodes:
1. Atoomabsorpsiespektrometrie (AAS): AAS is 'n algemeen gebruikte kwantitatiewe ontledingsmetode wat geskik is vir die bepaling van die inhoud van metaalelemente in 'n monster. In AAS word die monster geatomiseer en deur 'n ligstraal van 'n spesifieke golflengte gevoer, en die intensiteit van die lig wat in die monster geabsorbeer word, word opgespoor om die konsentrasie van die element te bepaal.
2. Induktief gekoppelde plasma optiese emissiespektrometrie (ICP-OES): ICP-OES is 'n hoogs sensitiewe analitiese tegniek wat geskik is vir multi-element analise. In ICP-OES gaan die monster deur 'n induktief gekoppelde plasma om 'n hoë-temperatuur plasma te genereer wat die atome in die monster opwek om 'n spektrum uit te straal. Deur die golflengte en intensiteit van die uitgestraalde lig op te spoor, kan die konsentrasie van elke element in die monster bepaal word.
3. Massaspektrometrie (ICP-MS): ICP-MS kombineer die generering van induktief gekoppelde plasma met die hoë resolusie van massaspektrometrie en kan gebruik word vir elementêre analise teen uiters lae konsentrasies. In ICP-MS word die monster verdamp en geïoniseer, en dan deur 'n massaspektrometer opgespoor om die massaspektrum van elke element te verkry en sodoende die konsentrasie daarvan te bepaal.
4. Fluoresensiespektroskopie: Fluoresensiespektroskopie bepaal die konsentrasie deur die erbiumelement in die monster te stimuleer en die uitgestraalde fluoressensiesein te meet. Hierdie metode is veral effektief om seldsame aardelemente op te spoor.
5. Chromatografie: Chromatografie kan gebruik word om erbiumverbindings te skei en op te spoor. Byvoorbeeld, ioonuitruilchromatografie en omgekeerde fase vloeistofchromatografie kan beide toegepas word op die ontleding van erbium.
Hierdie metodes moet gewoonlik in 'n laboratoriumomgewing uitgevoer word en vereis die gebruik van gevorderde instrumente en toerusting. Die keuse van 'n toepaslike opsporingsmetode hang gewoonlik af van die aard van die monster, die vereiste sensitiwiteit, resolusie en die beskikbaarheid van laboratoriumtoerusting.
Spesifieke toepassing van atoomabsorpsiemetode vir die meting van erbiumelement
In elementmeting het die atoomabsorpsiemetode hoë akkuraatheid en sensitiwiteit, en bied 'n effektiewe manier om die chemiese eienskappe, samestelling en inhoud van elemente te bestudeer.
Vervolgens gebruik ons atoomabsorpsiemetode om die inhoud van erbiumelement te meet. Die spesifieke stappe is soos volg:
Eerstens is dit nodig om 'n monster wat erbiumelement bevat, voor te berei. Die monster kan solied, vloeistof of gas wees. Vir vaste monsters is dit gewoonlik nodig om dit op te los of te smelt vir die daaropvolgende atomiseringsproses.
Kies 'n geskikte atoomabsorpsiespektrometer. Volgens die eienskappe van die monster wat gemeet moet word en die omvang van die erbiuminhoud wat gemeet moet word, kies 'n geskikte atoomabsorpsiespektrometer.
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 erbium element. Plaas die monster wat getoets moet word in die verstuiver, en straal ligstraling van 'n spesifieke golflengte deur die ligbron uit. Die erbiumelement wat getoets moet word, sal hierdie ligstraling absorbeer en energievlakoorgang produseer. Die absorpsie van die erbiumelement word deur die detektor gemeet.
Bereken die inhoud van die erbiumelement. Bereken die inhoud van die erbiumelement gebaseer op die absorpsie en die standaardkromme.
Op die wetenskaplike verhoog het erbium, met sy geheimsinnige en unieke eienskappe, 'n wonderlike aanraking tot menslike tegnologiese verkenning en innovasie bygevoeg. Van die dieptes van die aardkors tot hoë-tegnologie toepassings in die laboratorium, erbium se reis het die mensdom se aanhoudende strewe na die misterie van die element gesien. Die toepassing daarvan in optiese kommunikasie, lasertegnologie en medisyne het meer moontlikhede in ons lewens ingespuit, wat ons in staat gestel het om na gebiede te loer wat eens verduister was.
Net soos erbium deur 'n stuk kristalglas in optika skyn om die onbekende pad vorentoe te verlig, maak dit 'n deur oop na die afgrond van kennis vir navorsers in die saal van wetenskap. Erbium is nie net 'n blink ster op die periodieke tabel nie, maar ook 'n kragtige assistent vir die mensdom om die hoogtepunt van wetenskap en tegnologie te klim.
Ek hoop dat ons in die komende jare die misterie van erbium dieper kan verken en meer wonderlike toepassings kan uitgrawe, sodat hierdie "elementster" sal aanhou skyn en die pad vorentoe in die loop van menslike ontwikkeling sal verlig. Die verhaal van die element erbium gaan voort, en ons sien uit na watter toekomstige wonderwerke erbium ons op die wetenskaplike verhoog sal wys.
Vir meer inligting asbkontak onshieronder:
Whatsapp en tel: 008613524231522
Email:sales@shxlchem.com
Pos tyd: Nov-21-2024