Het jy geweet? Die proses van mense ontdekyttriumwas vol kinkels en uitdagings. In 1787 het die Sweed Karl Axel Arrhenius per ongeluk 'n digte en swaar swart erts in 'n steengroef naby sy tuisdorp Ytterby-dorpie ontdek en dit "Ytterbite" genoem. Daarna het baie wetenskaplikes, insluitend Johan Gadolin, Anders Gustav Ekberg, Friedrich Wöhler en andere, diepgaande navorsing oor hierdie erts gedoen.
In 1794 het die Finse chemikus Johan Gadolin 'n nuwe oksied suksesvol van ytterbiumerts geskei en dit yttrium genoem. Dit was die eerste keer dat mense duidelik 'n seldsame aarde-element ontdek het. Hierdie ontdekking het egter nie dadelik wydverspreide aandag getrek nie.
Met verloop van tyd het wetenskaplikes ander seldsame aardelemente ontdek. In 1803 het die Duitser Klaproth en die Swede Hitzinger en Berzelius serium ontdek. In 1839 het die Sweed Mosander ontdeklantaan. In 1843 het hy erbium ontdek enterbium. Hierdie ontdekkings het 'n belangrike grondslag vir daaropvolgende wetenskaplike navorsing gelê.
Dit was eers aan die einde van die 19de eeu dat wetenskaplikes die element "yttrium" suksesvol van yttriumerts geskei het. In 1885 het die Oostenrykse Wilsbach neodymium en praseodymium ontdek. In 1886 het Bois-Baudran ontdekdysprosium. Hierdie ontdekkings het die groot familie van seldsame aardelemente verder verryk.
Vir meer as 'n eeu na die ontdekking van yttrium, as gevolg van die beperkings van tegniese toestande, kon wetenskaplikes nie hierdie element suiwer nie, wat ook 'n paar akademiese geskille en foute veroorsaak het. Dit het wetenskaplikes egter nie gekeer van hul entoesiasme om yttrium te bestudeer nie.
In die vroeë 20ste eeu, met die voortdurende vooruitgang van wetenskap en tegnologie, het wetenskaplikes uiteindelik begin om seldsame aardelemente te suiwer. In 1901 het die Fransman Eugene de Marseille ontdekeuropium. In 1907-1908 het die Oostenryker Wilsbach en die Fransman Urbain onafhanklik lutetium ontdek. Hierdie ontdekkings het 'n belangrike grondslag vir daaropvolgende wetenskaplike navorsing gelê.
In moderne wetenskap en tegnologie word die toepassing van yttrium al hoe meer omvangryk. Met die voortdurende vooruitgang van wetenskap en tegnologie, sal ons begrip en toepassing van yttrium meer en meer in diepte word.
Toepassingsvelde van yttriumelement
1.Optiese glas en keramiek:Yttrium word wyd gebruik in die vervaardiging van optiese glas en keramiek, hoofsaaklik in die vervaardiging van deursigtige keramiek en optiese glas. Die verbindings het uitstekende optiese eienskappe en kan gebruik word om komponente van lasers, optieseveselkommunikasie en ander toerusting te vervaardig.
2. Fosfore:Yttriumverbindings speel 'n belangrike rol in fosfors en kan helder fluoressensie uitstraal, so hulle word dikwels gebruik om TV-skerms, monitors en beligtingstoerusting te vervaardig.Yttriumoksieden ander verbindings word dikwels as luminescerende materiale gebruik om die helderheid en helderheid van lig te verbeter.
3. Allooi bymiddels: In die vervaardiging van metaallegerings word yttrium dikwels as 'n bymiddel gebruik om die meganiese eienskappe en korrosiebestandheid van metale te verbeter.Yttrium legeringsword dikwels gebruik om hoësterkte staal te maak enaluminiumlegerings, wat hulle meer hittebestand en korrosiebestand maak.
4. Katalisators: Yttriumverbindings speel 'n belangrike rol in sommige katalisators en kan die tempo van chemiese reaksies versnel. Hulle word gebruik om motoruitlaatsuiweringstoestelle en katalisators in industriële produksieprosesse te vervaardig, wat help om die vrystelling van skadelike stowwe te verminder.
5. Mediese beeldtegnologie: Yttrium-isotope word in mediese beeldtegnologie gebruik om radioaktiewe isotope voor te berei, soos vir die etikettering van radiofarmaseutiese middels en die diagnose van kernmediese beelding.
6. Laser tegnologie:Yttriumioonlasers is 'n algemene vastestoflaser wat in verskeie wetenskaplike navorsing, lasergeneeskunde en industriële toepassings gebruik word. Die vervaardiging van hierdie lasers vereis die gebruik van sekere yttriumverbindings as aktiveerders.Yttrium elementeen hul verbindings speel 'n belangrike rol in moderne wetenskap en tegnologie en industrie, wat baie velde soos optika, materiaalwetenskap en medisyne behels, en het positiewe bydraes tot die vooruitgang en ontwikkeling van die menslike samelewing gelewer.
Fisiese eienskappe van yttrium
Die atoomgetal vanyttriumis 39 en sy chemiese simbool is Y.
1. Voorkoms:Yttrium is 'n silwerwit metaal.
2. Digtheid:Die digtheid van yttrium is 4,47 g/cm3, wat dit een van die relatief swaar elemente in die aardkors maak.
3. Smeltpunt:Die smeltpunt van yttrium is 1522 grade Celsius (2782 grade Fahrenheit), wat verwys na die temperatuur waarteen yttrium onder termiese toestande van 'n vaste stof na 'n vloeistof verander.
4. Kookpunt:Die kookpunt van yttrium is 3336 grade Celsius (6037 grade Fahrenheit), wat verwys na die temperatuur waarteen yttrium onder termiese toestande van 'n vloeistof na 'n gas verander.
5. Fase:By kamertemperatuur is yttrium in 'n vaste toestand.
6. Geleidingsvermoë:Yttrium is 'n goeie geleier van elektrisiteit met hoë geleidingsvermoë, so dit het sekere toepassings in die vervaardiging van elektroniese toestelle en stroombaantegnologie.
7. Magnetisme:Yttrium is 'n paramagnetiese materiaal by kamertemperatuur, wat beteken dat dit nie 'n duidelike magnetiese reaksie op magnetiese velde het nie.
8. Kristalstruktuur: Yttrium bestaan in 'n seskantige, diggepakte kristalstruktuur.
9. Atoomvolume:Die atoomvolume van yttrium is 19,8 kubieke sentimeter per mol, wat verwys na die volume wat deur een mol yttriumatome beset word.
Yttrium is 'n metaalelement met 'n relatief hoë digtheid en smeltpunt, en het goeie geleidingsvermoë, so dit het belangrike toepassings in elektronika, materiaalwetenskap en ander velde. Terselfdertyd is yttrium ook 'n relatief algemene seldsame element, wat 'n belangrike rol speel in sommige gevorderde tegnologieë en industriële toepassings.
Chemiese eienskappe van yttrium
1. Chemiese simbool en groep: Die chemiese simbool van yttrium is Y, en dit is geleë in die vyfde periode van die periodieke tabel, die derde groep, wat soortgelyk is aan die lantanied-elemente.
2. Elektroniese struktuur: Die elektroniese struktuur van yttrium is 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 4f¹⁴ 5s². In die buitenste elektronlaag het yttrium twee valenselektrone.
3. Valensietoestand: Yttrium toon gewoonlik 'n valensietoestand van +3, wat die algemeenste valensietoestand is, maar dit kan ook valensietoestande van +2 en +1 toon.
4. Reaktiwiteit: Yttrium is 'n relatief stabiele metaal, maar dit sal geleidelik oksideer wanneer dit aan lug blootgestel word, wat 'n oksiedlaag op die oppervlak vorm. Dit veroorsaak dat yttrium sy glans verloor. Om yttrium te beskerm, word dit gewoonlik in 'n droë omgewing gestoor.
5. Reaksie met oksiede: Yttrium reageer met oksiede om verskeie verbindings te vorm, insluitendyttriumoksied(Y2O3). Yttriumoksied word dikwels gebruik om fosfors en keramiek te maak.
6. **Reaksie met sure**: Yttrium kan met sterk sure reageer om ooreenstemmende soute te produseer, soos bv.yttriumchloried (YCl3) ofyttriumsulfaat (Y2(SO4)3).
7. Reaksie met water: Yttrium reageer nie direk met water onder normale toestande nie, maar by hoë temperature kan dit met waterdamp reageer om waterstof en yttriumoksied te produseer.
8. Reaksie met sulfiede en karbiede: Yttrium kan met sulfiede en karbiede reageer om ooreenstemmende verbindings soos yttriumsulfied (YS) en yttriumkarbied (YC2) te vorm. 9. Isotope: Yttrium het veelvuldige isotope, waarvan die mees stabiele yttrium-89 (^89Y) is, wat 'n lang halfleeftyd het en in kerngeneeskunde en isotoopetikettering gebruik word.
Yttrium is 'n relatief stabiele metaalelement met veelvuldige valensietoestande en die vermoë om met ander elemente te reageer om verbindings te vorm. Dit het 'n wye reeks toepassings in optika, materiaalwetenskap, medisyne en industrie, veral in fosfors, keramiekvervaardiging en lasertegnologie.
Biologiese eienskappe van yttrium
Die biologiese eienskappe vanyttriumin lewende organismes is relatief beperk.
1. Teenwoordigheid en inname: Alhoewel yttrium nie 'n element is wat noodsaaklik is vir lewe nie, kan spoorhoeveelhede yttrium in die natuur gevind word, insluitend grond, klippe en water. Organismes kan spoorhoeveelhede yttrium deur die voedselketting inneem, gewoonlik vanaf grond en plante.
2. Biobeskikbaarheid: Die biobeskikbaarheid van yttrium is relatief laag, wat beteken dat organismes oor die algemeen sukkel om yttrium doeltreffend te absorbeer en te benut. Die meeste yttriumverbindings word nie maklik in organismes geabsorbeer nie, so hulle is geneig om uitgeskei te word.
3. Verspreiding in organismes: Sodra dit in 'n organisme is, word yttrium hoofsaaklik in weefsels soos die lewer, nier, milt, longe en bene versprei. Bene bevat veral hoër konsentrasies yttrium.
4. Metabolisme en uitskeiding: Die metabolisme van yttrium in die menslike liggaam is relatief beperk omdat dit gewoonlik die organisme deur uitskeiding verlaat. Die meeste daarvan word deur urine uitgeskei, en dit kan ook in die vorm van ontlasting uitgeskei word.
5. Toksisiteit: As gevolg van sy lae biobeskikbaarheid, akkumuleer yttrium gewoonlik nie tot skadelike vlakke in normale organismes nie. Hoë dosis yttriumblootstelling kan egter skadelike effekte op organismes hê, wat lei tot toksiese effekte. Hierdie situasie kom gewoonlik selde voor omdat yttriumkonsentrasies in die natuur gewoonlik laag is en dit nie wyd gebruik word of aan organismes blootgestel word nie. Die biologiese kenmerke van yttrium in organismes word hoofsaaklik gemanifesteer in die teenwoordigheid daarvan in spoorhoeveelhede, lae biobeskikbaarheid en dat dit nie 'n noodsaaklike element is nie. vir die lewe. Alhoewel dit nie duidelike toksiese effekte op organismes onder normale omstandighede het nie, kan hoë dosis yttrium blootstelling gesondheidsgevare veroorsaak. Daarom is wetenskaplike navorsing en monitering steeds belangrik vir die veiligheid en biologiese effekte van yttrium.
Verspreiding van yttrium in die natuur
Yttrium is 'n seldsame aardelement wat relatief wyd in die natuur versprei is, hoewel dit nie in suiwer elementêre vorm bestaan nie.
1. Voorkoms in die aardkors: Die oorvloed van yttrium in die aardkors is relatief laag, met 'n gemiddelde konsentrasie van ongeveer 33 mg/kg. Dit maak yttrium een van die skaars elemente.
Yttrium bestaan hoofsaaklik in die vorm van minerale, gewoonlik saam met ander seldsame aardelemente. Sommige belangrike yttriumminerale sluit in yttriumystergranaat (YIG) en yttriumoksalaat (Y2(C2O4)3).
2. Geografiese verspreiding: Yttriumneerslae is oor die hele wêreld versprei, maar sommige gebiede kan ryk aan yttrium wees. Sommige groot yttriumneerslae kan in die volgende streke gevind word: Australië, China, Verenigde State, Rusland, Kanada, Indië, Skandinawië, ens. 3. Ontginning en verwerking: Sodra die yttriumerts ontgin is, word chemiese verwerking gewoonlik vereis om en skei die yttrium. Dit behels gewoonlik suurloging en chemiese skeidingsprosesse om hoësuiwer yttrium te verkry.
Dit is belangrik om daarop te let dat seldsame aardelemente soos yttrium gewoonlik nie in die vorm van suiwer elemente bestaan nie, maar met ander seldsame aardelemente gemeng word. Daarom vereis die onttrekking van yttrium met 'n hoër suiwerheid komplekse chemiese verwerking en skeidingsprosesse. Daarbenewens het die verskaffing vanseldsame aardelementebeperk is, daarom is inagneming van hul hulpbronbestuur en omgewingsvolhoubaarheid ook belangrik.
Ontginning, ontginning en smelting van yttriumelement
Yttrium is 'n seldsame aardelement wat gewoonlik nie in die vorm van suiwer yttrium bestaan nie, maar in die vorm van yttriumerts. Die volgende is 'n gedetailleerde inleiding tot die myn- en raffineringsproses van yttriumelement:
1. Ontginning van yttriumerts:
Eksplorasie: Eerstens doen geoloë en mynbou-ingenieurs eksplorasiewerk om afsettings wat yttrium bevat te vind. Dit behels gewoonlik geologiese studies, geofisiese verkenning en monsterontleding. Mynbou: Sodra 'n afsetting wat yttrium bevat gevind is, word die erts ontgin. Hierdie afsettings sluit gewoonlik oksiedertse in soos yttriumystergranaat (YIG) of yttriumoksalaat (Y2(C2O4)3). Ertsbreek: Na ontginning moet die erts gewoonlik in kleiner stukke gebreek word vir latere verwerking.
2. Onttrekking van yttrium:Chemiese loging: Die fyngemaakte erts word gewoonlik na 'n smelter gestuur, waar yttrium deur chemiese loging onttrek word. Hierdie proses gebruik gewoonlik 'n suurloogoplossing, soos swaelsuur, om die yttrium uit die erts op te los. Skeiding: Sodra yttrium opgelos is, word dit gewoonlik met ander seldsame aardelemente en onsuiwerhede gemeng. Om yttrium van hoër suiwerheid te onttrek, word 'n skeidingsproses vereis, gewoonlik met behulp van oplosmiddelekstraksie, ioonuitruiling of ander chemiese metodes. Neerslag: Yttrium word deur gepaste chemiese reaksies van ander seldsame aardelemente geskei om suiwer yttriumverbindings te vorm. Droging en kalsinering: Die verkrygde yttriumverbindings moet gewoonlik gedroog en gekalsineer word om enige oorblywende vog en onsuiwerhede te verwyder om uiteindelik suiwer yttriummetaal of -verbindings te verkry.
Opsporingsmetodes van yttrium
Algemene opsporingsmetodes vir yttrium sluit hoofsaaklik atoomabsorpsiespektroskopie (AAS), induktief gekoppelde plasmamassaspektrometrie (ICP-MS), X-straalfluoressensiespektroskopie (XRF), ens.
1. Atoomabsorpsiespektroskopie (AAS):AAS is 'n algemeen gebruikte kwantitatiewe analise metode wat geskik is vir die bepaling van die yttrium inhoud in oplossing. Hierdie metode is gebaseer op die absorpsieverskynsel wanneer die teikenelement in die monster lig van 'n spesifieke golflengte absorbeer. Eerstens word die monster omgeskakel in 'n meetbare vorm deur middel van voorbehandelingstappe soos gasverbranding en hoë-temperatuur droging. Dan word lig wat ooreenstem met die golflengte van die teikenelement in die monster ingevoer, die ligintensiteit wat deur die monster geabsorbeer word, word gemeet, en die yttriuminhoud in die monster word bereken deur dit te vergelyk met 'n standaard yttriumoplossing van bekende konsentrasie.
2. Induktief gekoppelde plasma massaspektrometrie (ICP-MS):ICP-MS is 'n hoogs sensitiewe analitiese tegniek wat geskik is vir die bepaling van die yttriuminhoud in vloeibare en vaste monsters. Hierdie metode omskep die monster in gelaaide deeltjies en gebruik dan 'n massaspektrometer vir massa-analise. ICP-MS het 'n wye opsporingsreeks en hoë resolusie, en kan die inhoud van verskeie elemente op dieselfde tyd bepaal. Vir die opsporing van yttrium kan ICP-MS baie lae opsporingslimiete en hoë akkuraatheid verskaf.
3. X-straalfluoressensiespektrometrie (XRF):XRF is 'n nie-vernietigende analitiese metode wat geskik is vir die bepaling van yttrium inhoud in vaste en vloeibare monsters. Hierdie metode bepaal die elementinhoud deur die oppervlak van die monster met X-strale te bestraal en die kenmerkende piekintensiteit van die fluoressensiespektrum in die monster te meet. XRF het die voordele van vinnige spoed, eenvoudige werking en die vermoë om verskeie elemente op dieselfde tyd te bepaal. Daar kan egter met XRF ingemeng word in die ontleding van lae-inhoud yttrium, wat groot foute tot gevolg het.
4. 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 o te meetf yttriumemissie in die spektrometer. Benewens bogenoemde metodes, is daar ander algemeen gebruikte metodes vir yttrium-opsporing, insluitend elektrochemiese metode, spektrofotometrie, ens. Die keuse van 'n geskikte opsporingsmetode hang af van faktore soos monster-eienskappe, vereiste meetbereik en opsporing akkuraatheid, en kalibrasiestandaarde word dikwels benodig vir gehaltebeheer om die akkuraatheid en betroubaarheid van die metingsresultate te verseker.
Spesifieke toepassing van yttrium atoomabsorpsiemetode
In elementmeting is induktief gekoppelde plasma massaspektrometrie (ICP-MS) 'n hoogs sensitiewe en multi-element analise tegniek, wat dikwels gebruik word om die konsentrasie van elemente, insluitend yttrium, te bepaal. Die volgende is 'n gedetailleerde proses om yttrium in ICP-MS te toets:
1. Voorbeeld voorbereiding:
Die monster moet gewoonlik opgelos of in 'n vloeibare vorm versprei word vir ICP-MS-analise. Dit kan gedoen word deur chemiese ontbinding, verhitting van vertering of ander toepaslike voorbereidingsmetodes.
Die voorbereiding van die monster vereis uiters skoon toestande om kontaminasie deur enige eksterne elemente te voorkom. Die laboratorium moet die nodige maatreëls tref om monsterbesoedeling te voorkom.
2. ICP generasie:
ICP word gegenereer deur argon of argon-suurstof gemengde gas in 'n geslote kwarts plasma fakkel in te voer. Hoëfrekwensie induktiewe koppeling produseer 'n intense plasmavlam, wat die beginpunt van die analise is.
Die temperatuur van die plasma is ongeveer 8000 tot 10000 grade Celsius, wat hoog genoeg is om die elemente in die monster in ioniese toestand om te skakel.
3. Ionisasie en skeiding:Sodra die monster die plasma binnegaan, word die elemente daarin geïoniseer. Dit beteken dat die atome een of meer elektrone verloor en gelaaide ione vorm. ICP-MS gebruik 'n massaspektrometer om die ione van verskillende elemente te skei, gewoonlik volgens massa-tot-lading-verhouding (m/z). Dit laat toe dat die ione van verskillende elemente geskei en vervolgens ontleed word.
4. Massaspektrometrie:Die geskeide ione gaan 'n massaspektrometer binne, gewoonlik 'n kwadrupool massaspektrometer of 'n magnetiese skandering massaspektrometer. In die massaspektrometer word die ione van verskillende elemente geskei en bespeur volgens hul massa-tot-lading-verhouding. Dit laat die teenwoordigheid en konsentrasie van elke element toe om te bepaal. Een van die voordele van induktief-gekoppelde plasma-massaspektrometrie is die hoë resolusie, wat dit in staat stel om verskeie elemente gelyktydig op te spoor.
5. Dataverwerking:Die data wat deur ICP-MS gegenereer word, moet gewoonlik verwerk en ontleed word om die konsentrasie van die elemente in die monster te bepaal. Dit sluit in die vergelyking van die opsporingsein met standaarde van bekende konsentrasies, en die uitvoering van kalibrasie en regstelling.
6. Resultaatverslag:Die finale resultaat word aangebied as die konsentrasie of massapersentasie van die element. Hierdie resultate kan in 'n verskeidenheid toepassings gebruik word, insluitend aardwetenskap, omgewingsanalise, voedseltoetsing, mediese navorsing, ens.
ICP-MS is 'n hoogs akkurate en sensitiewe tegniek wat geskik is vir multi-element analise, insluitend yttrium. Dit vereis egter komplekse instrumentasie en kundigheid, so dit word gewoonlik in 'n laboratorium of 'n professionele ontledingsentrum uitgevoer. In werklike werk is dit nodig om die toepaslike meetmetode te kies volgens die spesifieke behoeftes van die terrein. Hierdie metodes word wyd gebruik in die ontleding en opsporing van ytterbium in laboratoriums en nywerhede.
Nadat ons bogenoemde opgesom het, kan ons tot die gevolgtrekking kom dat yttrium 'n baie interessante chemiese element is met unieke fisiese en chemiese eienskappe, wat van groot belang is in wetenskaplike navorsing en toepassingsvelde. Alhoewel ons 'n mate van vordering gemaak het in ons begrip daarvan, is daar steeds baie vrae wat verdere navorsing en verkenning verg. Ek hoop dat ons inleiding lesers kan help om hierdie fassinerende element beter te verstaan en almal se liefde vir wetenskap en belangstelling in eksplorasie kan inspireer.
Vir meer inligting asbkontak onshieronder:
Tel&wat: 008613524231522
Email:Sales@shxlchem.com
Postyd: Nov-28-2024