عنصر هولميوم وطرق الاختبار الشائعة

عنصر هولميوم وطرق الكشف المشتركة
في الجدول الدوري للعناصر الكيميائية ، هناك عنصر يسمىهولميوم، وهو معدن نادر. هذا العنصر صلب في درجة حرارة الغرفة وله نقطة انصهار عالية ونقطة الغليان. ومع ذلك ، ليس هذا هو الجزء الأكثر جاذبية من عنصر الهولميوم. يكمن سحرها الحقيقي في حقيقة أنه عندما يكون متحمسًا ، فإنه ينبعث منه ضوء أخضر جميل. يشبه عنصر الهولميوم في هذه الحالة المتحمسة جوهرة خضراء واضحة ، جميلة وغامضة. لدى البشر تاريخ معرفي قصير نسبيًا لعنصر هولميوم. في عام 1879 ، اكتشف الكيميائي السويدي لكل ثيودور كلبي لأول مرة عنصر الهولميوم وأطلق عليه اسم مسقط رأسه. أثناء دراسة الإربيوم الناقص ، اكتشف هولميوم بشكل مستقل عن طريق الإزالةyttriumوScandium. قام بتسمية المادة البنية هولميا (الاسم اللاتيني لـ Stockholm) والمادة الخضراء Thulia. ثم قام بنجاح بفصل dysprosium لفصل الهولميوم النقي. في الجدول الدوري للعناصر الكيميائية ، يتمتع Holmium ببعض الخصائص والاستخدامات الفريدة للغاية. الهولميوم عنصر أرضي نادر مع مغناطيسية قوية للغاية ، لذلك غالبًا ما يتم استخدامه لصنع مواد مغناطيسية. في الوقت نفسه ، يحتوي Holmium أيضًا على مؤشر الانكسار العالي ، مما يجعله مادة مثالية لصنع الأدوات البصرية والألياف البصرية. بالإضافة إلى ذلك ، يلعب Holmium أيضًا دورًا مهمًا في مجالات الطب والطاقة وحماية البيئة. اليوم ، دعنا نسير في هذا العنصر السحري مع مجموعة واسعة من التطبيقات - Holmium. استكشاف أسرارها وشعرت مساهمتها الكبيرة في المجتمع البشري.

حقول التطبيق لعنصر الهولميوم

Holmium هو عنصر كيميائي مع عدد ذري ​​من 67 وينتمي إلى سلسلة Lanthanide. فيما يلي مقدمة مفصلة لبعض مجالات التطبيق لعنصر هولميوم:
1. المغناطيس الهولميوم:Holmium له خصائص مغناطيسية جيدة ويستخدم على نطاق واسع كمواد لصنع المغناطيس. خاصة في أبحاث الموصلية الفائقة ذات درجة الحرارة العالية ، غالبًا ما تستخدم مغناطيس الهولميوم كمواد للموصلات الفائقة لتعزيز المجال المغناطيسي للموصلات الفائقة.
2. هولميوم زجاج:يمكن أن يعطي Holmium خصائص بصرية خاصة للزجاج ويستخدم لصنع أشعة الهولميوم الزجاجية. تستخدم الليزر الهولميوم على نطاق واسع في الطب والصناعة ، ويمكن استخدامها لعلاج أمراض العيون والمعادن المقطوعة والمواد الأخرى ، إلخ.
3. صناعة الطاقة النووية:يحتوي Holmium's Isotope Holmium-165 على مقطع عرضي لالتقاط النيوترون العالي ويستخدم للتحكم في تدفق النيوترون وتوزيع الطاقة للمفاعلات النووية.
4. الأجهزة البصرية: يحتوي Holmium أيضًا على بعض التطبيقات في الأجهزة البصرية ، مثل أدلة الموجات البصرية ، أجهزة الكشف الضوئي ، المعدلات ، إلخ. في اتصالات الألياف البصرية.
5. مواد الفلورسنت:يمكن استخدام مركبات الهولميوم كمواد فلورسنت لتصنيع مصابيح الفلورسنت وشاشات شاشة الفلورسنت ومؤشرات الفلورسنت.6. سبائك المعادن:يمكن إضافة الهولميوم إلى المعادن الأخرى لصنع سبائك لتحسين الاستقرار الحراري ومقاومة التآكل وأداء اللحام للمعادن. غالبًا ما يتم استخدامه لتصنيع محركات الطائرات ومحركات السيارات والمعدات الكيميائية. لدى Holmium تطبيقات مهمة في المغناطيس ، والليزر الزجاجي ، وصناعة الطاقة النووية ، والأجهزة البصرية ، والمواد الفلورية والسبائك المعدنية.

الخصائص الفيزيائية لعنصر الهولميوم

1. التركيب الذري: يتكون الهيكل الذري للهولميوم من 67 إلكترون. في التكوين الإلكتروني ، يوجد إلكترونان في الطبقة الأولى ، و 8 إلكترونات في الطبقة الثانية ، و 18 إلكترونًا في الطبقة الثالثة ، و 29 إلكترون في الطبقة الرابعة. لذلك ، هناك زوجان وحيدان من الإلكترونات في الطبقة الخارجية.
2. الكثافة والصلابة: كثافة الهولميوم هي 8.78 جم/سم 3 ، وهي كثافة عالية نسبيا. صلابةها حوالي 5.4 صلابة موس.
3. نقطة الانصهار ونقطة الغليان: تبلغ نقطة انصهار هولميوم حوالي 1474 درجة مئوية ونقطة الغليان حوالي 2695 درجة مئوية.
4. المغناطيسية: الهولميوم هو معدن ذو مغناطيسية جيدة. إنه يظهر المغناطيسية في درجات حرارة منخفضة ، لكنه يفقد تدريجياً مغناطيسيه في درجات حرارة عالية. المغناطيسية للهولميوم تجعلها مهمة في تطبيقات المغناطيس وفي أبحاث الموصلية الفائقة ذات درجة الحرارة العالية.
5. الخصائص الطيفية: يظهر هولميوم خطوط الامتصاص والانبعاث الواضحة في الطيف المرئي. تقع خطوط الانبعاثات بشكل رئيسي في النطاقات الطيفية الخضراء والأحمر ، مما يؤدي إلى مركبات هولميوم عادةً ما يكون لها ألوان خضراء أو حمراء.
6. الموصلية الحرارية: Holmium لديه توصيل حراري مرتفع نسبيا حوالي 16.2 واط/م · كيلفن. هذا يجعل الهولميوم قيمة في بعض التطبيقات التي تتطلب توصيل حراري ممتاز. الهولميوم هو معدن ذو كثافة عالية ، صلابة ومغناطيسية. يلعب دورًا مهمًا في المغناطيس ، والموصلات الفائقة ذات درجة الحرارة العالية ، والتحليل والموصلية الحرارية.

الخصائص الكيميائية للهولميوم

1. التفاعل: الهولميوم هو معدن مستقر نسبيا يتفاعل ببطء مع معظم العناصر والأحماض غير المعدنية. لا يتفاعل مع الهواء والماء في درجة حرارة الغرفة ، ولكن عندما يتم تسخينه إلى درجات حرارة عالية ، فإنه يتفاعل مع الأكسجين في الهواء لتشكيل أكسيد الهولميوم.
2. قابلية الذوبان: يتمتع الهولميوم بذوبان جيد في المحاليل الحمضية ويمكن أن يتفاعل مع حمض الكبريتيك المركّز وحمض النيتريك وحمض الهيدروكلوريك لإنتاج أملاح الهولميوم المقابلة.
3. حالة الأكسدة: عادة ما تكون حالة أكسدة الهولميوم +3. يمكن أن تشكل مجموعة متنوعة من المركبات ، مثل الأكاسيد (Ho2O3) ، الكلوريد (HOCL3) ، الكبريتات (Ho2 (So4) 3) ، إلخ. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن للهولميوم أيضًا تقديم حالات أكسدة مثل +2 و +4 و +5 ، ولكن حالات الأكسدة هذه أقل شيوعًا.
4. المجمعات: يمكن أن تشكل holmium مجموعة متنوعة من المجمعات ، الأكثر شيوعًا هي المجمعات المتمركزة على أيونات هولميوم (III). تلعب هذه المجمعات دورًا مهمًا في التحليل الكيميائي والمحفزات والبحوث الكيميائية الحيوية.
5. التفاعل: عادة ما يظهر الهولميوم تفاعلًا معتدلًا نسبيًا في التفاعلات الكيميائية. يمكن أن تشارك في العديد من أنواع التفاعلات الكيميائية مثل تفاعلات تقليل الأكسدة ، وتفاعلات التنسيق ، والتفاعلات المعقدة. Holmium هو معدن مستقر نسبيًا ، وتنعكس خصائصه الكيميائية بشكل أساسي في التفاعل المنخفض نسبيًا ، وقابلية الذوبان الجيدة ، وحالات الأكسدة المختلفة ، وتكوين مجمعات مختلفة. هذه الخصائص تجعل الهولميوم يستخدم على نطاق واسع في التفاعلات الكيميائية ، كيمياء التنسيق ، والأبحاث الكيميائية الحيوية.

الخصائص البيولوجية للهولميوم

لم تدرس الخصائص البيولوجية للهولميوم القليل نسبيًا ، والمعلومات التي نعرفها حتى الآن محدودة. فيما يلي بعض خصائص هولميوم في الكائنات الحية:
1. هولميوم لديه توافر حيوي ضعيف ، أي أن قدرة الكائن الحي على استيعاب الهولميوم وامتصاصها محدودة ، وهو أحد الأسباب التي تجعل وظائف وآثار الهولميوم في جسم الإنسان غير مفهومة تمامًا.
2. الوظيفة الفسيولوجية: على الرغم من وجود معرفة محدودة بالوظائف الفسيولوجية للهولميوم ، فقد أظهرت الدراسات أن الهولميوم قد يشارك في بعض العمليات الكيميائية الحيوية المهمة في جسم الإنسان. أظهرت الدراسات العلمية أن الهولميوم قد يكون مرتبطًا بصحة العظام والعضلات ، لكن الآلية المحددة لا تزال غير واضحة.
3. السمية: نظرًا لتوافرها الحيوي المنخفض ، فإن Holmium له سمية منخفضة نسبيًا لجسم الإنسان. في دراسات الحيوانات المختبرية ، قد يسبب التعرض لتركيزات عالية من مركبات الهولميوم بعض الأضرار التي لحقت بالكبد والكلى ، ولكن الأبحاث الحالية حول السمية الحادة والمزمنة للهولميوم محدودة نسبيًا. الخصائص البيولوجية للهولميوم في الكائنات الحية لم يتم فهمها تمامًا بعد. تركز الأبحاث الحالية على وظائفها الفسيولوجية المحتملة والآثار السامة على الكائنات الحية. مع التقدم المستمر للعلوم والتكنولوجيا ، ستستمر الأبحاث حول الخصائص البيولوجية للهولميوم في تعميقها.

التوزيع الطبيعي للهولميوم

إن توزيع الهولميوم في الطبيعة نادر للغاية ، وهو أحد العناصر ذات المحتوى المنخفض للغاية في قشرة الأرض. فيما يلي توزيع الهولميوم في الطبيعة:
1. التوزيع في قشرة الأرض: يبلغ محتوى هولميوم في قشرة الأرض حوالي 1.3 جزء في المليون (أجزاء لكل مليون) ، وهو عنصر نادر نسبيًا في قشرة الأرض. على الرغم من انخفاض المحتوى ، يمكن العثور على الهولميوم في بعض الصخور والخامات ، مثل الخامات التي تحتوي على عناصر أرضية نادرة.
2. التواجد في المعادن: الهولميوم موجود بشكل أساسي في الخامات في شكل أكاسيد ، مثل أكسيد الهولميوم (Ho2O3). HO2O3 هوأكسيد الأرض النادرخام يحتوي على تركيز عال من الهولميوم.
3. التكوين في الطبيعة: عادة ما يتعايش الهولميوم مع عناصر أرضية نادرة أخرى وجزء من عناصر اللانثانيد. يمكن أن توجد في الطبيعة في شكل أكاسيد ، كبريتات ، كربونات ، إلخ.
4. الموقع الجغرافي للتوزيع: توزيع هولميوم موحد نسبيًا في جميع أنحاء العالم ، لكن إنتاجه محدود للغاية. بعض الدول لديها بعض موارد خام الهولميوم ، مثل الصين وأستراليا والبرازيل ، إلخ. هولميوم نادر نسبيا في الطبيعة ويوجد أساسا في شكل أكاسيد في الخامات. على الرغم من أن المحتوى منخفض ، إلا أنه يتعايش مع عناصر أرضية نادرة أخرى ويمكن العثور عليها في بعض البيئات الجيولوجية المحددة. نظرًا لقيودها النادرة والتوزيع ، فإن تعدين واستخدام الهولميوم صعب نسبيًا.

استخراج وصهر عنصر الهولميوم
Holmium عنصر أرضي نادر ، وعملية التعدين والاستخراج تشبه العناصر الأرضية النادرة الأخرى. فيما يلي مقدمة مفصلة لعملية التعدين والاستخراج لعنصر هولميوم:
1. البحث عن خام الهولميوم: يمكن العثور على هولميوم في خامات الأرض النادرة ، ويشمل خامات الهولميوم الشائعة خامات الأكسيد وخامات الكربونات. قد توجد هذه الخامات في رواسب المعادن تحت الأرض أو المفتوحة.
2. سحق وطحن الخام: بعد التعدين ، يجب سحق خام الهولميوم والأرض إلى جزيئات أصغر وتحسينه.
3. التعويم: فصل خام هولميوم عن الشوائب الأخرى عن طريق طريقة التعويم. في عملية التعويم ، غالبًا ما يتم استخدام عامل مخفف ورغوة لجعل خام الهولميوم يطفو على السطح السائل ، ثم إجراء المعالجة الفيزيائية والكيميائية.
4. الترطيب: بعد التعويم ، سيخضع خام هولميوم لعلاج ترطيب لتحويله إلى أملاح هولميوم. عادة ما يتضمن علاج الترطيب رد فعل خام مع محلول حمض مخفف لتشكيل محلول ملح حمض الهولميوم.
5. هطول الأمطار والترشيح: عن طريق ضبط ظروف التفاعل ، يتم ترسيب الهولميوم في محلول ملح حمض الهولميوم. ثم ، قم بتصفية الترسب لفصل الهولميوم النقي.
6. التكلس: الحسبان الهولميوم تحتاج إلى الخضوع لعلاج التكلس. تنطوي هذه العملية على تسخين هولميوم ترسب إلى درجة حرارة عالية لتحويلها إلى أكسيد الهولميوم.
7. التخفيض: يخضع أكسيد الهولميوم لعلاج الحد من التحول إلى هولميوم معدني. عادة ، يتم استخدام عوامل تقليل (مثل الهيدروجين) للخفض في ظل ظروف درجة الحرارة المرتفعة. 8. التكرير: قد يحتوي الهولميوم المعدني المنخفض على شوائب أخرى ويجب تحسينه وتنقيته. تشمل طرق التكرير استخراج المذيبات ، والتحليل الكهربائي ، والخفض الكيميائي. بعد الخطوات المذكورة أعلاه ، عالي النقاءهولميوم المعدنيمكن الحصول عليها. يمكن استخدام معادن الهولميوم هذه لإعداد السبائك والمواد المغناطيسية وصناعة الطاقة النووية وأجهزة الليزر. تجدر الإشارة إلى أن عملية التعدين والاستخراج للعناصر الأرضية النادرة معقدة نسبيًا وتتطلب تقنية ومعدات متقدمة لتحقيق إنتاج فعال ومنخفض التكلفة.

طرق الكشف عن عنصر الهولميوم
1. قياس طيف الامتصاص الذري (AAS): مطياف الامتصاص الذري هو طريقة تحليل كمية شائعة الاستخدام تستخدم أطياف الامتصاص ذات الأطوال الموجية المحددة لتحديد تركيز الهولميوم في عينة. يزول العينة المراد اختبارها في اللهب ، ثم يقيس كثافة امتصاص الهولميوم في العينة من خلال مطياف. هذه الطريقة مناسبة للكشف عن الهولميوم بتركيزات أعلى.
2. مطياف الانبعاثات البصرية البلازما المقترنة (ICP-OES): يعد قياس الطيف البصري للبلازما المقترن بشكل حريش طريقة تحليلية حساسة وانتقائية تستخدم على نطاق واسع في تحليل متعدد العناصر. إنه يذبح العينة ويشكل بلازما لقياس الطول الموجي المحدد وكثافة انبعاثات الهولميوم في مطياف.
3. قياس طيف الكتلة البلازما المقترن بشكل حريش (ICP-MS): يعد قياس الطيف الكتلي للبلازما المقترن بشكل حريش طريقة تحليلية حساسة للغاية وعالية الدقة يمكن استخدامها لتحديد نسبة النظير وتحليل عنصر التتبع. إنه يذبح العينة ويشكل بلازما لقياس نسبة الكتلة إلى الشحن من holmium في مطياف الكتلة.
4. قياس الطيف المضوي للأشعة السينية (XRF): يستخدم مطياف مضان الأشعة السينية طيف التألق الناتج عن العينة بعد أن متحمس بالأشعة السينية لتحليل محتوى العناصر. يمكن أن يحدد بسرعة وغير تدمير محتوى holmium في العينة. تستخدم هذه الطرق على نطاق واسع في المختبرات والمجالات الصناعية للتحليل الكمي ومراقبة الجودة من الهولميوم. يعتمد اختيار الطريقة المناسبة على عوامل مثل نوع العينة ، وحد الكشف المطلوب ودقة الكشف.

تطبيق محدد لطريقة امتصاص الهولميوم الذري
في قياس العناصر ، تتمتع طريقة الامتصاص الذري بدقة وحساسية عالية ، وتوفر وسيلة فعالة لدراسة الخواص الكيميائية وتكوين المركب ومحتوى العناصر. نستخدم طريقة الامتصاص الذري لقياس محتوى الهولميوم. الخطوات المحددة هي كما يلي: قم بإعداد العينة المراد قياسها. قم بإعداد العينة المراد قياسها في محلول ، والذي يحتاج عمومًا إلى هضمه بحمض مختلط لقياس لاحق. حدد مطياف الامتصاص الذري المناسب. وفقًا لخصائص العينة المراد قياسها ومدى محتوى الهولميوم المراد قياسه ، حدد مطياف الامتصاص الذري المناسب. اضبط معلمات مطياف الامتصاص الذري. وفقًا للعنصر المراد قياسه ونموذج الأداة ، قم بضبط معلمات مطياف الامتصاص الذري ، بما في ذلك مصدر الضوء ، والكاشف ، وما إلى ذلك ، قم بقياس امتصاص الهولميوم. ضع العينة المراد قياسها في الذرة ، وانبعث عن إشعاع الضوء لطول موجة معين من خلال مصدر الضوء. سيقوم عنصر الهولميوم المراد قياسه بامتصاص هذه الإشعاعات الضوئية وينتج انتقالات مستوى الطاقة. قياس امتصاص الهولميوم من خلال الكاشف. حساب محتوى holmium. وفقًا للامتصاص والمنحنى القياسي ، يتم حساب محتوى الهولميوم. فيما يلي المعلمات المحددة المستخدمة بواسطة أداة لقياس holmium.

هولميوم (HO) المعيار: أكسيد هولميوم (الصف التحليلي).
الطريقة: يزن بدقة 1.1455g HO2O3 ، يذوب في حمض الهيدروكلوريك 20 مل 5 مللي ، ويخفف إلى 1L بالماء ، وتركيز HO في هذا المحلول هو 1000 ميكروغرام/مل. تخزين في زجاجة البولي إيثيلين بعيدا عن الضوء.
نوع اللهب: أكسيد النيتروز-الأسيتيلين ، لهب غني
معلمات التحليل: الطول الموجي (NM) 410.4 عرض النطاق الترددي الطيفي (NM) 0.2
معامل التصفية 0.6 تيار المصباح الموصى به (MA) 6
الجهد العالي السلبي (V) 384.5
ارتفاع رأس الاحتراق (مم) 12
وقت التكامل (ق) 3
ضغط الهواء وتدفق (MP ، مل/دقيقة) 0.25 ، 5000
ضغط أكسيد النيتروز وتدفقه (MP ، مل/دقيقة) 0.22 ، 5000
ضغط الأسيتيلين وتدفق (MP ، مل/دقيقة) 0.1 ، 4500
معامل الارتباط الخطي 0.9980
التركيز المميز (ميكروغرام/مل) 0.841
طريقة حساب الطريقة المستمرة حل الحموضة 0.5 ٪
الجدول المقاس HCL:

منحنى المعايرة:

التداخل: يتأين هولميوم جزئيًا في لهب أكسيد الأسيتيلين النيتروز. إن إضافة نترات البوتاسيوم أو كلوريد البوتاسيوم إلى تركيز البوتاسيوم النهائي من 2000 ميكروغرام/مل يمكن أن يمنع تأين الهولميوم. في العمل الفعلي ، من الضروري تحديد طريقة قياس مناسبة وفقًا للاحتياجات المحددة للموقع. تستخدم هذه الطرق على نطاق واسع في تحليل واكتشاف الكادميوم في المختبرات والصناعات.

أظهر هولميوم إمكانات كبيرة في العديد من الحقول بخصائصه الفريدة ومجموعة واسعة من الاستخدامات. من خلال فهم التاريخ ، عملية الاكتشاف ،أهمية وتطبيق Holmium ، يمكننا أن نفهم بشكل أفضل أهمية وقيمة هذا العنصر السحري. دعونا نتطلع إلى هولميوم في إحضار المزيد من المفاجآت والخرقات للمجتمع البشري في المستقبل وتقديم مساهمات أكبر في تعزيز التقدم العلمي والتكنولوجي والتنمية المستدامة.

لمزيد من المعلومات أو الاستفسار مرحبًا بكم فياتصل بنا

Whats & Tel: 008613524231522

Email:sales@shxlchem.com