Ho sabíeu? El procés de descobriment de l'ésser humàittriestava ple de girs i reptes. El 1787, el suec Karl Axel Arrhenius va descobrir accidentalment un mineral negre dens i pesat en una pedrera prop de la seva ciutat natal, el poble d'Ytterby, i el va anomenar "Ytterbite". Després d'això, molts científics, com Johan Gadolin, Anders Gustav Ekberg, Friedrich Wöhler i altres, van dur a terme una investigació en profunditat sobre aquest mineral.
El 1794, el químic finlandès Johan Gadolin va separar amb èxit un nou òxid del mineral d'itterbi i el va anomenar itri. Aquesta va ser la primera vegada que els humans van descobrir clarament un element de terres rares. Tanmateix, aquest descobriment no va cridar immediatament l'atenció generalitzada.
Amb el temps, els científics han descobert altres elements de terres rares. El 1803, l'alemany Klaproth i els suecs Hitzinger i Berzelius van descobrir el ceri. El 1839, el suec Mosander va descobrirlantà. El 1843, va descobrir l'erbi iterbi. Aquests descobriments van proporcionar una base important per a la investigació científica posterior.
No va ser fins a finals del segle XIX que els científics van separar amb èxit l'element "itri" del mineral d'itri. El 1885, l'austríac Wilsbach va descobrir el neodimi i el praseodimi. El 1886, Bois-Baudran va descobrirdisprosi. Aquests descobriments van enriquir encara més la gran família d'elements de terres rares.
Durant més d'un segle després del descobriment de l'itri, a causa de les limitacions de les condicions tècniques, els científics no han pogut depurar aquest element, fet que també ha provocat algunes disputes i errors acadèmics. Tanmateix, això no va impedir als científics el seu entusiasme per estudiar l'itri.
A principis del segle XX, amb l'avenç continu de la ciència i la tecnologia, els científics finalment van començar a ser capaços de purificar els elements de les terres rares. El 1901, el francès Eugène de Marsella va descobrireuropi. El 1907-1908, l'austríac Wilsbach i el francès Urbain van descobrir de manera independent el luteci. Aquests descobriments van proporcionar una base important per a la investigació científica posterior.
En la ciència i la tecnologia modernes, l'aplicació de l'itri és cada cop més extensa. Amb l'avenç continu de la ciència i la tecnologia, la nostra comprensió i aplicació de l'itri serà cada cop més profunda.
Camps d'aplicació de l'element ittri
1.Vidre òptic i ceràmica:L'itri s'utilitza àmpliament en la fabricació de vidre òptic i ceràmica, principalment en la fabricació de ceràmica transparent i vidre òptic. Els seus compostos tenen excel·lents propietats òptiques i es poden utilitzar per fabricar components de làsers, comunicacions de fibra òptica i altres equips.
2. Fòsfors:Els compostos d'itri tenen un paper important en els fòsfors i poden emetre fluorescència brillant, de manera que s'utilitzen sovint per fabricar pantalles de televisió, monitors i equips d'il·luminació.Òxid d'itrii altres compostos s'utilitzen sovint com a materials luminescents per millorar la brillantor i la claredat de la llum.
3. Additius d'aliatge: En la producció d'aliatges metàl·lics, l'itri s'utilitza sovint com a additiu per millorar les propietats mecàniques i la resistència a la corrosió dels metalls.Aliatges d'itris'utilitzen sovint per fabricar acer d'alta resistència ialiatges d'alumini, fent-los més resistents a la calor i a la corrosió.
4. Catalitzadors: Els compostos d'itri tenen un paper important en alguns catalitzadors i poden accelerar la velocitat de les reaccions químiques. S'utilitzen per fabricar dispositius de purificació d'escapament d'automòbils i catalitzadors en processos de producció industrial, ajudant a reduir l'emissió de substàncies nocives.
5. Tecnologia d'imatge mèdica: Els isòtops d'itri s'utilitzen en tecnologia d'imatge mèdica per preparar isòtops radioactius, com ara per etiquetar radiofàrmacs i diagnosticar imatges mèdiques nuclears.
6. Tecnologia làser:Els làsers d'ions d'itri són un làser d'estat sòlid comú utilitzat en diverses investigacions científiques, medicina làser i aplicacions industrials. La fabricació d'aquests làsers requereix l'ús de determinats compostos d'itri com a activadors.Elements d'itrii els seus compostos tenen un paper important en la ciència, la tecnologia i la indústria modernes, que impliquen molts camps com l'òptica, la ciència dels materials i la medicina, i han fet contribucions positives al progrés i al desenvolupament de la societat humana.
Propietats físiques de l'itri
El nombre atòmic deittriés 39 i el seu símbol químic és Y.
1. Aparença:L'itri és un metall de color blanc platejat.
2. Densitat:La densitat de l'itri és de 4,47 g/cm3, fet que el converteix en un dels elements relativament pesats de l'escorça terrestre.
3. Punt de fusió:El punt de fusió de l'itri és de 1522 graus centígrads (2782 graus Fahrenheit), que es refereix a la temperatura a la qual l'itri canvia d'un sòlid a un líquid en condicions tèrmiques.
4. Punt d'ebullició:El punt d'ebullició de l'itri és de 3336 graus Celsius (6037 graus Fahrenheit), que es refereix a la temperatura a la qual l'itri passa d'un líquid a un gas en condicions tèrmiques.
5. Fase:A temperatura ambient, l'itri es troba en estat sòlid.
6. Conductivitat:L'itri és un bon conductor de l'electricitat amb alta conductivitat, per la qual cosa té certes aplicacions en la fabricació de dispositius electrònics i la tecnologia de circuits.
7. Magnetisme:L'itri és un material paramagnètic a temperatura ambient, el que significa que no té una resposta magnètica òbvia als camps magnètics.
8. Estructura cristal·lina: L'itri existeix en una estructura de cristall hexagonal tancat.
9. Volum atòmic:El volum atòmic d'itri és de 19,8 centímetres cúbics per mol, que es refereix al volum ocupat per un mol d'àtoms d'itri.
L'itri és un element metàl·lic amb una densitat i un punt de fusió relativament elevats, i té una bona conductivitat, de manera que té aplicacions importants en electrònica, ciència de materials i altres camps. Al mateix temps, l'itri també és un element rar relativament comú, que té un paper important en algunes tecnologies avançades i aplicacions industrials.
Propietats químiques de l'itri
1. Símbol i grup químic: El símbol químic de l'itri és Y, i es troba al cinquè període de la taula periòdica, el tercer grup, que és semblant als elements lantànids.
2. Estructura electrònica: l'estructura electrònica de l'itri és 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 4f¹⁴ 5s². A la capa d'electrons exterior, l'itri té dos electrons de valència.
3. Estat de valència: l'itri acostuma a mostrar un estat de valència de +3, que és l'estat de valència més comú, però també pot mostrar estats de valència de +2 i +1.
4. Reactivitat: l'itri és un metall relativament estable, però s'oxidarà gradualment quan s'exposa a l'aire, formant una capa d'òxid a la superfície. Això fa que l'itri perdi la seva brillantor. Per protegir l'itri, normalment s'emmagatzema en un ambient sec.
5. Reacció amb òxids: l'itri reacciona amb els òxids formant diversos compostos, entre ellsòxid d'itri(Y2O3). L'òxid d'itri s'utilitza sovint per fabricar fòsfors i ceràmiques.
6. **Reacció amb àcids**: l'itri pot reaccionar amb àcids forts per produir les sals corresponents, com araclorur d'itri (YCl3) osulfat d'itri (Y2(SO4)3).
7. Reacció amb l'aigua: l'itri no reacciona directament amb l'aigua en condicions normals, però a altes temperatures, pot reaccionar amb el vapor d'aigua per produir hidrogen i òxid d'itri.
8. Reacció amb sulfurs i carburs: l'itri pot reaccionar amb sulfurs i carburs per formar els compostos corresponents com el sulfur d'itri (YS) i el carbur d'itri (YC2). 9. Isòtops: L'itri té múltiples isòtops, el més estable dels quals és l'itri-89 (^89Y), que té una vida mitjana llarga i s'utilitza en medicina nuclear i etiquetatge d'isòtops.
L'itri és un element metàl·lic relativament estable amb múltiples estats de valència i la capacitat de reaccionar amb altres elements per formar compostos. Té una àmplia gamma d'aplicacions en òptica, ciència de materials, medicina i indústria, especialment en fòsfors, fabricació de ceràmica i tecnologia làser.
Propietats biològiques de l'itri
Les propietats biològiques deittrien els organismes vius són relativament limitats.
1. Presència i ingestió: tot i que l'itri no és un element essencial per a la vida, es poden trobar traces d'itri a la natura, com ara el sòl, les roques i l'aigua. Els organismes poden ingerir traces d'itri a través de la cadena alimentària, generalment del sòl i les plantes.
2. Biodisponibilitat: la biodisponibilitat de l'itri és relativament baixa, la qual cosa significa que els organismes generalment tenen dificultats per absorbir i utilitzar l'itri de manera eficaç. La majoria dels compostos d'itri no s'absorbeixen fàcilment en els organismes, de manera que tendeixen a ser excretats.
3. Distribució en els organismes: un cop en un organisme, l'itri es distribueix principalment en teixits com el fetge, els ronyons, la melsa, els pulmons i els ossos. En particular, els ossos contenen concentracions més altes d'itri.
4. Metabolisme i excreció: El metabolisme de l'itri en el cos humà és relativament limitat perquè normalment abandona l'organisme per excreció. La major part s'excreta a través de l'orina i també es pot excretar en forma de defecació.
5. Toxicitat: a causa de la seva baixa biodisponibilitat, l'itri no sol acumular-se a nivells nocius en els organismes normals. No obstant això, l'exposició a dosis altes d'itri pot tenir efectes nocius sobre els organismes, donant lloc a efectes tòxics. Aquesta situació acostuma a donar-se rarament perquè les concentracions d'itri a la natura solen ser baixes i no s'utilitza àmpliament ni s'exposa als organismes. Les característiques biològiques de l'itri en els organismes es manifesten principalment en la seva presència en traces, baixa biodisponibilitat i no ser un element necessari. per a la vida. Tot i que no té efectes tòxics evidents sobre els organismes en circumstàncies normals, l'exposició a dosis altes d'itri pot causar perills per a la salut. Per tant, la investigació científica i el seguiment segueixen sent importants per a la seguretat i els efectes biològics de l'itri.
Distribució de l'itri a la natura
L'itri és un element de terres rares que es troba relativament àmpliament distribuït a la natura, encara que no existeix en forma elemental pura.
1. Presència a l'escorça terrestre: L'abundància d'itri a l'escorça terrestre és relativament baixa, amb una concentració mitjana d'uns 33 mg/kg. Això fa que l'itri sigui un dels elements rars.
L'itri existeix principalment en forma de minerals, generalment juntament amb altres elements de terres rares. Alguns dels principals minerals d'itri inclouen el granat de ferro itri (YIG) i l'oxalat d'itri (Y2(C2O4)3).
2. Distribució geogràfica: els dipòsits d'itri es distribueixen per tot el món, però algunes zones poden ser riques en itri. Alguns jaciments d'itri importants es poden trobar a les regions següents: Austràlia, Xina, Estats Units, Rússia, Canadà, Índia, Escandinàvia, etc. separar l'itri. Això sol implicar processos de lixiviació àcida i separació química per obtenir ittri d'alta puresa.
És important tenir en compte que els elements de terres rares com l'itri no solen existir en forma d'elements purs, sinó que es barregen amb altres elements de terres rares. Per tant, l'extracció d'itri de major puresa requereix processos químics complexos i de separació. A més, el subministrament deelements de terres raresés limitat, per la qual cosa també és important tenir en compte la seva gestió dels recursos i la sostenibilitat ambiental.
Extracció, extracció i fosa d'elements d'itri
L'itri és un element de terres rares que normalment no existeix en forma d'itri pur, sinó en forma de mineral d'itri. A continuació es presenta una introducció detallada al procés d'extracció i refinació de l'element ittri:
1. Extracció de mineral d'itri:
Exploració: primer, els geòlegs i els enginyers de mines realitzen treballs d'exploració per trobar dipòsits que contenen ittri. Això sol implicar estudis geològics, exploració geofísica i anàlisi de mostres. Mineria: un cop es troba un jaciment que conté itri, s'extreu el mineral. Aquests jaciments solen incloure minerals d'òxid com ara el granat d'itri ferro (YIG) o l'oxalat d'itri (Y2(C2O4)3). Trituració del mineral: després de la mineria, el mineral normalment s'ha de trencar en trossos més petits per al processament posterior.
2. Extracció d'itri:Lixiviació química: el mineral triturat s'envia generalment a una fosa, on l'itri s'extreu mitjançant lixiviació química. Aquest procés normalment utilitza una solució de lixiviació àcida, com l'àcid sulfúric, per dissoldre l'itri del mineral. Separació: un cop dissolt l'itri, normalment es barreja amb altres elements i impureses de terres rares. Per extreure ittri de major puresa, es requereix un procés de separació, normalment utilitzant extracció amb dissolvents, intercanvi iònic o altres mètodes químics. Precipitació: l'itri es separa d'altres elements de terres rares mitjançant reaccions químiques adequades per formar compostos d'itri purs. Assecat i calcinació: els compostos d'itri obtinguts normalment s'han d'assecar i calcinar per eliminar qualsevol humitat i impureses residuals per obtenir finalment un metall o compostos d'itri purs.
Mètodes de detecció d'itri
Els mètodes de detecció habituals d'itri inclouen principalment l'espectroscòpia d'absorció atòmica (AAS), l'espectrometria de masses de plasma acoblat inductiu (ICP-MS), l'espectroscòpia de fluorescència de raigs X (XRF), etc.
1. Espectroscòpia d'absorció atòmica (AAS):L'AAS és un mètode d'anàlisi quantitatiu d'ús habitual adequat per determinar el contingut d'itri en solució. Aquest mètode es basa en el fenomen d'absorció quan l'element objectiu de la mostra absorbeix llum d'una longitud d'ona específica. En primer lloc, la mostra es converteix en una forma mesurable mitjançant etapes de pretractament com la combustió de gas i l'assecat a alta temperatura. Aleshores, la llum corresponent a la longitud d'ona de l'element objectiu es passa a la mostra, es mesura la intensitat de la llum absorbida per la mostra i es calcula el contingut d'itri a la mostra comparant-lo amb una solució estàndard d'itri de concentració coneguda.
2. Espectrometria de masses de plasma acoblat inductiu (ICP-MS):ICP-MS és una tècnica analítica altament sensible adequada per determinar el contingut d'itri en mostres líquides i sòlides. Aquest mètode converteix la mostra en partícules carregades i després utilitza un espectròmetre de masses per a l'anàlisi de masses. ICP-MS té un ampli rang de detecció i una alta resolució, i pot determinar el contingut de diversos elements alhora. Per a la detecció d'itri, ICP-MS pot proporcionar límits de detecció molt baixos i una alta precisió.
3. Espectrometria de fluorescència de raigs X (XRF):XRF és un mètode analític no destructiu adequat per a la determinació del contingut d'itri en mostres sòlides i líquides. Aquest mètode determina el contingut de l'element irradiant la superfície de la mostra amb raigs X i mesurant la intensitat màxima característica de l'espectre de fluorescència de la mostra. XRF té els avantatges de la velocitat ràpida, el funcionament senzill i la capacitat de determinar diversos elements alhora. Tanmateix, la XRF es pot interferir en l'anàlisi d'itri de baix contingut, donant lloc a grans errors.
4. Espectrometria d'emissió òptica de plasma acoblat inductiu (ICP-OES):L'espectrometria d'emissió òptica de plasma acoblat inductiu és un mètode analític molt sensible i selectiu àmpliament utilitzat en l'anàlisi multielement. Atomitza la mostra i forma un plasma per mesurar la longitud d'ona i la intensitat específiques of ittriemissió a l'espectròmetre. A més dels mètodes anteriors, hi ha altres mètodes d'ús habitual per a la detecció d'itri, com ara el mètode electroquímic, l'espectrofotometria, etc. La selecció d'un mètode de detecció adequat depèn de factors com ara les propietats de la mostra, el rang de mesura necessari i la precisió de detecció i els estàndards de calibratge. sovint es requereixen per al control de qualitat per garantir la precisió i la fiabilitat dels resultats de mesura.
Aplicació específica del mètode d'absorció atòmica d'itri
En la mesura d'elements, l'espectrometria de masses de plasma acoblada inductivament (ICP-MS) és una tècnica d'anàlisi molt sensible i multielement, que s'utilitza sovint per determinar la concentració d'elements, inclòs l'itri. El següent és un procés detallat per provar l'itri a ICP-MS:
1. Preparació de la mostra:
La mostra normalment s'ha de dissoldre o dispersar en una forma líquida per a l'anàlisi ICP-MS. Això es pot fer mitjançant la dissolució química, la digestió per escalfament o altres mètodes de preparació adequats.
La preparació de la mostra requereix unes condicions extremadament netes per evitar la contaminació per qualsevol element extern. El laboratori ha de prendre les mesures necessàries per evitar la contaminació de la mostra.
2. Generació ICP:
L'ICP es genera introduint argó o gas barrejat argó-oxigen en una torxa de plasma de quars tancada. L'acoblament inductiu d'alta freqüència produeix una intensa flama de plasma, que és el punt de partida de l'anàlisi.
La temperatura del plasma és d'uns 8000 a 10000 graus centígrads, que és prou alta com per convertir els elements de la mostra en estat iònic.
3. Ionització i separació:Un cop la mostra entra al plasma, els elements que hi ha queden ionitzats. Això vol dir que els àtoms perden un o més electrons, formant ions carregats. L'ICP-MS utilitza un espectròmetre de masses per separar els ions de diferents elements, normalment per una relació massa-càrrega (m/z). Això permet separar els ions de diferents elements i analitzar-los posteriorment.
4. Espectrometria de masses:Els ions separats entren en un espectròmetre de masses, generalment un espectròmetre de masses quadrupol o un espectròmetre de masses d'exploració magnètica. A l'espectròmetre de masses, els ions de diferents elements es separen i es detecten segons la seva relació massa-càrrega. Això permet determinar la presència i concentració de cada element. Un dels avantatges de l'espectrometria de masses de plasma acoblat inductiu és la seva alta resolució, que li permet detectar múltiples elements simultàniament.
5. Tractament de dades:Les dades generades per ICP-MS solen ser processades i analitzades per determinar la concentració dels elements de la mostra. Això inclou comparar el senyal de detecció amb estàndards de concentracions conegudes i realitzar el calibratge i la correcció.
6. Informe de resultats:El resultat final es presenta com a concentració o percentatge de massa de l'element. Aquests resultats es poden utilitzar en una varietat d'aplicacions, com ara ciències de la terra, anàlisi ambiental, proves d'aliments, investigació mèdica, etc.
ICP-MS és una tècnica molt precisa i sensible adequada per a l'anàlisi de diversos elements, inclòs l'itri. Tanmateix, requereix instrumentació i experiència complexa, per la qual cosa normalment es realitza en un laboratori o un centre d'anàlisi professional. En el treball real, cal seleccionar el mètode de mesura adequat segons les necessitats específiques del lloc. Aquests mètodes s'utilitzen àmpliament en l'anàlisi i la detecció d'iterbi en laboratoris i indústries.
Després de resumir l'anterior, podem concloure que l'itri és un element químic molt interessant amb propietats físiques i químiques úniques, que té una gran importància en els camps d'aplicació i investigació científica. Tot i que hem avançat en la nostra comprensió, encara hi ha moltes preguntes que necessiten més investigació i exploració. Espero que la nostra introducció pugui ajudar els lectors a entendre millor aquest element fascinant i inspirar l'amor de tothom per la ciència i l'interès per l'exploració.
Per a més informació si us plaucontacteu amb nosaltresa continuació:
Tel&whats:008613524231522
Email:Sales@shxlchem.com
Hora de publicació: 28-nov-2024