Sapete ? U prucessu di scopre l'omuittriuera piena di colpi di scena è sfide. In u 1787, u Svedese Karl Axel Arrhenius hà scupertu accidentalmente un minerale neru densu è pesante in una cava vicinu à a so cità nativa di u paese di Ytterby è u chjamò "Ytterbite". Dopu quì, parechji scientisti cumpresi Johan Gadolin, Anders Gustav Ekberg, Friedrich Wöhler è altri anu realizatu una ricerca approfondita nantu à questu minerale.
In u 1794, u chimicu finlandese Johan Gadolin hà separatu cun successu un novu oxidu da u minerale di itterbiu è u chjamò ittriu. Questa era a prima volta chì l'omu hà scupertu chjaramente un elementu di terra rara. Tuttavia, sta scuperta ùn hà micca attiratu immediatamente l'attenzione generalizata.
À u tempu, i scientisti anu scupertu altri elementi di a terra rara. In u 1803, u tedescu Klaproth è i Svedesi Hitzinger è Berzelius anu scupertu u ceriu. In u 1839, u Svedese Mosander hà scupertulantanu. In u 1843, hà scupertu l'erbiu èterbiu. Queste scuperte furnì un fundamentu impurtante per a ricerca scientifica sussegwenti.
Ùn era micca finu à a fine di u 19u seculu chì i scientisti anu separatu cù successu l'elementu "yttrium" da u minerale di ittriu. In u 1885, Wilsbach austriacu hà scupertu neodimiu è praseodimiu. In u 1886, Bois-Baudran hà scupertudisprosio. Queste scuperte anu arricchitu ancu a grande famiglia di elementi di terra rara.
Per più di un seculu dopu à a scuperta di l'ittriu, per via di e limitazioni di e cundizioni tecniche, i scientisti ùn anu pussutu purificà stu elementu, chì hà ancu causatu qualchi disputi accademichi è errori. Tuttavia, questu ùn hà micca impeditu à i scientisti di u so entusiasmu per studià l'ittriu.
In u principiu di u 20u seculu, cù l'avanzamentu cuntinuu di a scienza è a tecnulugia, i scientisti infine cuminciaru à pudè purificà l'elementi di a terra rara. In u 1901, u francese Eugène de Marseille hà scupertueuropiu. In u 1907-1908, l'austriacu Wilsbach è u francese Urbain anu scupertu lutetium indipindente. Queste scuperte furnì un fundamentu impurtante per a ricerca scientifica sussegwenti.
In a scienza è a tecnulugia muderna, l'applicazione di l'ittriu hè diventata più è più larga. Cù l'avanzamentu cuntinuu di a scienza è a tecnulugia, a nostra cunniscenza è l'applicazione di l'ittriu diventerà più è più in prufundità.
Campi d'applicazione di l'elementu ittriu
1.Vetru otticu è ceramica:L'ittriu hè largamente utilizatu in a fabricazione di vetru otticu è ceramica, principarmenti in a fabricazione di ceramica trasparente è vetru otticu. I so cumposti anu proprietà ottiche eccellenti è ponu esse aduprati per fabricà cumpunenti di laser, cumunicazioni in fibra ottica è altri equipaghji.
2. Fosfori:I composti di ittriu ghjucanu un rolu impurtante in i fosfori è ponu emette fluoriscenza brillanti, per quessa sò spessu usati per fabricà schermi TV, monitori è equipaghji di illuminazione.ossidu di ittriuè altri cumposti sò spessu usati cum'è materiali luminiscenti per rinfurzà a luminosità è a chiarezza di a luce.
3. Additivi di lega: In a pruduzzione di ligami di metalli, l'ittriu hè spessu usatu com'è additivu per migliurà e proprietà meccaniche è a resistenza à a corrosione di metalli.Alliati di ittriusò spessu usati per fà azzaru d'alta resistenza èleghe d'aluminiu, rendenduli più resistenti à u calore è à a corrosione.
4. Catalyseurs: I cumposti di ittriu ghjucanu un rolu impurtante in certi catalizzatori è ponu accelerà a rata di reazzione chimica. Sò usati per fabricà i dispositi di purificazione di l'exhaust di l'automobile è i catalizzatori in i prucessi di produzzione industriale, aiutendu à riduce l'emissioni di sustanzi nocivi.
5. Tecnulugia di imaging medicale: L'isotopi di ittriu sò usati in a tecnulugia di l'imaghjini medichi per preparà isotopi radiuattivi, cum'è per l'etichettatura di i radiofarmaci è diagnosticà l'imaghjini medichi nucleari.
6. Tecnulugia laser:I laser di ioni di ittriu sò un laser solidu cumuni utilizatu in diverse ricerche scientifiche, medicina laser è applicazioni industriali. A fabricazione di sti laser richiede l'usu di certi composti di ittriu cum'è attivatori.Elementi ittriuè i so cumposti ghjucanu un rolu impurtante in a scienza muderna è a tecnulugia è l'industria, chì implicanu parechji campi cum'è l'ottica, a scienza di i materiali è a medicina, è anu fattu cuntributi pusitivi à u prugressu è u sviluppu di a sucetà umana.
Proprietà fisiche di l'ittriu
U numaru atomicu diittriuhè 39 è u so simbulu chimicu hè Y.
1. Apparenza:L'ittriu hè un metallu biancu argentu.
2. Densità:A densità di ittriu hè 4,47 g / cm3, chì face unu di l'elementi relativamente pesanti in a crosta terrestre.
3. Puntu di fusione:U puntu di fusione di l'ittriu hè 1522 gradi Celsius (2782 gradi Fahrenheit), chì si riferisce à a temperatura à a quale l'ittriu cambia da un solidu à un liquidu in cundizioni termali.
4. Puntu di ebollizione:U puntu di ebollizione di l'ittriu hè 3336 gradi Celsius (6037 gradi Fahrenheit), chì si riferisce à a temperatura à a quale l'ittriu cambia da un liquidu à un gasu in cundizioni termali.
5. Fase:À a temperatura di l'ambienti, l'ittriu hè in un statu solidu.
6. Conduttività:L'ittriu hè un bonu cunduttore di l'electricità cù una alta conductività, per quessa hà certe applicazioni in a fabricazione di l'apparecchi elettronichi è a tecnulugia di circuiti.
7. Magnetisimu:L'ittriu hè un materiale paramagneticu à a temperatura di l'ambienti, chì significa chì ùn hà micca una risposta magnetica evidenti à i campi magnetichi.
8. Struttura cristallina: L'ittriu esiste in una struttura cristallina esagonale stretta.
9. Vulume atomicu:U voluminu atomicu di ittriu hè 19,8 centimetri cubi per mole, chì si riferisce à u voluminu occupatu da una mole di atomi di ittriu.
L'ittriu hè un elementu metallicu cù una densità relativamente alta è un puntu di fusione, è hà una bona conductività, cusì hà applicazioni impurtanti in l'elettronica, a scienza di i materiali è altri campi. À u listessu tempu, ittriu hè ancu un elementu raru relativamente cumuni, chì ghjoca un rolu impurtante in certi tecnulugii avanzati è applicazioni industriali.
Pruprietà chimica di ittriu
1. Simbulu chimicu è gruppu: U simbulu chimicu di ittriu hè Y, è si trova in u quintu periodu di a tavola periodica, u terzu gruppu, chì hè simili à l'elementi lanthanide.
2. Struttura elettronica: A struttura elettronica di ittriu hè 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 4f¹⁴ 5s². In a capa di l'elettroni esterni, l'ittriu hà dui elettroni di valenza.
3. Statu di valenza: Yttrium di solitu mostra un statu di valenza di +3, chì hè u statu di valenza più cumuni, ma pò ancu vede stati di valenza di +2 è +1.
4. Reattività: L'ittriu hè un metalu relativamente stabile, ma s'ossidarà gradualmente quandu espunutu à l'aria, furmendu una capa d'oxidu nantu à a superficia. Questu face chì l'ittriu perde u so lustre. Per prutege l'ittriu, hè generalmente guardatu in un ambiente seccu.
5. Reazione cù l'ossidi: L'ittriu reagisce cù l'ossidi per furmà diversi composti, cumpreseossidu di ittriu(Y2O3). L'ossidu di ittriu hè spessu usatu per fà fosfori è ceramiche.
6. **Reazzione cù l'acidi**: L'ittriu pò reagisce cù l'acidi forti per pruduce salti currispondenti, cum'ècloruru di ittriu (YCl3) osulfate d'ittriu (Y2(SO4)3).
7. Reazione cù l'acqua: L'ittriu ùn reagisce micca direttamente cù l'acqua in cundizioni normali, ma à e temperature elevate, pò reagisce cù u vapore d'acqua per pruduce l'idrogenu è l'ossidu di ittriu.
8. Reazione cù sulfuri è carburi: Yttrium pò reagisce cù sulfuri è carburi per furmà cumposti currispundenti, cum'è sulfuru d'ittriu (YS) è carbure d'ittriu (YC2). 9. Isotopi: Yttrium hà parechje isotopi, u più stabile di quale hè ittriu-89 (^ 89Y), chì hà una longa semi-vita è hè utilizatu in a medicina nucleare è l'etichettatura isotopica.
L'ittriu hè un elementu metallicu relativamente stabile cù parechji stati di valenza è a capacità di reagisce cù altri elementi per furmà composti. Hà una larga gamma di applicazioni in l'ottica, a scienza di i materiali, a medicina è l'industria, in particulare in i fosfori, a fabricazione di ceramica è a tecnulugia laser.
Pruprietà biologica di ittriu
E proprietà biologiche diittriuin l'organi viventi sò relativamente limitati.
1. Presenza è ingestione: Ancu l'ittriu ùn hè micca un elementu essenziale per a vita, tracce quantità di ittriu ponu esse truvati in a natura, cumpresa a terra, rocci è acqua. L'urganismi ponu ingerisce tracce quantità di ittriu attraversu a catena alimentaria, generalmente da a terra è e piante.
2. Biodisponibilità: A biodisponibilità di l'ittriu hè relativamente bassu, chì significa chì l'urganismi sò generalmente difficiuli di assorbe è utilizendu l'ittriu in modu efficace. A maiò parte di i cumposti di ittriu ùn sò micca facilmente assorbiti in l'organisimi, cusì tendenu à esse excreted.
3. Distribuzione in l'urganismi: Una volta in un urganismu, l'ittriu hè principalmente distribuitu in tissuti cum'è u fegatu, i rini, u spleen, i pulmoni è l'ossi. In particulare, l'osse cuntenenu cuncintrazioni più altu di ittriu.
4. Metabolismu è escrezione: U metabolismu di l'ittriu in u corpu umanu hè relativamente limitatu perchè generalmente abbanduneghja l'organisimu per l'excrezione. A maiò parte di questu hè excreted through urine, è pò ancu esse excreted in forma di defecazione.
5. Tossicità: Per via di a so bassa biodisponibilità, l'ittriu ùn accumule micca di solitu à livelli dannosi in l'organisimi normali. In ogni casu, l'esposizione à l'ittriu di dosi elevate pò avè effetti dannosi nantu à l'organisimi, purtendu à effetti tossichi. Sta situazione generalmente accade raramente perchè e cuncintrazioni di ittriu in a natura sò generalmente bassu è ùn hè micca largamente utilizatu o espunutu à l'organisimi. E caratteristiche biologiche di l'ittriu in l'organisimi si manifestanu principarmenti in a so prisenza in quantità di traccia, a biodisponibilità bassa, è ùn esse micca un elementu necessariu. per a vita. Ancu s'ellu ùn hà micca effetti tossichi evidenti nantu à l'organisimi in circustanze normali, l'esposizione à l'ittriu di dosi elevate pò causà periculi per a salute. Dunque, a ricerca scientifica è u monitoraghju sò sempre impurtanti per a sicurità è l'effetti biologichi di l'ittriu.
Distribuzione di ittriu in a natura
Yttrium hè un elementu di terra rara chì hè relativamente largamente distribuitu in a natura, ancu s'ellu ùn esiste micca in forma elementale pura.
1. Occurrence in a crosta di a Terra: L'abbundanza di ittriu in a crosta di a Terra hè relativamente bassu, cù una cuncentrazione media di circa 33 mg / kg. Questu fa l'ittriu unu di l'elementi rari.
L'ittriu esiste principarmenti in forma di minerali, di solitu inseme cù altri elementi di terra rara. Certi minerali principali di ittriu include u granatu di ferru di ittriu (YIG) è l'oxalate di ittriu (Y2(C2O4)3).
2. Distribuzione geografica: I dipositi di ittriu sò distribuiti in u mondu sanu, ma certi spazii ponu esse ricchi in ittriu. Certi dipositi maiò di ittriu ponu esse truvati in i seguenti regioni: Australia, Cina, Stati Uniti, Russia, Canada, India, Scandinavia, etc. 3. Estrazione è Trattamentu: Una volta chì u minerale di ittriu hè minatu, u prucessu chimicu hè di solitu necessariu di estrazione è separa l'ittriu. Questu generalmente implica lixiviazione àcida è prucessi di separazione chimica per ottene ittriu d'alta purezza.
Hè impurtante di nutà chì l'elementi di a terra rara, cum'è l'ittriu, ùn sò micca generalmente in forma di elementi puri, ma sò mischiati cù altri elementi di terra rara. Per quessa, l'estrazione di l'ittriu di purità più altu richiede prucessi chimichi cumplessi è prucessi di separazione. Inoltre, l'offerta dielementi di terra rarahè limitatu, cusì cunsiderazione di a so gestione di risorse è a sustenibilità ambientale hè ancu impurtante.
Estrazione, estrazione è fusione di l'elementu ittriu
L'ittriu hè un elementu di terra rara chì generalmente ùn esiste micca in forma di ittriu puru, ma in forma di minerale d'ittriu. Questa hè una introduzione dettagliata à u prucessu di minazione è raffinazione di l'elementu ittriu:
1. Minerazione di minerale di ittriu:
Esplorazione: Prima, i geologi è l'ingegneri minieri facenu un travagliu di esplorazione per truvà dipositi chì cuntenenu ittriu. Questu generalmente implica studii geologichi, esplorazione geofisica è analisi di mostra. Mining: Una volta chì si trova un depositu chì cuntene ittriu, u minerale hè minatu. Questi dipositi generalmente includenu minerali d'ossidu cum'è u granatu di ferru di ittriu (YIG) o oxalate di ittriu (Y2(C2O4)3). Ore crushing: Dopu à a minera, u minerale deve esse spartutu in pezzi più chjuchi per a trasfurmazioni sussegwente.
2. Estrazione di ittriu:Lixiviazione chimica: U minerale trituratu hè generalmente mandatu à una smelter, induve l'ittriu hè estrattu per lisciviazione chimica. Stu prucessu generalmente usa una solu suluzione àcida, cum'è l'acidu sulfuricu, per dissolve l'ittriu da u minerale. Separazione: Una volta l'ittriu hè dissolutu, hè generalmente mischju cù altri elementi di terra rara è impurità. Per caccià l'ittriu di purezza più altu, hè necessariu un prucessu di separazione, di solitu utilizendu estrazione di solventi, scambiu di ioni o altri metudi chimichi. Precipitazioni: L'ittriu hè siparatu da altri elementi di a terra rara per via di reazzioni chimichi appropritati per furmà composti di ittriu puri. Asciugatura è calcinazione: I cumposti d'ittriu ottenuti sò di solitu esse secchi è calcinati per caccià ogni umidità residuale è impurità per ottene infine metalli o composti d'ittriu puri.
I metudi di rilevazione di ittriu
I metudi di rilevazione cumuni per l'ittriu includenu principalmente spettroscopia di assorbimentu atomicu (AAS), spettroscopia di massa di plasma inductively coupled (ICP-MS), spettroscopia di fluorescenza di raghji X (XRF), etc.
1. Spettroscopia di assorbimentu atomicu (AAS):AAS hè un metudu di analisi quantitativa cumunimenti utilizatu adattatu per determinà u cuntenutu di ittriu in suluzione. Stu metudu hè basatu annantu à u fenomenu di assorbimentu quandu l'elementu di destinazione in a mostra assorbe a luce di una lunghezza d'onda specifica. Prima, a mostra hè cunvertita in una forma misurabile attraversu passi di pretrattamentu cum'è a combustione di gasu è l'asciugatura à alta temperatura. Allora, a luce currispondente à a lunghezza d'onda di l'elementu di destinazione hè passata in a mostra, l'intensità luminosa assorbita da a mostra hè misurata, è u cuntenutu di ittriu in a mostra hè calculatu paragunendu cù una suluzione standard di ittriu di cuncentrazione cunnisciuta.
2. Spettrometria di massa di plasma accoppiata induttivamente (ICP-MS):L'ICP-MS hè una tecnica analitica altamente sensibile adatta per determinà u cuntenutu di ittriu in campioni liquidi è solidi. Stu metudu cunverta a mostra in particeddi carchi è poi usa un spettrometru di massa per l'analisi di massa. ICP-MS hà una larga gamma di rilevazione è alta risoluzione, è pò determinà u cuntenutu di parechji elementi à u stessu tempu. Per a deteczione di ittriu, ICP-MS pò furnisce limiti di rilevazione assai bassi è alta precisione.
3. Spettrometria di fluoriscenza di raghji X (XRF):XRF hè un metudu analiticu non distruttivu adattatu per a determinazione di u cuntenutu di ittriu in campioni solidi è liquidi. Stu metudu determina u cuntenutu di l'elementu irradiendu a superficia di a mostra cù i raghji X è a misurazione di l'intensità di punta caratteristica di u spettru di fluorescenza in a mostra. XRF hà i vantaghji di una veloce veloce, un funziunamentu simplice è a capacità di determinà parechji elementi à u stessu tempu. In ogni casu, XRF pò esse interferitu in l'analisi di l'ittriu di pocu cuntenutu, risultatu in grandi errori.
4. Spettrometria di emissione ottica di plasma accoppiata induttivamente (ICP-OES):A spettrometria d'emissione ottica di plasma accoppiata induttivamente hè un metudu analiticu altamente sensibile è selettivu largamente utilizatu in l'analisi multi-elementu. Atomizza u campione è forma un plasma per misurà a lunghezza d'onda specifica è l'intensità of ittriuemissione in u spettrometru. In più di i metudi di sopra, ci sò altri metudi cumunimenti utilizati per a deteczione di ittriu, cumpresu u metudu elettrochimicu, spettrofotometria, etc. A selezzione di un metudu di deteczione adattatu dipende da fattori cum'è e proprietà di mostra, a gamma di misurazione necessaria è a precisione di rilevazione, è i standard di calibrazione. sò spessu richiesti per u cuntrollu di qualità per assicurà l'accuratezza è l'affidabilità di i risultati di a misura.
Applicazione specifica di u metudu di assorbimentu atomicu di ittriu
In a misurazione di l'elementu, a spettrometria di massa di plasma inductively accoppiata (ICP-MS) hè una tecnica d'analisi assai sensitiva è multi-elementu, chì hè spessu usata per determinà a cuncentrazione di elementi, cumpresu ittriu. U seguitu hè un prucessu detallatu per pruvà ittriu in ICP-MS:
1. Preparazione di campioni:
A mostra di solitu deve esse dissoluta o dispersa in una forma liquida per l'analisi ICP-MS. Questu pò esse fattu da a dissoluzione chimica, a digestione di calefaccia o altri metudi di preparazione adattati.
A preparazione di a mostra richiede cundizioni estremamente pulite per prevene a contaminazione da qualsiasi elementi esterni. U laboratoriu deve piglià e misure necessarie per evità a contaminazione di i campioni.
2. Generazione ICP:
L'ICP hè generatu da l'introduzione di gas argon o argon-ossigenu mistu in una torcia di plasma di quartz chjusa. L'accoppiamentu induttivu à alta frequenza produce una fiamma di plasma intensa, chì hè u puntu di partenza di l'analisi.
A temperatura di u plasma hè di circa 8000 à 10000 gradi Celsius, chì hè abbastanza altu per cunvertisce l'elementi in a mostra in statu ionicu.
3. Ionizazione è separazione:Quandu a mostra entra in u plasma, l'elementi in questu sò ionizzati. Questu significa chì l'atomi perdenu unu o più elettroni, furmendu ioni carichi. L'ICP-MS usa un spettrometru di massa per separà l'ioni di diversi elementi, di solitu per rapportu di massa à carica (m/z). Questu permette l'ioni di diversi elementi per esse separati è successivamente analizati.
4. Spettrometria di massa:L'ioni separati entranu in un spettrometru di massa, generalmente un spettrometru di massa quadrupole o un spettrometru di massa à scanning magneticu. In u spettrometru di massa, i ioni di diversi elementi sò siparati è rilevati secondu u so rapportu di massa à carica. Questu permette a prisenza è a cuncentrazione di ogni elementu per esse determinate. Unu di i vantaghji di a spettrometria di massa di plasma induttivamente accoppiata hè a so alta risoluzione, chì li permette di detectà parechji elementi simultaneamente.
5. Trattamentu di dati:I dati generati da ICP-MS di solitu deve esse processatu è analizatu per determinà a cuncentrazione di l'elementi in a mostra. Questu include paragunà u signale di rilevazione à i standard di cuncentrazione cunnisciuta, è eseguisce calibrazione è correzione.
6. Rapportu di u risultatu:U risultatu finali hè prisentatu cum'è a cuncentrazione o u percentuale di massa di l'elementu. Questi risultati ponu esse aduprati in una varietà di applicazioni, cumprese a scienza di a terra, l'analisi ambientale, i testi alimentari, a ricerca medica, etc.
L'ICP-MS hè una tecnica assai precisa è sensitiva adattata per l'analisi multi-elementu, cumpresu l'ittriu. Tuttavia, esige una strumentazione cumplessa è un sapè fà, per quessa hè generalmente realizatu in un laboratoriu o un centru di analisi prufessiunale. In u travagliu propiu, hè necessariu di selezziunà u metudu di misurazione adattatu secondu i bisogni specifichi di u situ. Sti metudi sò largamente usati in l'analisi è a rilevazione di l'itterbiu in i laboratorii è l'industrii.
Dopu avè riassuntu u sopra, pudemu cuncludi chì l'ittriu hè un elementu chimicu assai interessante cù proprietà fisiche è chimiche uniche, chì hè di grande significazione in a ricerca scientifica è i campi d'applicazione. Ancu s'è avemu fattu un pocu di prugressu in a nostra capiscitura, ci sò sempre parechje dumande chì necessitanu più ricerca è esplorazione. Spergu chì a nostra introduzione pò aiutà i lettori à capisce megliu stu elementu affascinante è inspirà l'amore di tutti per a scienza è l'interessu per l'esplorazione.
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