Élément de l'Holmium et méthodes de détection communes
Dans le tableau périodique des éléments chimiques, il y a un élément appeléholmium, qui est un métal rare. Cet élément est solide à température ambiante et a un point de fusion élevé et un point d'ébullition. Cependant, ce n'est pas la partie la plus attrayante de l'élément holmium. Son vrai charme réside dans le fait que lorsqu'il est excité, il émet un beau feu vert. L'élément de l'Holmium dans cet état excité est comme un joyau vert clignotant, beau et mystérieux. Les humains ont une histoire cognitive relativement courte de l'élément de l'Holmium. Tout en étudiant l'impur erbium, il a découvert indépendamment l'Holmium en enlevantyttriumetscandium. Il a nommé la substance brune Holmia (le nom latin de Stockholm) et la substance verte Thulia. Il a ensuite réussi à séparer le dysprosium pour séparer l'Holmium pur. Dans le tableau périodique des éléments chimiques, l'Holmium possède des propriétés et des utilisations très uniques. L'holmium est un élément de terre rare avec un magnétisme très fort, il est donc souvent utilisé pour fabriquer des matériaux magnétiques. Dans le même temps, l'Holmium a également un indice de réfraction élevé, ce qui en fait un matériau idéal pour fabriquer des instruments optiques et des fibres optiques. De plus, l'Holmium joue également un rôle important dans les domaines de la médecine, de l'énergie et de la protection de l'environnement. Aujourd'hui, entrons dans cet élément magique avec un large éventail d'applications - l'Holmium. Explorez ses mystères et ressentez sa grande contribution à la société humaine.
Champs d'application de l'élément holmium
L'holmium est un élément chimique avec un nombre atomique de 67 et appartient à la série de lanthanures. Ce qui suit est une introduction détaillée à certains champs d'application de l'élément Holmium:
1. Aimant de l'Holmium:L'holmium possède de bonnes propriétés magnétiques et est largement utilisé comme matériau pour fabriquer des aimants. En particulier dans la recherche de supraconductivité à haute température, les aimants de l'Holmium sont souvent utilisés comme matériaux pour les supraconducteurs pour améliorer le champ magnétique des supraconducteurs.
2. Verre de l'Holmium:L'holmium peut donner des propriétés optiques spéciales en verre et est utilisée pour fabriquer des lasers en verre de l'Holmium. Les lasers de l'Holmium sont largement utilisés en médecine et en industrie et peuvent être utilisés pour traiter les maladies oculaires, couper les métaux et autres matériaux, etc.
3. Industrie de l'énergie nucléaire:L'isotope de l'Holmium Holmium-165 a une section transversale de capture de neutrons élevés et est utilisé pour contrôler le flux de neutrons et la distribution de puissance des réacteurs nucléaires.
4. Dispositifs optiques: L'Holmium possède également quelques applications dans des dispositifs optiques, tels que des guides d'ondes optiques, des photodétecteurs, des modulateurs, etc. dans les communications de fibres optiques.
5. Matériaux fluorescents:Les composés de l'Holmium peuvent être utilisés comme matériaux fluorescents pour fabriquer des lampes fluorescentes, des écrans d'affichage fluorescents et des indicateurs fluorescents.6. Alloys métalliques:L'holmium peut être ajouté à d'autres métaux pour faire des alliages pour améliorer la stabilité thermique, la résistance à la corrosion et les performances de soudage des métaux. Il est souvent utilisé pour fabriquer des moteurs d'avion, des moteurs automobiles et des équipements chimiques. L'Holmium a des applications importantes dans les aimants, les lasers en verre, l'industrie de l'énergie nucléaire, les dispositifs optiques, les matériaux fluorescents et les alliages métalliques.
Propriétés physiques de l'élément holmium
1. Structure atomique: La structure atomique de l'Holmium est composée de 67 électrons. Dans sa configuration électronique, il y a 2 électrons dans la première couche, 8 électrons dans la deuxième couche, 18 électrons dans la troisième couche et 29 électrons dans la quatrième couche. Par conséquent, il y a 2 paires isolées d'électrons dans la couche la plus externe.
2. Densité et dureté: la densité de l'Holmium est de 8,78 g / cm3, ce qui est une densité relativement élevée. Sa dureté est d'environ 5,4 mohs dureté.
3. Point de fusion et point d'ébullition: le point de fusion de l'Holmium est d'environ 1474 degrés Celsius et le point d'ébullition est d'environ 2695 degrés Celsius.
4. Magnétisme: L'Holmium est un métal avec un bon magnétisme. Il montre le ferromagnétisme à basse température, mais perd progressivement son magnétisme à des températures élevées. Le magnétisme de l'Holmium le rend important dans les applications des aimants et dans la recherche de supraconductivité à haute température.
5. Caractéristiques spectrales: L'Holmium montre des lignes d'absorption et d'émission évidentes dans le spectre visible. Ses lignes d'émission sont principalement situées dans les gammes spectrales vertes et rouges, ce qui entraîne des composés de l'Holmium ayant généralement des couleurs vertes ou rouges.
6. Conductivité thermique: L'Holmium a une conductivité thermique relativement élevée d'environ 16,2 W / m · Kelvin. Cela rend l'Holmium précieux dans certaines applications qui nécessitent une excellente conductivité thermique. L'holmium est un métal à haute densité, dureté et du magnétisme. Il joue un rôle important dans les aimants, les supraconducteurs à haute température, la spectroscopie et la conductivité thermique.
Propriétés chimiques de l'Holmium
1. Réactivité: L'Holmium est un métal relativement stable qui réagit lentement avec la plupart des éléments et acides non métalliques. Il ne réagit pas avec l'air et l'eau à température ambiante, mais lorsqu'il est chauffé à des températures élevées, il réagit avec l'oxygène dans l'air pour former de l'oxyde de l'Holmium.
2. Solubilité: L'holmium a une bonne solubilité dans les solutions acides et peut réagir avec l'acide sulfurique concentré, l'acide nitrique et l'acide chlorhydrique pour produire des sels de l'Holmium correspondants.
3. État d'oxydation: l'état d'oxydation de l'Holmium est généralement +3. Il peut former une variété de composés, comme les oxydes (HO2O3), chlorures (Hocl3), sulfates (HO2 (SO4) 3), etc. De plus, l'Holmium peut également présenter des états d'oxydation tels que +2, +4 et +5, mais ces états d'oxydation sont moins courants.
4. Complexes: L'holmium peut former une variété de complexes, dont les plus courants sont des complexes centrés sur les ions holmium (III). Ces complexes jouent un rôle important dans l'analyse chimique, les catalyseurs et la recherche biochimique.
5. Réactivité: L'Holmium présente généralement une réactivité relativement légère dans les réactions chimiques. Il peut participer à de nombreux types de réactions chimiques telles que les réactions d'oxydation-réduction, les réactions de coordination et les réactions complexes. L'holmium est un métal relativement stable, et ses propriétés chimiques se reflètent principalement dans une réactivité relativement faible, une bonne solubilité, divers états d'oxydation et la formation de divers complexes. Ces caractéristiques rendent l'Holmium largement utilisé dans les réactions chimiques, la chimie de coordination et la recherche biochimique.
Propriétés biologiques de l'Holmium
Les propriétés biologiques de l'Holmium ont été relativement peu étudiées et les informations que nous connaissons jusqu'à présent sont limitées. Voici quelques-unes des propriétés de l'Holmium dans les organismes:
1. Biodisponibilité: L'Holmium est de nature relativement rare, donc son contenu dans les organismes est très faible. L'holmium a une mauvaise biodisponibilité, c'est-à-dire que la capacité de l'organisme à ingérer et à absorber l'Holmium est limitée, ce qui est l'une des raisons pour lesquelles les fonctions et les effets de l'Holmium dans le corps humain ne sont pas entièrement compris.
2. Fonction physiologique: Bien qu'il y ait une connaissance limitée des fonctions physiologiques de l'Holmium, des études ont montré que l'Holmium peut être impliqué dans certains processus biochimiques importants dans le corps humain. Des études scientifiques ont montré que l'Holmium peut être lié à la santé des os et des muscles, mais le mécanisme spécifique n'est pas encore clair.
3. Toxicité: En raison de sa faible biodisponibilité, l'Holmium a une toxicité relativement faible pour le corps humain. Dans les études sur les animaux de laboratoire, l'exposition à des concentrations élevées de composés de l'Holmium peut endommager le foie et les reins, mais les recherches actuelles sur la toxicité aiguë et chronique de l'Holmium sont relativement limitées. Les propriétés biologiques de l'Holmium dans les organismes vivants ne sont pas encore entièrement comprises. La recherche actuelle se concentre sur ses fonctions physiologiques possibles et ses effets toxiques sur les organismes vivants. Avec l'avancement continu de la science et de la technologie, les recherches sur les propriétés biologiques de l'Holmium continueront de s'approfondir.
Distribution naturelle de l'Holmium
La distribution de l'Holmium est très rare, et c'est l'un des éléments avec une teneur extrêmement faible dans la croûte terrestre. Ce qui suit est la distribution de la nature de l'Holmium:
1. Distribution dans la croûte terrestre: le contenu de l'Holmium dans la croûte terrestre est d'environ 1,3 ppm (parties par million), ce qui est un élément relativement rare dans la croûte terrestre. Malgré sa faible teneur, l'Holmium peut être trouvé dans certaines roches et minerais, comme les minerais contenant des éléments de terres rares.
2. Présence en minéraux: L'holmium existe principalement dans les minerais sous forme d'oxydes, comme l'oxyde de l'Holmium (HO2O3). Ho2o3 est unoxyde de terre rareminerai qui contient une concentration élevée d'Holmium.
3. Composition dans la nature: L'Holmium coexiste généralement avec d'autres éléments de la Terre rare et une partie des éléments de lanthanure. Il peut exister dans la nature sous forme d'oxydes, de sulfates, de carbonates, etc.
4. Emplacement géographique de la distribution: la distribution de l'Holmium est relativement uniforme dans le monde, mais sa production est très limitée. Certains pays disposent de certaines ressources de minerai de l'Holmium, comme la Chine, l'Australie, le Brésil, etc. L'Holmium est de nature relativement rare et existe principalement sous forme d'oxydes dans les minerais. Bien que le contenu soit faible, il coexiste avec d'autres éléments de terres rares et peut être trouvé dans certains environnements géologiques spécifiques. En raison de ses restrictions de rareté et de distribution, l'extraction et l'utilisation de l'Holmium sont relativement difficiles.
Extraction et fusion de l'élément holmium
L'holmium est un élément de terre rare, et son processus d'extraction et d'extraction est similaire à d'autres éléments de terres rares. Ce qui suit est une introduction détaillée au processus d'extraction et d'extraction de l'élément holmium:
1. Recherche de minerai de l'Holmium: L'holmium peut être trouvé dans les minerais de terres rares, et les minerais de l'Holmium commun comprennent les minerais d'oxyde et les minerais de carbonate. Ces minerais peuvent exister dans les dépôts minéraux souterrains ou à ciel ouvert.
2. Écrasement et broyage du minerai: Après l'exploitation minière, le minerai de l'Holmium doit être écrasé et moulu en particules plus petites et affiner davantage.
3. Flotté: séparation du minerai de l'Holmium des autres impuretés par méthode de flottation. Dans le processus de flottation, l'agent de diluant et de mousse est souvent utilisé pour faire flotter le minerai de l'Holmium à la surface du liquide, puis effectuer un traitement physique et chimique.
4. Hydratation: Après la flottaison, le minerai de l'Holmium subira un traitement d'hydratation pour le transformer en sels de l'Holmium. Le traitement d'hydratation implique généralement de réagir du minerai avec une solution d'acide diluée pour former une solution de sel d'acide de l'Holmium.
5. Précipitation et filtration: En ajustant les conditions de réaction, l'Holmium dans la solution de sel d'acide de l'Holmium est précipité. Ensuite, filtrez le précipité pour séparer le précipité de l'Holmium pur.
6. Calcination: les précipités de l'Holmium doivent subir un traitement de calcination. Ce processus consiste à chauffer le précipité de l'Holmium à une température élevée pour le transformer en oxyde de l'Holmium.
7. Réduction: l'oxyde de l'Holmium subit un traitement de réduction pour se transformer en holmium métallique. Habituellement, les agents réducteurs (comme l'hydrogène) sont utilisés pour la réduction dans des conditions de température élevée. 8. Raffinage: L'holmium métallique réduit peut contenir d'autres impuretés et doit être affiné et purifié. Les méthodes de raffinage comprennent l'extraction du solvant, l'électrolyse et la réduction des produits chimiques. Après les étapes ci-dessus, de haute puretéholmium en métalpeut être obtenu. Ces métaux de l'Holmium peuvent être utilisés pour la préparation des alliages, des matériaux magnétiques, de l'industrie de l'énergie nucléaire et des dispositifs laser. Il convient de noter que le processus d'extraction et d'extraction des éléments de terres rares est relativement complexe et nécessite des technologies et des équipements avancés pour obtenir une production efficace et à faible coût.
Méthodes de détection de l'élément holmium
1. Spectrométrie d'absorption atomique (AAS): La spectrométrie d'absorption atomique est une méthode d'analyse quantitative couramment utilisée qui utilise des spectres d'absorption de longueurs d'onde spécifiques pour déterminer la concentration de l'Holmium dans un échantillon. Il atomie l'échantillon à tester dans une flamme, puis mesure l'intensité d'absorption de l'Holmium dans l'échantillon à travers un spectromètre. Cette méthode convient à la détection de l'Holmium à des concentrations plus élevées.
2. Spectrométrie d'émission optique à plasma à couplage inductif (ICP-OS): La spectrométrie d'émission optique à plasma à couplage inductif est une méthode analytique très sensible et sélective qui est largement utilisée dans l'analyse multi-éléments. Il atomie l'échantillon et forme un plasma pour mesurer la longueur d'onde spécifique et l'intensité de l'émission de l'Holmium dans un spectromètre.
3. Spectrométrie de masse plasmatique à couplage inductif (ICP-MS): La spectrométrie de masse plasmatique à couplage inductif est une méthode analytique hautement sensible et à haute résolution qui peut être utilisée pour la détermination du rapport isotopique et l'analyse des éléments de trace. Il atomie l'échantillon et forme un plasma pour mesurer le rapport masse / charge de l'Holmium dans un spectromètre de masse.
4. Spectrométrie de fluorescence aux rayons X (XRF): La spectrométrie de fluorescence des rayons X utilise le spectre de fluorescence produit par l'échantillon après avoir été excité par les rayons X pour analyser le contenu des éléments. Il peut déterminer rapidement et non destructivement la teneur en holmium dans l'échantillon. Ces méthodes sont largement utilisées dans les laboratoires et les champs industriels pour l'analyse quantitative et le contrôle de la qualité de l'Holmium. La sélection de la méthode appropriée dépend de facteurs tels que le type d'échantillon, la limite de détection requise et la précision de détection.
Application spécifique de la méthode d'absorption atomique de l'Holmium
Dans la mesure des éléments, la méthode d'absorption atomique a une précision et une sensibilité élevées et fournit un moyen efficace d'étudier les propriétés chimiques, la composition des composés et la teneur en éléments. Les étapes spécifiques sont les suivantes: Préparez l'échantillon à mesurer. Préparez l'échantillon à mesurer en une solution, qui doit généralement être digérée avec de l'acide mixte pour une mesure ultérieure. Sélectionnez un spectromètre d'absorption atomique approprié. Selon les propriétés de l'échantillon à mesurer et la plage de teneur en holmium à mesurer, sélectionnez un spectromètre d'absorption atomique approprié. Ajustez les paramètres du spectromètre d'absorption atomique. Selon l'élément à mesurer et le modèle d'instrument, ajustez les paramètres du spectromètre d'absorption atomique, y compris la source lumineuse, l'atomiseur, le détecteur, etc. Mesurer l'absorbance de l'Holmium. Placer l'échantillon à mesurer dans l'atomiseur et émettre un rayonnement lumineux d'une longueur d'onde spécifique à travers la source lumineuse. L'élément de l'Holmium à mesurer absorbera ces rayonnements légers et produira des transitions de niveau d'énergie. Mesurez l'absorbance de l'Holmium à travers le détecteur. Calculez le contenu de l'Holmium. Selon l'absorbance et la courbe standard, la teneur en holmium est calculée. Voici les paramètres spécifiques utilisés par un instrument pour mesurer l'Holmium.
Holmium (HO) Standard: oxyde de l'Holmium (grade analytique).
Méthode: Pesez avec précision 1,1455 g HO2O3, dissolvez dans l'acide chlorhydrique de 20 ml 5 mole, dilué à 1 L avec de l'eau, la concentration de HO dans cette solution est de 1000 μg / ml. Conserver dans une bouteille de polyéthylène loin de la lumière.
Type de flamme: oxyde nitreylène, riche flamme
Paramètres d'analyse: longueur d'onde (nm) 410.4 Bande passante spectrale (nm) 0,2
Coefficient de filtre 0,6 courant de lampe recommandé (MA) 6
Haute tension négative (V) 384,5
Hauteur de la tête de combustion (mm) 12
Temps d'intégration (s) 3
Pression d'air et débit (MP, ML / min) 0,25, 5000
Pression et débit d'oxyde nitreux (MP, ML / min) 0,22, 5000
Pression et débit d'acétylène (MP, ml / min) 0,1, 4500
Coefficient de corrélation linéaire 0,9980
Concentration caractéristique (μg / ml) 0,841
Méthode de calcul Solution de méthode continue acidité 0,5%
Tableau mesuré HCL:
Courbe d'étalonnage:
Interférence: L'Holmium est partiellement ionisé dans la flamme d'oxyde d'oxyde nitreylène. L'ajout de nitrate de potassium ou de chlorure de potassium à une concentration finale de potassium de 2000 μg / ml peut inhiber l'ionisation de l'Holmium. Dans le travail réel, il est nécessaire de sélectionner une méthode de mesure appropriée en fonction des besoins spécifiques du site. Ces méthodes sont largement utilisées dans l'analyse et la détection du cadmium dans les laboratoires et les industries.
L'Holmium a montré un grand potentiel dans de nombreux domaines avec ses propriétés uniques et sa large gamme d'utilisations. En comprenant l'histoire, le processus de découverte,Importance et application de l'Holmium, nous pouvons mieux comprendre l'importance et la valeur de cet élément magique. Attendons avec impatience l'Holmium apporter plus de surprises et de percées à la société humaine à l'avenir et à apporter une plus grande contribution à la promotion du progrès scientifique et technologique et du développement durable.
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