Holmium elem és általános vizsgálati módszerek

Holmium elem és általános kimutatási módszerek
A kémiai elemek periódusos rendszerében van egy únholmium, ami egy ritka fém. Ez az elem szobahőmérsékleten szilárd, olvadáspontja és forráspontja magas. Azonban nem ez a legvonzóbb része a holmium elemnek. Igazi varázsa abban rejlik, hogy ha izgatott, gyönyörű zöld fényt bocsát ki. A holmium elem ebben az izgatott állapotban olyan, mint egy villogó zöld drágakő, gyönyörű és titokzatos. Az embereknek viszonylag rövid kognitív története van a holmium elemről. 1879-ben Per Theodor Klebe svéd kémikus fedezte fel először a holmium elemet, és nevezte el szülővárosáról. A szennyezett erbium tanulmányozása során önállóan fedezte fel a holmiumot az eltávolítássalittriumésskandium. A barna anyagot Holmiának (Stockholm latin neve) és a zöld anyagot Thuliának nevezte el. Ezután sikeresen szétválasztotta a diszpróziumot tiszta holmiummá. A kémiai elemek periódusos rendszerében a holmiumnak van néhány nagyon egyedi tulajdonsága és felhasználása. A holmium egy ritkaföldfém elem, nagyon erős mágnesességgel, ezért gyakran használják mágneses anyagok előállítására. A holmium ugyanakkor magas törésmutatóval is rendelkezik, így ideális anyag optikai műszerek és optikai szálak készítéséhez. Emellett a holmium az orvostudomány, az energia és a környezetvédelem területén is fontos szerepet tölt be. Ma lépjünk be ebbe a varázslatos elembe, amelynek sokféle alkalmazási lehetősége van - a holmiumba. Fedezze fel titkait, és érezze nagy hozzájárulását az emberi társadalomhoz.

A holmium elem alkalmazási területei

A holmium egy 67-es rendszámú kémiai elem, és a lantanid sorozatba tartozik. Az alábbiakban részletesen bemutatjuk a holmium elem egyes alkalmazási területeit:
1. Holmium mágnes:A Holmium jó mágneses tulajdonságokkal rendelkezik, és széles körben használják mágnesek előállítására. Különösen a magas hőmérsékletű szupravezetési kutatások során a holmiummágneseket gyakran használják szupravezetők anyagaként a szupravezetők mágneses terének fokozására.
2. Holmium üveg:A Holmium különleges optikai tulajdonságokat kölcsönöz az üvegnek, és holmium üveglézerek gyártására használják. A Holmium lézereket széles körben használják az orvostudományban és az iparban, szembetegségek kezelésére, fémek és egyéb anyagok vágására stb.
3. Atomenergia ipar:A Holmium holmium-165 izotópja nagy neutronbefogási keresztmetszettel rendelkezik, és az atomreaktorok neutronfluxusának és energiaelosztásának szabályozására szolgál.
4. Optikai eszközök: A Holmiumnak van néhány alkalmazása az optikai eszközökben is, mint például az optikai hullámvezetők, fotodetektorok, modulátorok stb. az optikai szálas kommunikációban.
5. Fluoreszkáló anyagok:A holmiumvegyületek fluoreszkáló anyagokként használhatók fénycsövek, fluoreszkáló kijelzők és fluoreszkáló indikátorok gyártásához.6. Fémötvözetek:A holmium más fémekhez adható ötvözetek készítéséhez, amelyek javítják a fémek hőstabilitását, korrózióállóságát és hegesztési teljesítményét. Gyakran használják repülőgép-hajtóművek, autómotorok és vegyi berendezések gyártására. A Holmiumnak fontos alkalmazásai vannak mágnesekben, üveglézerekben, atomenergia-iparban, optikai eszközökben, fluoreszkáló anyagokban és fémötvözetekben.

A holmium elem fizikai tulajdonságai

1. Atomszerkezet: A holmium atomszerkezete 67 elektronból áll. Elektronikus konfigurációjában 2 elektron van az első rétegben, 8 elektron a második rétegben, 18 elektron a harmadik rétegben, és 29 elektron a negyedik rétegben. Ezért a legkülső rétegben 2 magányos elektronpár található.
2. Sűrűség és keménység: A holmium sűrűsége 8,78 g/cm3, ami viszonylag nagy sűrűség. Keménysége körülbelül 5,4 Mohs.
3. Olvadáspont és forráspont: A holmium olvadáspontja körülbelül 1474 Celsius-fok, forráspontja pedig körülbelül 2695 Celsius-fok.
4. Mágnesesség: A Holmium jó mágnesességű fém. Alacsony hőmérsékleten ferromágnesességet mutat, de magas hőmérsékleten fokozatosan elveszíti mágnesességét. A holmium mágnesessége fontossá teszi a mágneses alkalmazásokban és a magas hőmérsékletű szupravezetési kutatásokban.
5. Spektrális jellemzők: A Holmium nyilvánvaló abszorpciós és emissziós vonalakat mutat a látható spektrumban. Emissziós vonalai főként a zöld és a vörös spektrumtartományban helyezkednek el, így a holmiumvegyületek általában zöld vagy piros színűek.
6. Hővezető képesség: A Holmium hővezető képessége viszonylag magas, körülbelül 16,2 W/m·Kelvin. Ez a holmiumot értékessé teszi bizonyos alkalmazásokban, amelyek kiváló hővezető képességet igényelnek. A holmium nagy sűrűségű, keménységű és mágneses fém. Fontos szerepet játszik a mágnesekben, a magas hőmérsékletű szupravezetőkben, a spektroszkópiában és a hővezető képességben.

A holmium kémiai tulajdonságai

1. Reakciókészség: A holmium viszonylag stabil fém, amely lassan reagál a legtöbb nemfémes elemmel és savval. Szobahőmérsékleten nem lép reakcióba levegővel és vízzel, de magas hőmérsékletre hevítve reakcióba lép a levegő oxigénjével, holmium-oxidot képezve.
2. Oldhatóság: A holmium savas oldatokban jól oldódik, és tömény kénsavval, salétromsavval és sósavval reagálva megfelelő holmiumsókat képez.
3. Oxidációs állapot: A holmium oxidációs állapota általában +3. Különféle vegyületeket képezhet, például oxidokat (Ho2O3), kloridok (HoCl3), szulfátok (Ho2(SO4)3), stb. Ezenkívül a holmium oxidációs állapotokat is felmutathat, például +2, +4 és +5, de ezek az oxidációs állapotok kevésbé gyakoriak.
4. Komplexek: A holmium sokféle komplexet képezhet, amelyek közül a leggyakoribbak a holmium (III) ionokra épülő komplexek. Ezek a komplexek fontos szerepet játszanak a kémiai elemzésekben, a katalizátorokban és a biokémiai kutatásokban.
5. Reakciókészség: A holmium általában viszonylag enyhe reakciókészséget mutat a kémiai reakciókban. Számos kémiai reakcióban részt vehet, például oxidációs-redukciós reakciókban, koordinációs reakciókban és összetett reakciókban. A holmium viszonylag stabil fém, kémiai tulajdonságai elsősorban a viszonylag alacsony reakcióképességben, a jó oldhatóságban, a különböző oxidációs állapotokban és a különféle komplexek képződésében mutatkoznak meg. Ezek a jellemzők a holmiumot széles körben használják kémiai reakciókban, koordinációs kémiában és biokémiai kutatásokban.

A holmium biológiai tulajdonságai

A holmium biológiai tulajdonságait viszonylag kevesen tanulmányozták, és az eddig ismert információk korlátozottak. Az alábbiakban felsorolunk néhány tulajdonságot a holmium szervezetekben:
1. Biológiai hozzáférhetőség: A holmium viszonylag ritka a természetben, így a szervezetben lévő tartalma nagyon alacsony. A holmium biohasznosulása gyenge, vagyis a szervezet holmium lenyelési és felszívódási képessége korlátozott, ez az egyik oka annak, hogy a holmium funkciói és hatásai az emberi szervezetben nem teljesen ismertek.
2. Élettani funkció: Bár a holmium élettani funkcióiról korlátozott ismeretek állnak rendelkezésre, a vizsgálatok kimutatták, hogy a holmium részt vehet néhány fontos biokémiai folyamatban az emberi szervezetben. Tudományos vizsgálatok kimutatták, hogy a holmium összefüggésben állhat a csontok és az izmok egészségével, de a konkrét mechanizmus még mindig nem tisztázott.
3. Toxicitás: Alacsony biológiai hozzáférhetősége miatt a holmium viszonylag alacsony toxicitású az emberi szervezetre. Laboratóriumi állatkísérletek során a holmiumvegyületek nagy koncentrációinak való kitettsége némileg károsíthatja a májat és a vesét, de a holmium akut és krónikus toxicitásával kapcsolatos jelenlegi kutatások viszonylag korlátozottak. A holmium biológiai tulajdonságai az élő szervezetekben még nem teljesen ismertek. A jelenlegi kutatások a lehetséges élettani funkcióira és az élő szervezetekre gyakorolt ​​toxikus hatásaira összpontosítanak. A tudomány és a technológia folyamatos fejlődésével a holmium biológiai tulajdonságainak kutatása tovább elmélyül.

A holmium természetes elterjedése

A holmium elterjedése a természetben nagyon ritka, és a földkéreg egyik rendkívül alacsony tartalmú eleme. A holmium természetben való eloszlása ​​a következő:
1. Eloszlás a földkéregben: A földkéreg holmiumtartalma körülbelül 1,3 ppm (parts per million), ami viszonylag ritka elem a földkéregben. Alacsony tartalma ellenére a holmium megtalálható egyes kőzetekben és ércekben, például a ritkaföldfémeket tartalmazó ércekben.
2. Ásványi anyagokban való jelenlét: A holmium főleg az ércekben található oxidok formájában, mint például a holmium-oxid (Ho2O3). A Ho2O3 aritkaföldfém-oxidérc, amely nagy koncentrációban tartalmaz holmiumot.
3. Összetétel a természetben: A holmium általában együtt él más ritkaföldfém elemekkel és a lantanid elemek egy részével. A természetben oxidok, szulfátok, karbonátok stb. formájában létezhet.
4. Elterjedés földrajzi elhelyezkedése: A holmium elterjedése viszonylag egységes az egész világon, de előállítása igen korlátozott. Egyes országokban, például Kínában, Ausztráliában, Brazíliában stb. vannak bizonyos holmiumérc-készletek. A holmium viszonylag ritka a természetben, és főleg oxidok formájában fordul elő az ércekben. Bár a tartalom alacsony, más ritkaföldfém elemekkel együtt létezik, és bizonyos geológiai környezetben megtalálható. Ritkasága és elterjedési korlátai miatt a holmium bányászata és hasznosítása viszonylag nehézkes.

Holmium elem kinyerése és olvasztása
A holmium egy ritkaföldfém elem, és bányászata és kitermelése hasonló más ritkaföldfém elemekhez. Az alábbiakban részletesen bemutatjuk a holmium elem bányászati ​​és kitermelési folyamatát:
1. Holmiumérc keresése: A holmium megtalálható a ritkaföldfém-ércekben, és a közönséges holmiumércek közé tartoznak az oxidércek és a karbonátércek. Ezek az ércek földalatti vagy külszíni ásványlelőhelyeken létezhetnek.
2. Érc aprítása és őrlése: A bányászat után a holmiumos ércet össze kell zúzni és kisebb részecskékre kell őrölni, majd tovább finomítani.
3. Flotáció: A holmiumos érc elválasztása más szennyeződésektől flotációs módszerrel. A flotációs eljárás során gyakran használnak hígítót és habosítószert a holmiumérc úsztatására a folyadék felületén, majd fizikai és kémiai kezelést végeznek.
4. Hidratálás: A flotáció után a holmiumorcot hidratáló kezelésnek vetik alá, hogy holmiumsóvá alakuljon. A hidratáló kezelés általában magában foglalja az érc híg savoldattal való reagáltatását, hogy holmiumsó-oldatot képezzenek.
5. Kicsapás és szűrés: A reakciókörülmények beállításával a holmiumsó-oldatban lévő holmium kicsapódik. Ezután szűrjük le a csapadékot a tiszta holmium csapadék elkülönítéséhez.
6. Kalcinálás: A Holmium csapadékot kalcinációs kezelésnek kell alávetni. Ez a folyamat magában foglalja a holmium csapadék magas hőmérsékletre melegítését, hogy holmium-oxiddá alakuljon át.
7. Redukció: A holmium-oxid redukciós kezelésen megy keresztül, hogy fémes holmiummal alakuljon át. Általában redukálószereket (például hidrogént) használnak a redukcióhoz magas hőmérsékleten. 8. Finomítás: A redukált fémholmium egyéb szennyeződéseket is tartalmazhat, ezért finomításra és tisztításra szorul. A finomítási módszerek közé tartozik az oldószeres extrakció, az elektrolízis és a kémiai redukció. A fenti lépések után nagy tisztaságúholmium fémbe lehet szerezni. Ezek a holmium fémek felhasználhatók ötvözetek, mágneses anyagok, nukleáris energiaipar és lézeres eszközök előállítására. Érdemes megjegyezni, hogy a ritkaföldfémek bányászati ​​és kitermelési folyamata viszonylag összetett, és fejlett technológiát és berendezéseket igényel a hatékony és alacsony költségű termelés eléréséhez.

Holmium elem kimutatási módszerei
1. Atomabszorpciós spektrometria (AAS): Az atomabszorpciós spektrometria egy általánosan használt kvantitatív elemzési módszer, amely meghatározott hullámhosszak abszorpciós spektrumait használja a mintában lévő holmium koncentrációjának meghatározására. Lángban porlasztja a vizsgálandó mintát, majd spektrométeren keresztül méri a mintában lévő holmium abszorpciós intenzitását. Ez a módszer alkalmas nagyobb koncentrációjú holmium kimutatására.
2. Induktív csatolású plazma optikai emissziós spektrometria (ICP-OES): Az induktív csatolású plazma optikai emissziós spektrometria egy rendkívül érzékeny és szelektív analitikai módszer, amelyet széles körben alkalmaznak a többelemes analízisben. Porlasztja a mintát és plazmát képez a holmium emisszió fajlagos hullámhosszának és intenzitásának mérésére spektrométerben.
3. Induktív csatolású plazma tömegspektrometria (ICP-MS): Az induktív csatolású plazma tömegspektrometria egy rendkívül érzékeny és nagy felbontású analitikai módszer, amely izotóp arány meghatározására és nyomelemanalízisére is használható. Porlasztja a mintát és plazmát képez a holmium tömeg-töltés arányának tömegspektrométerben történő mérésére.
4. Röntgen-fluoreszcencia-spektrometria (XRF): A röntgen-fluoreszcencia-spektrometria a minta fluoreszcencia spektrumát használja fel, miután röntgensugarakkal gerjesztette az elemtartalmat. Gyorsan és roncsolásmentesen meg tudja határozni a minta holmiumtartalmát. Ezeket a módszereket széles körben használják laboratóriumokban és ipari területeken a holmium mennyiségi elemzésére és minőségellenőrzésére. A megfelelő módszer kiválasztása olyan tényezőktől függ, mint a minta típusa, a szükséges kimutatási határ és a kimutatási pontosság.

A holmium atomabszorpciós módszer specifikus alkalmazása
Az elemmérésben az atomabszorpciós módszer nagy pontossággal és érzékenységgel rendelkezik, és hatékony eszközt biztosít az elemek kémiai tulajdonságainak, vegyületösszetételének és tartalmának tanulmányozására. Ezt követően atomabszorpciós módszert alkalmazunk a holmiumtartalom mérésére. A konkrét lépések a következők: Készítse elő a mérendő mintát. Készítse elő a mérendő mintát oldattá, amelyet általában vegyes savval fel kell emészteni a későbbi méréshez. Válasszon megfelelő atomabszorpciós spektrométert. A mérendő minta tulajdonságainak és a mérendő holmiumtartalom tartományának megfelelően válasszon megfelelő atomabszorpciós spektrométert. Állítsa be az atomabszorpciós spektrométer paramétereit. A mérendő elemnek és a műszermodellnek megfelelően állítsa be az atomabszorpciós spektrométer paramétereit, beleértve a fényforrást, porlasztót, detektort stb.. Mérje meg a holmium abszorbanciáját. Helyezze a mérendő mintát a porlasztóba, és adott hullámhosszú fénysugárzást bocsát ki a fényforráson keresztül. A mérendő holmium elem elnyeli ezeket a fénysugárzásokat és energiaszint-átmeneteket hoz létre. Mérje meg a holmium abszorbanciáját a detektoron keresztül. Számítsa ki a holmium tartalmát! Az abszorbancia és a standard görbe alapján számítjuk ki a holmium tartalmát. Az alábbiakban a holmium mérésére szolgáló műszer által használt specifikus paraméterek láthatók.

Holmium (Ho) szabvány: holmium-oxid (analitikai tisztaság).
Módszer: Mérjünk be pontosan 1,1455 g Ho2O3-at, oldjunk fel 20 ml 5 mol sósavban, hígítsuk fel vízzel 1 literre, a Ho koncentrációja ebben az oldatban 1000 μg/ml. Polietilén palackban, fénytől védve tárolandó.
Lángtípus: dinitrogén-oxid-acetilén, gazdag láng
Elemzési paraméterek: Hullámhossz (nm) 410,4 Spektrális sávszélesség (nm) 0,2
Szűrési együttható 0,6 Javasolt lámpaáram (mA) 6
Negatív nagyfeszültség (v) 384,5
Az égésfej magassága (mm) 12
Integrációs idő (S) 3
Levegőnyomás és áramlás (MP, ml/perc) 0,25, 5000
Dinitrogén-oxid nyomás és áramlás (MP, ml/perc) 0,22, 5000
Acetilén nyomás és áramlás (MP, ml/perc) 0,1, 4500
Lineáris korrelációs együttható 0,9980
Jellemző koncentráció (μg/mL) 0,841
Számítási módszer Folyamatos módszer Az oldat savassága 0,5%
HCl mérési táblázat:

Kalibrációs görbe:

Zavar: A holmium részlegesen ionizálódik a dinitrogén-oxid-acetilén lángban. Kálium-nitrát vagy kálium-klorid hozzáadása 2000 μg/ml végső káliumkoncentrációhoz gátolhatja a holmium ionizációját. A tényleges munkavégzés során szükséges a telephely sajátos igényeinek megfelelő mérési módszer kiválasztása. Ezeket a módszereket széles körben használják a kadmium elemzésére és kimutatására laboratóriumokban és iparban.

A Holmium számos területen nagy potenciált mutatott egyedi tulajdonságaival és széles körű felhasználási lehetőségeivel. A történelem, a felfedezési folyamat megértésével,A holmium fontosságát és alkalmazását, jobban megérthetjük ennek a mágikus elemnek a fontosságát és értékét. Bízzunk benne, hogy a holmium a jövőben több meglepetést és áttörést hoz az emberi társadalom számára, és nagyobb mértékben járul hozzá a tudományos és technológiai haladás és a fenntartható fejlődés előmozdításához.

További információért, vagy érdeklődjön a Holmiumbanlépjen kapcsolatba velünk

Mi&tel:008613524231522

Email:sales@shxlchem.com