Tudtad? Az emberi lény felfedezésének folyamataittriumtele volt fordulatokkal és kihívásokkal. 1787-ben a svéd Karl Axel Arrhenius véletlenül egy sűrű és nehéz feketeércet fedezett fel egy kőbányában szülővárosa, Ytterby falu közelében, és "Ytterbite"-nek nevezte el. Ezt követően számos tudós, köztük Johan Gadolin, Anders Gustav Ekberg, Friedrich Wöhler és mások mélyreható kutatásokat végeztek ezzel az érccsel.
1794-ben Johan Gadolin finn vegyész sikeresen elválasztott egy új oxidot az ittriumérctől, és ittriumnak nevezte el. Ez volt az első alkalom, hogy az emberek egyértelműen felfedeztek egy ritkaföldfém elemet. Ez a felfedezés azonban nem vonzotta azonnal széles körű figyelmet.
Idővel a tudósok más ritkaföldfémeket is felfedeztek. 1803-ban a német Klaproth, valamint a svédek Hitzinger és Berzelius fedezték fel a cériumot. 1839-ben a svéd Mosander felfedeztelantán. 1843-ban felfedezte az erbiumot ésterbium. Ezek a felfedezések fontos alapot adtak a későbbi tudományos kutatásokhoz.
A tudósok csak a 19. század végén választották el sikeresen az "itrium" elemet az ittriumérctől. 1885-ben az osztrák Wilsbach felfedezte a neodímiumot és a prazeodímiumot. 1886-ban Bois-Baudran felfedeztediszprózium. Ezek a felfedezések tovább gazdagították a ritkaföldfém elemek nagy családját.
Az ittrium felfedezése után több mint egy évszázadon keresztül a technikai feltételek korlátai miatt a tudósok nem tudták megtisztítani ezt az elemet, ami tudományos vitákat és hibákat is okozott. Ez azonban nem akadályozta meg a tudósokat az ittrium tanulmányozása iránti lelkesedésüktől.
A 20. század elején a tudomány és a technológia folyamatos fejlődésével a tudósok végre képesek voltak megtisztítani a ritkaföldfémeket. 1901-ben a francia Eugene de Marseille fedezte feleurópium. 1907-1908-ban az osztrák Wilsbach és a francia Urbain egymástól függetlenül fedezték fel a lutéciumot. Ezek a felfedezések fontos alapot adtak a későbbi tudományos kutatásokhoz.
A modern tudományban és technikában az ittrium alkalmazása egyre kiterjedtebbé válik. A tudomány és a technológia folyamatos fejlődésével az ittrium megértése és alkalmazása egyre elmélyültebb lesz.
Az ittrium elem alkalmazási területei
1.Optikai üveg és kerámia:Az ittriumot széles körben használják optikai üveg és kerámia gyártásában, főként átlátszó kerámiák és optikai üvegek gyártásában. Összetételei kiváló optikai tulajdonságokkal rendelkeznek, és felhasználhatók lézerek, száloptikai kommunikációs és egyéb berendezések alkatrészeinek gyártására.
2. Fényporok:Az ittriumvegyületek fontos szerepet játszanak a foszforokban, és fényes fluoreszcenciát bocsáthatnak ki, ezért gyakran használják őket TV-képernyők, monitorok és világítóberendezések gyártására.ittrium-oxidés más vegyületeket gyakran használnak lumineszcens anyagként a fény fényességének és tisztaságának fokozására.
3. Ötvözet adalékok: A fémötvözetek gyártása során az ittriumot gyakran használják adalékanyagként a fémek mechanikai tulajdonságainak és korrózióállóságának javítására.Ittrium ötvözetekgyakran használják nagy szilárdságú acélok ésalumíniumötvözetek, ezáltal hő- és korrózióállóbbak.
4. Katalizátorok: Az ittriumvegyületek fontos szerepet játszanak egyes katalizátorokban, és felgyorsíthatják a kémiai reakciók sebességét. Gépjárművek kipufogógáz-tisztító készülékeinek és katalizátorainak gyártására használják az ipari gyártási folyamatokban, segítve a káros anyagok kibocsátásának csökkentését.
5. Orvosi képalkotó technológia: Az ittrium izotópjait az orvosi képalkotó technológiában radioaktív izotópok előállítására használják, például radiofarmakonok jelölésére és nukleáris orvosi képalkotás diagnosztizálására.
6. Lézeres technológia:Az ittrium-ion lézerek gyakori szilárdtestlézerek, amelyeket különféle tudományos kutatásokban, lézergyógyászatban és ipari alkalmazásokban használnak. Ezeknek a lézereknek a gyártása bizonyos ittriumvegyületek aktiválását igényli.Ittrium elemekés vegyületeik fontos szerepet játszanak a modern tudományban, technológiában és iparban, számos területet érintve, például az optikát, az anyagtudományt és az orvostudományt, és pozitívan járultak hozzá az emberi társadalom előrehaladásához és fejlődéséhez.
Az ittrium fizikai tulajdonságai
A rendszámaittrium39, vegyjele pedig Y.
1. Megjelenés:Az ittrium egy ezüstös-fehér fém.
2. Sűrűség:Az ittrium sűrűsége 4,47 g/cm3, így a földkéreg egyik viszonylag nehéz eleme.
3. Olvadáspont:Az ittrium olvadáspontja 1522 Celsius-fok (2782 Fahrenheit-fok), amely arra a hőmérsékletre utal, amelyen az ittrium szilárd anyagból folyékonyvá változik termikus körülmények között.
4. Forráspont:Az ittrium forráspontja 3336 Celsius-fok (6037 Fahrenheit-fok), amely arra a hőmérsékletre utal, amelyen az ittrium folyékonyból gázzá változik termikus körülmények között.
5. Fázis:Szobahőmérsékleten az ittrium szilárd halmazállapotú.
6. Vezetőképesség:Az ittrium jó elektromos vezető, nagy vezetőképességgel, ezért bizonyos felhasználási területei vannak az elektronikai eszközök gyártásában és az áramköri technológiában.
7. Mágnesesség:Az ittrium szobahőmérsékleten paramágneses anyag, ami azt jelenti, hogy nincs nyilvánvaló mágneses válasza a mágneses mezőkre.
8. Kristályszerkezet: Az ittrium hatszögletű, szorosan záródó kristályszerkezetben létezik.
9. Atomtérfogat:Az ittrium atomtérfogata molenként 19,8 köbcentiméter, ami egy mól ittrium atom által elfoglalt térfogatra vonatkozik.
Az ittrium egy viszonylag nagy sűrűségű és olvadáspontú fémelem, jó vezetőképességgel rendelkezik, ezért fontos alkalmazásai vannak az elektronikában, az anyagtudományban és más területeken. Ugyanakkor az ittrium viszonylag gyakori ritka elem, amely fontos szerepet játszik egyes fejlett technológiákban és ipari alkalmazásokban.
Az ittrium kémiai tulajdonságai
1. Kémiai szimbólum és csoport: Az ittrium vegyjele Y, és a periódusos rendszer ötödik periódusában, a harmadik csoportban található, amely hasonló a lantanid elemekhez.
2. Elektronikus szerkezet: Az ittrium elektronszerkezete 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 4f¹⁴ 5s². A külső elektronrétegben az ittriumnak két vegyértékelektronja van.
3. Vegyértékállapot: Az ittrium általában +3-as vegyértékállapotot mutat, ami a leggyakoribb vegyértékállapot, de mutathat +2 és +1 vegyértékállapotot is.
4. Reakciókészség: Az ittrium viszonylag stabil fém, de levegővel érintkezve fokozatosan oxidálódik, és oxidréteget képez a felületen. Emiatt az ittrium elveszíti fényét. Az ittrium védelme érdekében általában száraz környezetben tárolják.
5. Reakció oxidokkal: Az ittrium oxidokkal reagál, és különböző vegyületeket képez, beleértveittrium-oxid(Y2O3). Az ittrium-oxidot gyakran használják foszforok és kerámiák előállítására.
6. **Reakció savakkal**: Az ittrium erős savakkal reagálva megfelelő sókat képezhet, mint pl.ittrium-klorid (YCl3) vagyittrium-szulfát (Y2(SO4)3).
7. Reakció vízzel: Az ittrium normál körülmények között nem lép közvetlenül reakcióba vízzel, de magas hőmérsékleten vízgőzzel reagálva hidrogént és ittrium-oxidot képez.
8. Reakció szulfidokkal és karbidokkal: Az ittrium reakcióba léphet szulfidokkal és karbidokkal, és megfelelő vegyületeket képezhet, például ittrium-szulfidot (YS) és ittrium-karbidot (YC2). 9. Izotópok: Az ittriumnak több izotópja van, amelyek közül a legstabilabb az ittrium-89 (^89Y), amelynek hosszú felezési ideje van, és a nukleáris gyógyászatban és az izotópjelölésben használják.
Az ittrium egy viszonylag stabil fémes elem, több vegyértékállapottal, és képes reagálni más elemekkel, és vegyületeket képez. Széleskörű felhasználási területe van az optikában, az anyagtudományban, az orvostudományban és az iparban, különösen a foszforok, a kerámiagyártás és a lézertechnológia területén.
Az ittrium biológiai tulajdonságai
A biológiai tulajdonságaiittriumélő szervezetekben viszonylag korlátozottak.
1. Jelenlét és lenyelés: Bár az ittrium nem nélkülözhetetlen az élethez, nyomokban megtalálható ittrium a természetben, beleértve a talajt, a kőzeteket és a vizet. Az élőlények a táplálékláncon keresztül nyomnyi mennyiségű ittriumot képesek lenyelni, általában a talajból és a növényekből.
2. Biohasznosulás: Az ittrium biohasznosulása viszonylag alacsony, ami azt jelenti, hogy a szervezetek általában nehezen tudják felszívni és hatékonyan hasznosítani az ittriumot. A legtöbb ittriumvegyület nem szívódik fel könnyen az élőlényekben, ezért hajlamosak kiürülni.
3. Eloszlás az élőlényekben: A szervezetbe kerülve az ittrium főként olyan szövetekben oszlik el, mint a máj, a vese, a lép, a tüdő és a csontok. Különösen a csontok tartalmaznak nagyobb koncentrációban ittriumot.
4. Anyagcsere és kiválasztódás: Az ittrium anyagcseréje az emberi szervezetben viszonylag korlátozott, mivel általában kiválasztással távozik a szervezetből. Legtöbbször a vizelettel ürül ki, de székletürítés formájában is kiürülhet.
5. Toxicitás: Alacsony biológiai hozzáférhetősége miatt az ittrium általában nem halmozódik fel káros szintre normál szervezetekben. A nagy dózisú ittrium expozíció azonban káros hatással lehet a szervezetekre, ami toxikus hatásokhoz vezethet. Ez a helyzet általában ritkán fordul elő, mivel az ittrium koncentrációja a természetben általában alacsony, és nem használják széles körben, illetve nem teszik ki az élőlények számára. Az ittrium biológiai jellemzői az élőlényekben elsősorban nyomokban való jelenlétében, alacsony biológiai hozzáférhetőségében és nem szükséges elemben nyilvánulnak meg. az életre. Noha normál körülmények között nincs nyilvánvaló toxikus hatása a szervezetekre, a nagy dózisú ittrium expozíció egészségügyi kockázatokat okozhat. Ezért a tudományos kutatás és monitorozás továbbra is fontos az ittrium biztonsága és biológiai hatásai szempontjából.
Az ittrium eloszlása a természetben
Az ittrium egy ritkaföldfém elem, amely viszonylag széles körben elterjedt a természetben, bár tiszta elemi formában nem létezik.
1. Előfordulás a földkéregben: Az ittrium mennyisége a földkéregben viszonylag alacsony, átlagos koncentrációja körülbelül 33 mg/kg. Ez teszi az ittriumot a ritka elemek közé.
Az ittrium főleg ásványok formájában létezik, általában más ritkaföldfémekkel együtt. Néhány fő ittrium ásványi anyag az ittrium-vas-gránát (YIG) és az ittrium-oxalát (Y2(C2O4)3).
2. Földrajzi elterjedés: Az ittriumlelőhelyek az egész világon elterjedtek, de egyes területek ittriumban gazdagok lehetnek. Néhány jelentős ittriumlelőhely a következő régiókban található: Ausztrália, Kína, Egyesült Államok, Oroszország, Kanada, India, Skandinávia stb. 3. Kitermelés és feldolgozás: Az ittriumérc bányászata után általában vegyi feldolgozásra van szükség a kitermeléshez és a kitermeléshez. válasszuk szét az ittriumot. Ez általában savas kilúgozást és kémiai elválasztási eljárásokat foglal magában, hogy nagy tisztaságú ittriumot kapjanak.
Fontos megjegyezni, hogy a ritkaföldfém elemek, mint például az ittrium, általában nem tiszta elemek formájában léteznek, hanem keverednek más ritkaföldfém elemekkel. Ezért a nagyobb tisztaságú ittrium kinyerése összetett kémiai feldolgozási és elválasztási folyamatokat igényel. Ezen kívül a kínálatritkaföldfém elemekkorlátozott, ezért erőforrás-gazdálkodásuk és környezeti fenntarthatóságuk figyelembevétele is fontos.
Ittrium elem bányászata, kitermelése és olvasztása
Az ittrium egy ritkaföldfém elem, amely általában nem tiszta ittrium, hanem ittriumérc formájában létezik. Az alábbiakban részletesen bemutatjuk az ittrium elem bányászati és finomítási folyamatát:
1. Ittriumérc bányászata:
Kutatás: Először is geológusok és bányamérnökök végeznek feltárási munkát ittriumot tartalmazó lelőhelyek felkutatására. Ez általában geológiai tanulmányokat, geofizikai feltárást és mintaelemzést foglal magában. Bányászat: Ha ittriumot tartalmazó lelőhelyet találnak, az ércet kibányászják. Ezek a lerakódások általában oxidérceket, például ittrium-vasgránátot (YIG) vagy ittrium-oxalátot (Y2(C2O4)3) tartalmaznak. Érczúzás: A bányászat után az ércet általában kisebb darabokra kell törni a későbbi feldolgozáshoz.
2. Ittrium kinyerése:Kémiai kilúgozás: A zúzott ércet általában egy kohóba küldik, ahol az ittriumot vegyszeres kilúgozással vonják ki. Ez az eljárás általában savas kioldóoldatot, például kénsavat használ az ittrium ércből való kioldására. Elválasztás: Miután az ittriumot feloldották, általában összekeverik más ritkaföldfém elemekkel és szennyeződésekkel. A nagyobb tisztaságú ittrium kinyeréséhez elválasztási eljárásra van szükség, általában oldószeres extrakcióval, ioncserével vagy más kémiai módszerekkel. Kiválás: Az ittriumot megfelelő kémiai reakciókkal választják el a többi ritkaföldfém elemtől, így tiszta ittriumvegyületek keletkeznek. Szárítás és kalcinálás: A kapott ittriumvegyületeket általában meg kell szárítani és kalcinálni kell, hogy eltávolítsák a maradék nedvességet és a szennyeződéseket, hogy végül tiszta ittriumfémet vagy -vegyületeket kapjanak.
Az ittrium kimutatási módszerei
Az ittrium általános kimutatási módszerei elsősorban az atomabszorpciós spektroszkópiát (AAS), az induktív csatolású plazma tömegspektrometriát (ICP-MS), a röntgenfluoreszcencia spektroszkópiát (XRF) stb.
1. Atomabszorpciós spektroszkópia (AAS):Az AAS egy általánosan használt kvantitatív elemzési módszer, amely alkalmas az oldat ittriumtartalmának meghatározására. Ez a módszer az abszorpciós jelenségen alapul, amikor a mintában lévő célelem meghatározott hullámhosszúságú fényt nyel el. Először a mintát mérhető formává alakítják olyan előkezelési lépésekkel, mint a gázégetés és a magas hőmérsékletű szárítás. Ezután a célelem hullámhosszának megfelelő fényt engedünk a mintába, megmérjük a minta által elnyelt fényintenzitást, majd ismert koncentrációjú standard ittrium oldattal összehasonlítva kiszámítjuk a minta ittriumtartalmát.
2. Induktív csatolású plazma tömegspektrometria (ICP-MS):Az ICP-MS egy rendkívül érzékeny analitikai technika, amely alkalmas folyékony és szilárd minták ittriumtartalmának meghatározására. Ez a módszer a mintát töltött részecskévé alakítja, majd tömegspektrométert használ a tömegelemzéshez. Az ICP-MS széles érzékelési tartománnyal és nagy felbontással rendelkezik, és egyszerre több elem tartalmát is képes meghatározni. Az ittrium kimutatására az ICP-MS nagyon alacsony kimutatási határokat és nagy pontosságot biztosít.
3. Röntgen-fluoreszcencia spektrometria (XRF):Az XRF egy roncsolásmentes analitikai módszer, amely szilárd és folyékony minták ittriumtartalmának meghatározására alkalmas. Ez a módszer az elemtartalmat a minta felületének röntgensugárzással történő besugárzásával és a mintában a fluoreszcencia spektrum jellemző csúcsintenzitásának mérésével határozza meg. Az XRF előnyei a gyors sebesség, az egyszerű kezelés és a több elem egyidejű meghatározásának képessége. Az XRF azonban beavatkozhat az alacsony tartalmú ittrium elemzése során, ami nagy hibákat eredményezhet.
4. 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 fajlagos hullámhossz és o intenzitás méréséref ittriumemisszió a spektrométerben. A fenti módszereken kívül más, általánosan használt módszerek is léteznek ittrium kimutatására, beleértve az elektrokémiai módszert, a spektrofotometriát stb. A megfelelő kimutatási módszer kiválasztása olyan tényezőktől függ, mint a minta tulajdonságai, a szükséges mérési tartomány és kimutatási pontosság, valamint a kalibrációs standardok. gyakran szükségesek a minőség-ellenőrzés során, hogy biztosítsák a mérési eredmények pontosságát és megbízhatóságát.
Az ittrium atomabszorpciós módszerének specifikus alkalmazása
Az elemmérésben az induktív csatolású plazma tömegspektrometria (ICP-MS) egy rendkívül érzékeny és többelemes elemzési technika, amelyet gyakran használnak az elemek, köztük az ittrium koncentrációjának meghatározására. Az alábbiakban bemutatjuk az ittrium ICP-MS-ben történő tesztelésének részletes folyamatát:
1. Minta előkészítés:
A mintát általában fel kell oldani vagy folyékony formába kell diszpergálni az ICP-MS analízishez. Ez történhet kémiai oldással, melegítéssel vagy más megfelelő előkészítési módszerrel.
A minta előkészítése rendkívül tiszta körülményeket igényel, hogy megakadályozzák a külső elemek általi szennyeződést. A laboratóriumnak meg kell tennie a szükséges intézkedéseket a minta szennyeződésének elkerülése érdekében.
2. ICP generálás:
Az ICP-t argon vagy argon-oxigén kevert gáz bevezetésével állítják elő egy zárt kvarc plazmafáklyába. A nagyfrekvenciás induktív csatolás intenzív plazmalángot hoz létre, amely az elemzés kiindulópontja.
A plazma hőmérséklete körülbelül 8000-10 000 Celsius-fok, ami elég magas ahhoz, hogy a mintában lévő elemeket ionos állapotba tudja alakítani.
3. Ionizáció és elválasztás:Amint a minta belép a plazmába, a benne lévő elemek ionizálódnak. Ez azt jelenti, hogy az atomok egy vagy több elektront veszítenek, és töltött ionokat képeznek. Az ICP-MS tömegspektrométert használ a különböző elemek ionjainak szétválasztására, általában tömeg/töltés arány (m/z) alapján. Ez lehetővé teszi a különböző elemek ionjainak szétválasztását és utólagos elemzését.
4. Tömegspektrometria:Az elválasztott ionok tömegspektrométerbe, általában kvadrupól tömegspektrométerbe vagy mágneses pásztázó tömegspektrométerbe kerülnek. A tömegspektrométerben a különböző elemek ionjait szétválasztják és tömeg-töltés arányuk szerint detektálják. Ez lehetővé teszi az egyes elemek jelenlétének és koncentrációjának meghatározását. Az induktív csatolású plazma tömegspektrometria egyik előnye a nagy felbontás, amely lehetővé teszi több elem egyidejű detektálását.
5. Adatfeldolgozás:Az ICP-MS által generált adatokat általában fel kell dolgozni és elemezni kell a mintában lévő elemek koncentrációjának meghatározásához. Ez magában foglalja az észlelési jelnek az ismert koncentrációjú standardokkal való összehasonlítását, valamint a kalibrálás és korrekció végrehajtását.
6. Eredményjelentés:A végeredmény az elem koncentrációja vagy tömegszázalékaként jelenik meg. Ezek az eredmények számos alkalmazásban felhasználhatók, beleértve a földtudományt, a környezetelemzést, az élelmiszer-vizsgálatokat, az orvosi kutatásokat stb.
Az ICP-MS egy rendkívül pontos és érzékeny technika, amely alkalmas többelemes elemzésre, beleértve az ittriumot is. Ez azonban összetett műszerezettséget és szakértelmet igényel, ezért általában laboratóriumban vagy professzionális elemző központban végzik. A tényleges munkavégzés során szükséges a megfelelő mérési módszer kiválasztása a telephely sajátos igényei szerint. Ezeket a módszereket széles körben használják az itterbium elemzésére és kimutatására laboratóriumokban és iparágakban.
A fentiek összegzése után megállapítható, hogy az ittrium egy nagyon érdekes, egyedi fizikai és kémiai tulajdonságokkal rendelkező kémiai elem, amely nagy jelentőséggel bír a tudományos kutatásban és az alkalmazási területeken. Bár némi előrehaladást értünk el ennek megértésében, még mindig sok kérdés merül fel, amelyek további kutatást és feltárást igényelnek. Remélem, hogy bevezetőnk segíthet az olvasóknak jobban megérteni ezt a lenyűgöző elemet, és mindenkiben felkelti a tudomány iránti szeretetet és a felfedezés iránti érdeklődést.
További információért plslépjen kapcsolatba velünkalatt:
Tel&mi:008613524231522
Email:Sales@shxlchem.com
Feladás időpontja: 2024.11.28