Elemen holmium dan metode deteksi umum
Dalam tabel periodik elemen kimia, ada elemen yang disebutHolmium, yang merupakan logam langka. Elemen ini solid pada suhu kamar dan memiliki titik leleh yang tinggi dan titik didih. Namun, ini bukan bagian paling menarik dari elemen Holmium. Pesona nyata terletak pada kenyataan bahwa ketika bersemangat, ia memancarkan lampu hijau yang indah. Elemen Holmium dalam keadaan tereksitasi ini seperti permata hijau yang berkedip, indah dan misterius. Manusia memiliki riwayat kognitif yang relatif singkat dari unsur holmium. Pada tahun 1879, ahli kimia Swedia per Theodor Klebe pertama kali menemukan elemen Holmium dan menamainya setelah kampung halamannya. Saat mempelajari Erbium yang tidak murni, ia secara mandiri menemukan Holmium dengan menghapusyttriumDanSkandium. Dia menamai zat coklat Holmia (nama Latin untuk Stockholm) dan zat hijau Thulia. Dia kemudian berhasil memisahkan disprosium untuk memisahkan holmium murni. Dalam tabel periodik elemen kimia, holmium memiliki beberapa sifat dan penggunaan yang sangat unik. Holmium adalah elemen tanah jarang dengan magnet yang sangat kuat, sehingga sering digunakan untuk membuat bahan magnetik. Pada saat yang sama, Holmium juga memiliki indeks bias yang tinggi, menjadikannya bahan yang ideal untuk membuat instrumen optik dan serat optik. Selain itu, Holmium juga memainkan peran penting dalam bidang kedokteran, energi, dan perlindungan lingkungan. Hari ini, mari kita masuk ke elemen magis ini dengan berbagai aplikasi - Holmium. Jelajahi misteri dan rasakan kontribusinya yang besar bagi masyarakat manusia.
Bidang aplikasi elemen holmium
Holmium adalah elemen kimia dengan jumlah atom 67 dan termasuk dalam seri lantanida. Berikut ini adalah pengantar terperinci untuk beberapa bidang aplikasi elemen holmium:
1. Holmium Magnet:Holmium memiliki sifat magnetik yang baik dan banyak digunakan sebagai bahan untuk membuat magnet. Terutama dalam penelitian superkonduktivitas suhu tinggi, magnet holmium sering digunakan sebagai bahan untuk superkonduktor untuk meningkatkan medan magnet superkonduktor.
2. Holmium Glass:Holmium dapat memberikan sifat optik khusus kaca dan digunakan untuk membuat laser kaca holmium. Laser holmium banyak digunakan dalam kedokteran dan industri, dan dapat digunakan untuk mengobati penyakit mata, logam yang dipotong dan bahan lainnya, dll.
3. Industri Energi Nuklir:Isotop Holmium Holmium-165 memiliki penampang penangkapan neutron tinggi dan digunakan untuk mengontrol fluks neutron dan distribusi daya reaktor nuklir.
4. Perangkat optik: Holmium juga memiliki beberapa aplikasi di perangkat optik, seperti pandu gelombang optik, fotodetektor, modulator, dll. Dalam komunikasi serat optik.
5. Bahan fluorescent:Senyawa holmium dapat digunakan sebagai bahan fluoresen untuk memproduksi lampu neon, layar tampilan fluoresen dan indikator fluoresen.6. Paduan logam:Holmium dapat ditambahkan ke logam lain untuk membuat paduan untuk meningkatkan stabilitas termal, ketahanan korosi dan kinerja pengelasan logam. Ini sering digunakan untuk memproduksi mesin pesawat terbang, mesin mobil, dan peralatan kimia. Holmium memiliki aplikasi penting dalam magnet, laser kaca, industri energi nuklir, perangkat optik, bahan neon dan paduan logam.
Sifat fisik elemen holmium
1. Struktur Atom: Struktur atom holmium terdiri dari 67 elektron. Dalam konfigurasi elektroniknya, ada 2 elektron di lapisan pertama, 8 elektron di lapisan kedua, 18 elektron di lapisan ketiga, dan 29 elektron di lapisan keempat. Oleh karena itu, ada 2 pasang elektron sendirian di lapisan terluar.
2. Kepadatan dan Kekerasan: Kepadatan holmium adalah 8,78 g/cm3, yang merupakan kepadatan yang relatif tinggi. Kekerasannya adalah sekitar 5,4 Mohs Kekerasan.
3. Titik lebur dan titik didih: Titik lebur holmium adalah sekitar 1474 derajat Celcius dan titik didih adalah sekitar 2695 derajat Celcius.
4. Magnetisme: Holmium adalah logam dengan magnet yang baik. Ini menunjukkan feromagnetisme pada suhu rendah, tetapi secara bertahap kehilangan magnetnya pada suhu tinggi. Magnetisme holmium membuatnya penting dalam aplikasi magnet dan dalam penelitian superkonduktivitas suhu tinggi.
5. Karakteristik spektral: Holmium menunjukkan garis penyerapan dan emisi yang jelas dalam spektrum yang terlihat. Garis emisinya terutama terletak di rentang spektral hijau dan merah, menghasilkan senyawa holmium biasanya memiliki warna hijau atau merah.
6. Konduktivitas Termal: Holmium memiliki konduktivitas termal yang relatif tinggi sekitar 16,2 W/m · Kelvin. Ini membuat Holmium berharga dalam beberapa aplikasi yang membutuhkan konduktivitas termal yang sangat baik. Holmium adalah logam dengan kepadatan tinggi, kekerasan dan magnet. Ini memainkan peran penting dalam magnet, superkonduktor suhu tinggi, spektroskopi dan konduktivitas termal.
Sifat Kimia Holmium
1. Reaktivitas: Holmium adalah logam yang relatif stabil yang bereaksi perlahan dengan sebagian besar elemen dan asam non-logam. Itu tidak bereaksi dengan udara dan air pada suhu kamar, tetapi ketika dipanaskan hingga suhu tinggi, ia bereaksi dengan oksigen di udara untuk membentuk holmium oksida.
2. Kelarutan: Holmium memiliki kelarutan yang baik dalam larutan asam dan dapat bereaksi dengan asam sulfat pekat, asam nitrat dan asam hidroklorat untuk menghasilkan garam holmium yang sesuai.
3. Keadaan oksidasi: keadaan oksidasi holmium biasanya +3. Itu dapat membentuk berbagai senyawa, seperti oksida (HO2O3), klorida (Hocl3), sulfat (HO2 (SO4) 3), dll. Selain itu, holmium juga dapat menyajikan keadaan oksidasi seperti +2, +4 dan +5, tetapi keadaan oksidasi ini kurang umum.
4. Kompleks: Holmium dapat membentuk berbagai kompleks, yang paling umum adalah kompleks yang berpusat pada ion holmium (III). Kompleks ini memainkan peran penting dalam analisis kimia, katalis dan penelitian biokimia.
5. Reaktivitas: Holmium biasanya menunjukkan reaktivitas yang relatif ringan dalam reaksi kimia. Ini dapat berpartisipasi dalam banyak jenis reaksi kimia seperti reaksi reduksi oksidasi, reaksi koordinasi, dan reaksi kompleks. Holmium adalah logam yang relatif stabil, dan sifat kimianya terutama tercermin dalam reaktivitas yang relatif rendah, kelarutan yang baik, berbagai keadaan oksidasi, dan pembentukan berbagai kompleks. Karakteristik ini membuat holmium banyak digunakan dalam reaksi kimia, kimia koordinasi, dan penelitian biokimia.
Sifat biologis Holmium
Sifat biologis Holmium relatif sedikit dipelajari, dan informasi yang kita ketahui sejauh ini terbatas. Berikut ini adalah beberapa sifat holmium dalam organisme:
1. Bioavailability: Holmium relatif jarang, sehingga kontennya dalam organisme sangat rendah. Holmium memiliki ketersediaan hayati yang buruk, yaitu, kemampuan organisme untuk menelan dan menyerap holmium terbatas, yang merupakan salah satu alasan mengapa fungsi dan efek holmium dalam tubuh manusia tidak sepenuhnya dipahami.
2. Fungsi Fisiologis: Meskipun ada pengetahuan terbatas tentang fungsi fisiologis holmium, penelitian telah menunjukkan bahwa holmium mungkin terlibat dalam beberapa proses biokimia penting dalam tubuh manusia. Studi ilmiah telah menunjukkan bahwa holmium mungkin terkait dengan kesehatan tulang dan otot, tetapi mekanisme spesifiknya masih belum jelas.
3. Toksisitas: Karena bioavailabilitasnya yang rendah, holmium memiliki toksisitas yang relatif rendah terhadap tubuh manusia. Dalam studi hewan laboratorium, paparan konsentrasi tinggi senyawa holmium dapat menyebabkan beberapa kerusakan pada hati dan ginjal, tetapi penelitian saat ini tentang toksisitas akut dan kronis holmium relatif terbatas. Sifat biologis holmium dalam organisme hidup belum sepenuhnya dipahami. Penelitian saat ini berfokus pada kemungkinan fungsi fisiologis dan efek toksik pada organisme hidup. Dengan kemajuan sains dan teknologi yang berkelanjutan, penelitian tentang sifat biologis Holmium akan terus semakin dalam.
Distribusi alami Holmium
Distribusi holmium di alam sangat jarang, dan itu adalah salah satu elemen dengan kandungan yang sangat rendah di kerak bumi. Berikut ini adalah distribusi holmium di alam:
1. Distribusi di kerak bumi: kandungan holmium di kerak bumi adalah sekitar 1,3ppm (bagian per juta), yang merupakan elemen yang relatif langka di kerak bumi. Meskipun kandungannya rendah, holmium dapat ditemukan di beberapa batu dan bijih, seperti bijih yang mengandung elemen tanah jarang.
2. Kehadiran dalam mineral: Holmium terutama ada dalam bijih dalam bentuk oksida, seperti Holmium oksida (HO2O3). HO2O3 adalah aoksida tanah jarangBijih yang mengandung konsentrasi holmium yang tinggi.
3. Komposisi di Alam: Holmium biasanya hidup berdampingan dengan elemen tanah jarang lainnya dan bagian dari elemen lantanida. Itu dapat ada di alam dalam bentuk oksida, sulfat, karbonat, dll.
4. Lokasi Geografis Distribusi: Distribusi Holmium relatif seragam di seluruh dunia, tetapi produksinya sangat terbatas. Beberapa negara memiliki sumber daya bijih holmium tertentu, seperti Cina, Australia, Brasil, dll. Holmium relatif jarang di alam dan terutama ada dalam bentuk oksida dalam bijih. Meskipun kontennya rendah, itu hidup berdampingan dengan elemen tanah jarang lainnya dan dapat ditemukan di beberapa lingkungan geologis tertentu. Karena kelangkaan dan pembatasan distribusinya, penambangan dan pemanfaatan holmium relatif sulit.
Ekstraksi dan peleburan elemen holmium
Holmium adalah elemen tanah jarang, dan proses penambangan dan ekstrakinya mirip dengan elemen tanah jarang lainnya. Berikut ini adalah pengantar terperinci untuk proses penambangan dan ekstraksi elemen holmium:
1. Mencari Bijih Holmium: Holmium dapat ditemukan pada bijih tanah jarang, dan bijih holmium yang umum termasuk bijih oksida dan bijih karbonat. Bijih ini mungkin ada di deposit mineral bawah tanah atau terbuka.
2. Menghancurkan dan menggiling bijih: Setelah penambangan, bijih holmium perlu dihancurkan dan ditumbuk menjadi partikel yang lebih kecil dan selanjutnya disempurnakan.
3. Flotasi: Pemisahan bijih holmium dari kotoran lain dengan metode flotasi. Dalam proses flotasi, agen pengencer dan busa sering digunakan untuk membuat holmium bijih melayang di permukaan cair, dan kemudian melakukan perawatan fisik dan kimia.
4. Hidrasi: Setelah flotasi, holmium bijih akan menjalani perawatan hidrasi untuk mengubahnya menjadi garam holmium. Perawatan hidrasi biasanya melibatkan bijih bereaksi dengan larutan asam encer untuk membentuk larutan garam asam holmium.
5. Curah hujan dan penyaringan: Dengan menyesuaikan kondisi reaksi, holmium dalam larutan garam asam holmium diendapkan. Kemudian, filter endapan untuk memisahkan endapan holmium murni.
6. Kalsinasi: Endapan Holmium perlu menjalani pengobatan kalsinasi. Proses ini melibatkan pemanasan holmium endapan hingga suhu tinggi untuk mengubahnya menjadi holmium oksida.
7. Reduksi: Holmium oksida mengalami pengobatan reduksi untuk berubah menjadi holmium logam. Biasanya, agen pereduksi (seperti hidrogen) digunakan untuk pengurangan dalam kondisi suhu tinggi. 8. Pemurnian: Holmium logam yang berkurang dapat mengandung kotoran lain dan perlu disempurnakan dan dimurnikan. Metode pemurnian termasuk ekstraksi pelarut, elektrolisis, dan pengurangan kimia. Setelah langkah-langkah di atas, kemurnian tinggiHolmium Metalbisa diperoleh. Logam holmium ini dapat digunakan untuk persiapan paduan, bahan magnetik, industri energi nuklir, dan perangkat laser. Perlu dicatat bahwa proses penambangan dan ekstraksi elemen tanah jarang relatif kompleks dan membutuhkan teknologi dan peralatan canggih untuk mencapai produksi yang efisien dan berbiaya rendah.
Metode Deteksi Elemen Holmium
1. Spektrometri penyerapan atom (AAS): Spektrometri serapan atom adalah metode analisis kuantitatif yang umum digunakan yang menggunakan spektrum serapan panjang gelombang spesifik untuk menentukan konsentrasi holmium dalam sampel. Ini atomisasi sampel yang akan diuji dalam api, dan kemudian mengukur intensitas penyerapan holmium dalam sampel melalui spektrometer. Metode ini cocok untuk deteksi holmium pada konsentrasi yang lebih tinggi.
2. Spektrometri emisi optik plasma yang digabungkan secara induktif (ICP-OES): Spektrometri emisi optik plasma yang digabungkan secara induktif adalah metode analitik yang sangat sensitif dan selektif yang banyak digunakan dalam analisis multi-elemen. Ini atomisasi sampel dan membentuk plasma untuk mengukur panjang gelombang spesifik dan intensitas emisi holmium dalam spektrometer.
3. Spektrometri massa plasma yang digabungkan secara induktif (ICP-MS): Spektrometri massa plasma yang digabungkan secara induktif adalah metode analitik yang sangat sensitif dan resolusi tinggi yang dapat digunakan untuk penentuan rasio isotop dan analisis elemen jejak. Ini atomisasi sampel dan membentuk plasma untuk mengukur rasio massa-terhadap holmium dalam spektrometer massa.
4. X-ray Fluorescence Spectrometry (XRF): Spektrometri fluoresensi X-ray menggunakan spektrum fluoresensi yang dihasilkan oleh sampel setelah bersemangat dengan sinar-X untuk menganalisis konten elemen. Ini dapat dengan cepat dan non-destruktif menentukan kandungan holmium dalam sampel. Metode -metode ini banyak digunakan di laboratorium dan bidang industri untuk analisis kuantitatif dan kontrol kualitas holmium. Pemilihan metode yang sesuai tergantung pada faktor -faktor seperti jenis sampel, batas deteksi yang diperlukan dan akurasi deteksi.
Aplikasi spesifik metode penyerapan atom holmium
Dalam pengukuran elemen, metode penyerapan atom memiliki akurasi dan sensitivitas yang tinggi, dan memberikan cara yang efektif untuk mempelajari sifat kimia, komposisi senyawa dan kandungan elemen. Langkah -langkah spesifiknya adalah sebagai berikut: Siapkan sampel yang akan diukur. Siapkan sampel untuk diukur ke dalam larutan, yang umumnya perlu dicerna dengan asam campuran untuk pengukuran berikutnya. Pilih spektrometer penyerapan atom yang sesuai. Menurut sifat -sifat sampel yang akan diukur dan kisaran kandungan holmium yang akan diukur, pilih spektrometer penyerapan atom yang sesuai. Sesuaikan parameter spektrometer penyerapan atom. Menurut elemen yang akan diukur dan model instrumen, sesuaikan parameter spektrometer penyerapan atom, termasuk sumber cahaya, alat penyemprot, detektor, dll. Ukur absorbansi holmium. Tempatkan sampel untuk diukur dalam alat penyemprot, dan memancarkan radiasi cahaya dari panjang gelombang tertentu melalui sumber cahaya. Elemen holmium yang akan diukur akan menyerap radiasi cahaya ini dan menghasilkan transisi tingkat energi. Ukur absorbansi holmium melalui detektor. Hitung konten holmium. Menurut penyerapan dan kurva standar, kandungan holmium dihitung. Berikut ini adalah parameter spesifik yang digunakan oleh instrumen untuk mengukur holmium.
Standar Holmium (HO): Holmium oksida (tingkat analitik).
Metode: Berat akurat 1,1455G HO2O3, larut dalam asam hidroklorat 20ml 5mol, encer menjadi 1L dengan air, konsentrasi HO dalam larutan ini adalah 1000μg/mL. Simpan dalam botol polietilen jauh dari cahaya.
Jenis Api: Nitro oksida-asetilena, nyala api yang kaya
Parameter analisis: panjang gelombang (nm) 410.4 spektral bandwidth (nm) 0.2
Koefisien filter 0.6 arus lampu yang disarankan (MA) 6
Tegangan Tinggi Negatif (V) 384.5
Tinggi kepala pembakaran (mm) 12
Waktu Integrasi 3
Tekanan dan aliran udara (MP, ml/mnt) 0,25, 5000
Tekanan dan aliran oksida nitro (MP, mL/menit) 0,22, 5000
Tekanan dan aliran asetilena (MP, ml/mnt) 0,1, 4500
Koefisien Korelasi Linier 0,9980
Konsentrasi Karakteristik (μg/mL) 0,841
Metode perhitungan metode kontinu solusi keasaman 0,5%
HCl Tabel Diukur:
Kurva kalibrasi:
Gangguan: Holmium sebagian terionisasi dalam nyala nitro oksida-asetilena. Menambahkan kalium nitrat atau kalium klorida ke konsentrasi kalium akhir 2000μg/mL dapat menghambat ionisasi holmium. Dalam pekerjaan aktual, perlu untuk memilih metode pengukuran yang sesuai sesuai dengan kebutuhan spesifik Situs. Metode -metode ini banyak digunakan dalam analisis dan deteksi kadmium di laboratorium dan industri.
Holmium telah menunjukkan potensi besar di banyak bidang dengan sifat unik dan berbagai penggunaan. Dengan memahami sejarah, proses penemuan,Pentingnya dan penerapan holmium, kita dapat lebih memahami pentingnya dan nilai elemen magis ini. Mari kita menantikan Holmium membawa lebih banyak kejutan dan terobosan bagi masyarakat manusia di masa depan dan memberikan kontribusi yang lebih besar untuk mempromosikan kemajuan ilmiah dan teknologi dan pembangunan berkelanjutan.
Untuk informasi lebih lanjut atau pertanyaan yang disambut holmiumHubungi kami
Whats & Tel: 008613524231522
Email:sales@shxlchem.com
Waktu posting: Nov-13-2024