Holmio elementas ir bendri aptikimo metodai
Periodinėje cheminių elementų lentelėje yra elementas, vadinamasHolmis, kuris yra retas metalas. Šis elementas yra kietas kambario temperatūroje ir turi aukštą lydymosi tašką ir virimo temperatūrą. Tačiau tai nėra pati patraukliausia Holmio elemento dalis. Tikrasis jo žavesys slypi tuo, kad jaudinant, jis skleidžia gražią žalią šviesą. Holmio elementas šioje sužadintoje būsenoje yra tarsi mirksi žalias perlas, gražus ir paslaptingas. Žmonės turi palyginti trumpą Holmio elemento pažintinę istoriją. 1879 m. Švedijos chemikas per Theodorą Klebe pirmą kartą atrado Holmio elementą ir pavadino jį savo gimtajame mieste. Studijuodamas nešvarų Erbium, jis savarankiškai atrado Holmį pašalindamasyttriumirSkandis. Jis pavadino „Brown Staler Holmia“ (Lotynų vardą Stokholmui) ir žaliosios medžiagos Thulia. Tada jis sėkmingai atskyrė disprozę, kad atskirtų gryną Holmį. Periodinėje cheminių elementų lentelėje Holmis turi keletą labai unikalių savybių ir naudojimo būdų. Holmis yra retas žemės elementas, turintis labai stiprų magnetizmą, todėl jis dažnai naudojamas magnetinėms medžiagoms gaminti. Tuo pat metu Holmis taip pat turi aukštą lūžio rodiklį, todėl jis yra ideali medžiaga optiniams prietaisams ir optiniams pluoštui gaminti. Be to, Holmis taip pat vaidina svarbų vaidmenį medicinos, energetikos ir aplinkos apsaugos srityse. Šiandien eikime į šį stebuklingą elementą, kuriame yra daugybė programų - Holmis. Naršykite jos paslaptis ir pajuskite didelį indėlį į žmonių visuomenę.
Holmio elemento taikymo laukai
Holmis yra cheminis elementas, kurio atominis skaičius yra 67 ir priklauso lantanido serijai. Toliau pateiktas išsamus kai kurių Holmio elementų taikymo laukų įvadas:
1. Holmio magnetas:Holmis pasižymi geromis magnetinėmis savybėmis ir yra plačiai naudojamas kaip medžiaga magnetų gamybai. Ypač atliekant aukštos temperatūros superlaidumo tyrimus, Holmio magnetai dažnai naudojami kaip superlaidininkų medžiagos, siekiant sustiprinti superlaidininkų magnetinį lauką.
2. Holmio stiklas:Holmis gali suteikti stiklo specialias optines savybes ir yra naudojamas Holmio stiklo lazeriams gaminti. Holmio lazeriai yra plačiai naudojami medicinoje ir pramonėje, todėl jie gali būti naudojami akių ligoms gydyti, supjaustyti metalus ir kitas medžiagas ir kt.
3. Branduolinės energijos pramonė:Holmio izotopas Holmis-165 turi aukštą neutronų gaudymo skerspjūvį ir yra naudojamas kontroliuoti branduolinių reaktorių neutronų srautą ir galios pasiskirstymą.
4. Optiniai įrenginiai: Holmium taip pat turi keletą pritaikymų optiniuose prietaisuose, tokiuose kaip optiniai bangolaidžiai, fotodetektoriai, moduliatoriai ir kt. Optinio pluošto ryšiuose.
5. Fluorescencinės medžiagos:Holmio junginiai gali būti naudojami kaip fluorescencinės medžiagos fluorescencinėms lempoms gaminti, fluorescenciniai ekrano ekranai ir fluorescenciniai rodikliai.6. Metalo lydiniai:Holmį galima pridėti prie kitų metalų, kad būtų galima pagaminti lydinius, kad būtų pagerintas metalų šiluminis stabilumas, atsparumas korozijai ir suvirinimo veikimui. Jis dažnai naudojamas orlaivių varikliams, automobilių varikliams ir chemijos įrangai gaminti. Holmis turi svarbų pritaikymą magnetuose, stikliniuose lazeriuose, branduolinės energijos pramonėje, optiniuose prietaisuose, fluorescencinėse medžiagose ir metalo lydinuose.
Holmio elemento fizinės savybės
1. Atominė struktūra: Holmio atominę struktūrą sudaro 67 elektronai. Elektroninėje konfigūracijoje pirmame sluoksnyje yra 2 elektronai, 8 elektronai - antrame sluoksnyje, 18 elektronų trečiame sluoksnyje ir 29 elektronai ketvirtame sluoksnyje. Todėl išoriniame sluoksnyje yra 2 vienišos elektronų poros.
2. Tankis ir kietumas: Holmio tankis yra 8,78 g/cm3, kuris yra palyginti didelis tankis. Jo kietumas yra apie 5,4 Mohs kietumo.
3. Lydymosi taškas ir virimo temperatūra: Holmio lydymosi taškas yra apie 1474 laipsnių Celsijaus, o virimo temperatūra yra apie 2695 laipsnių Celsijaus.
4. Magnetizmas: Holmis yra metalas su geru magnetizmu. Tai rodo feromagnetizmą žemoje temperatūroje, tačiau pamažu praranda savo magnetizmą aukštoje temperatūroje. Holmio magnetizmas daro jį svarbiu atliekant magnetų taikymą ir aukštos temperatūros superlaidumo tyrimus.
5. Spektrinės charakteristikos: Holmis rodo akivaizdžias absorbcijos ir emisijos linijas matomame spektre. Jo emisijos linijos daugiausia yra žaliose ir raudonuose spektriniuose diapazonuose, todėl Holmio junginiai paprastai turi žalią ar raudoną spalvą.
6. Šilumos laidumas: Holmio šilumos laidumas yra palyginti aukštas maždaug 16,2 W/m · Kelvinas. Tai daro Holmio vertingą kai kuriose programose, kurioms reikalingas puikus šilumos laidumas. Holmis yra metalas, turintis didelį tankį, kietumą ir magnetizmą. Jis vaidina svarbų vaidmenį magnetuose, aukštos temperatūros superlaidininkuose, spektroskopijoje ir šilumos laidume.
Holmio cheminės savybės
1. Reaktyvumas: Holmis yra gana stabilus metalas, kuris lėtai reaguoja su daugumos nemetalinių elementų ir rūgščių. Jis nereaguoja su oru ir vandeniu kambario temperatūroje, tačiau kaitinant iki aukštos temperatūros, jis reaguoja su ore su deguonimi, kad susidarytų Holmio oksidas.
2. Tirpumas: Holmis turi gerą tirpumą rūgščiuose tirpaluose ir gali reaguoti su koncentruota sieros rūgštimi, azoto rūgštimi ir druskos rūgštimi, kad gautų atitinkamas holmio druskas.
3. Oksidacijos būsena: Holmio oksidacijos būsena paprastai yra +3. Tai gali sudaryti įvairius junginius, tokius kaip oksidai (HO2O3), chloridai (HOCL3), sulfatai (HO2 (SO4) 3) ir tt Be to, Holmis taip pat gali pateikti oksidacijos būsenas, tokias kaip +2, +4 ir +5, tačiau šios oksidacijos būsenos yra retesnės.
4. Kompleksai: Holmis gali sudaryti įvairius kompleksus, iš kurių dažniausiai yra kompleksai, orientuoti į Holmio (III) jonus. Šie kompleksai vaidina svarbų vaidmenį atliekant cheminę analizę, katalizatorius ir biocheminius tyrimus.
5. Reaktyvumas: Holmio cheminės reakcijos paprastai pasižymi santykinai švelniu reaktyvumu. Jis gali dalyvauti daugelyje cheminių reakcijų, tokių kaip oksidacijos redukcijos reakcijos, koordinacijos reakcijos ir sudėtingos reakcijos. Holmis yra palyginti stabilus metalas, o jo cheminės savybės daugiausia atsispindi santykinai mažame reaktyvume, gerame tirpume, įvairiose oksidacijos būsenose ir įvairių kompleksų susidarymą. Dėl šių charakteristikų Holmis yra plačiai naudojamas cheminėse reakcijose, koordinacijos chemijoje ir biocheminiuose tyrimuose.
Holmio biologinės savybės
Holmio biologinės savybės buvo palyginti mažai ištirtos, o informacija, kurią iki šiol žinome, yra ribota. Toliau pateikiamos kelios Holmio savybės organizmuose:
1. Biologinis prieinamumas: Holmio pobūdis yra gana retas, todėl jo kiekis organizmuose yra labai mažas. Holmio blogas biologinis prieinamumas, tai yra, organizmo gebėjimas praryti ir absorbuoti Holmį yra ribotas, o tai yra viena iš priežasčių, kodėl holmio funkcijos ir poveikis žmogaus kūne nėra iki galo suprantamos.
2. Fiziologinė funkcija: Nors yra nedaug žinių apie holmio fiziologines funkcijas, tyrimai parodė, kad Holmis gali dalyvauti kai kuriuose svarbiuose biocheminiuose žmogaus organizmo procesuose. Moksliniai tyrimai parodė, kad Holmis gali būti susijęs su kaulų ir raumenų sveikata, tačiau specifinis mechanizmas vis dar neaiškus.
3. Toksiškumas: Dėl mažo biologinio prieinamumo Holmio žmogaus kūnui toksiškumas yra palyginti mažas. Atliekant tyrimus su gyvūnais, didelės Holmio junginių koncentracijos gali būti padaryta tam tikra žala kepenims ir inkstams, tačiau dabartiniai ūminio ir lėtinio holmio toksiškumo tyrimai yra gana riboti. Holmio biologinės savybės gyvuose organizmuose dar nėra visiškai suprantamos. Dabartiniai tyrimai sutelkti į galimas fiziologines funkcijas ir toksišką poveikį gyviems organizmams. Nuolat tobulėjant mokslui ir technologijoms, Holmio biologinių savybių tyrimai ir toliau gilės.
Natūralus Holmio pasiskirstymas
Holmio gamtoje pasiskirstymas yra labai retas, ir tai yra vienas iš elementų, turinčių ypač mažą Žemės plutos kiekį. Toliau pateikiamas Holmio paskirstymas pobūdyje:
1. Pasiskirstymas Žemės plutoje: Holmio kiekis Žemės plutoje yra apie 1,3ppm (dalys milijonui), o tai yra palyginti retas Žemės plutos elementas. Nepaisant mažo kiekio, Holmio galima rasti kai kuriose uolienose ir rūdose, pavyzdžiui, rūdose, kuriose yra retų žemės elementų.
2. Buvimas mineraluose: Holmija daugiausia yra rūdose oksidų pavidalu, tokiais kaip holmio oksidas (HO2O3). HO2O3 yra aRetas žemės oksidasRūda, kurioje yra didelė holmio koncentracija.
3. Gamtoje sudėtis: Holmis paprastai egzistuoja kartu su kitais retos žemės elementais ir dalis lantanido elementų. Jis gali egzistuoti gamtoje oksidų, sulfatų, karbonatų ir kt.
4. Geografinė paskirstymo vieta: Holmio pasiskirstymas yra gana vienodas visame pasaulyje, tačiau jo gamyba yra labai ribota. Kai kurios šalys turi tam tikrus Holmio rūdos išteklius, tokius kaip Kinija, Australija, Brazilija ir kt. Holmio pobūdis yra gana retas ir daugiausia egzistuoja oksidų pavidalu rūdose. Nors turinys yra mažas, jis egzistuoja kartu su kitais retos žemės elementais ir gali būti randamas kai kuriose specifinėse geologinėse aplinkose. Dėl savo retumo ir pasiskirstymo apribojimų Holmio kasyba ir panaudojimas yra gana sunkus.
Holmio elemento ištraukimas ir lydymas
Holmis yra retas žemės elementas, o jo kasybos ir ekstrahavimo procesas yra panašus į kitus retos žemės elementus. Toliau pateiktas išsamus Holmio elemento kasybos ir gavybos proceso įvadas:
1. Holmio rūdos paieška: Holmio galima rasti retųjų Žemės rūdose, o įprastos Holmio rūdos apima oksido rūdas ir karbonato rūdas. Šios rūdos gali egzistuoti požeminiuose arba atvirų duobių mineraliniuose telkiniuose.
2. Rūdos susmulkinimas ir šlifavimas: Po kasybos reikia susmulkinti Holmio rūdą ir sumaltas į mažesnes daleles ir toliau rafinuotas.
3. Flotacija: Holmio rūdos atskyrimas nuo kitų priemaišų flotacijos metodu. Flotacijos procese skiedimo ir putplasčio agentas dažnai naudojami tam, kad Holmio rūda būtų plūduriuojanti ant skysčio paviršiaus, o po to atlikti fizinį ir cheminį apdorojimą.
4. Hidratacija: Po plūduravimo Holmio rūda bus apdorota hidratacija, kad jis taptų Holmio druskomis. Hidratacijos gydymas paprastai apima rūdos reagavimą į praskiesto rūgšties tirpalą, kad būtų sudarytas holmio rūgšties druskos tirpalas.
5. Krituliai ir filtravimas: sureguliavus reakcijos sąlygas, Holmio rūgšties druskos tirpale nusodinamas holmis. Tada filtruokite nuosėdas, kad atskirtų gryną Holmio nuosėdas.
6. Kalcinavimas: Holmio krituliams reikia gydyti kalcinaciją. Šis procesas apima Holmio nuosėdų kaitinimą aukštai temperatūrai, kad ją paverstų holmio oksidu.
7. Redukcija: Holmio oksidui gydoma redukcija, kad virsta metaliniu holmiu. Paprastai mažinami agentai (pvz., Vandenilį) naudojami mažinant aukštos temperatūros sąlygas. 8. Rafinavimas: Sumažintame metalo holmyje gali būti kitų priemaišų ir reikia patobulinti bei išgryninti. Rafinavimo metodai apima tirpiklio ekstrahavimą, elektrolizę ir cheminį redukciją. Po aukščiau pateiktų žingsnių, aukštas grynumasHolmio metalasgalima gauti. Šie Holmio metalai gali būti naudojami lydinių, magnetinių medžiagų, branduolinės energijos pramonės ir lazerinių prietaisų paruošimui. Verta paminėti, kad retųjų žemių elementų kasybos ir gavybos procesas yra gana sudėtingas ir reikalauja pažangios technologijos ir įrangos, kad būtų pasiekta efektyvi ir nebrangi gamyba.
Holmio elemento aptikimo metodai
1. Atominės absorbcijos spektrometrija (AAS): Atominės absorbcijos spektrometrija yra dažniausiai naudojamas kiekybinės analizės metodas, kuris naudoja specifinių bangos ilgių absorbcijos spektrus, kad būtų galima nustatyti holmio koncentraciją mėginyje. Jis atomizuoja mėginį, kurį reikia išbandyti liepsnoje, ir tada išmatuoja holmio absorbcijos intensyvumą mėginyje per spektrometrą. Šis metodas yra tinkamas Holmio aptikimui esant didesnėms koncentracijoms.
2. Induktyviai sujungta plazmos optinės emisijos spektrometrija (ICP-OES): induktyviai sujungta plazmos optinės emisijos spektrometrija yra labai jautrus ir selektyvus analitinis metodas, plačiai naudojamas daugiaelementų analizėje. Jis atomizuoja mėginį ir sudaro plazmą, kad būtų galima išmatuoti specifinį holmio emisijos bangos ilgį ir intensyvumą spektrometru.
3. Induktyviai sujungta plazmos masės spektrometrija (ICP-MS): induktyviai sujungta plazmos masės spektrometrija yra labai jautrus ir didelės skiriamosios gebos analizės metodas, kurį galima naudoti izotopų santykio nustatymui ir mikroelementų analizei. Jis atomizuoja mėginį ir sudaro plazmą, kad būtų galima išmatuoti holmio masės ir krūvio santykį masės spektrometru.
4. Rentgeno fluorescencijos spektrometrija (XRF): rentgeno spindulių fluorescencijos spektrometrija naudoja mėginio pagamintą fluorescencijos spektrą po to, kai sujaudino rentgeno spindulius, norint išanalizuoti elementų kiekį. Tai gali greitai ir neribiai nustatyti holmio kiekį imtyje. Šie metodai yra plačiai naudojami laboratorijose ir pramoniniuose laukuose kiekybinei Holmio analizei ir kokybės kontrolei. Tinkamo metodo pasirinkimas priklauso nuo tokių veiksnių kaip mėginio tipas, reikiamas aptikimo riba ir aptikimo tikslumas.
Specifinis Holmio atominės absorbcijos metodo taikymas
Elementų matavimuose atominės absorbcijos metodas yra didelis tikslumas ir jautrumas ir suteikia veiksmingą priemonę cheminių savybių, jungtinės sudėties ir turinio elementų kiekiui tirti. Konkretūs veiksmai yra šie: paruoškite išmatuoti mėginį. Paruoškite mėginį, kurį reikia išmatuoti į tirpalą, kurį paprastai reikia suvirškinti mišria rūgštimi, kad būtų galima pamatyti vėlesnį matavimą. Pasirinkite tinkamą atominės absorbcijos spektrometrą. Remiantis matuojamo mėginio savybėmis ir matuojamo Holmio kiekio diapazonu, pasirinkite tinkamą atominės absorbcijos spektrometrą. Sureguliuokite atominės absorbcijos spektrometro parametrus. Pagal matuojamą elementą ir prietaiso modelį sureguliuokite atominės absorbcijos spektrometro parametrus, įskaitant šviesos šaltinį, purkštuvą, detektorių ir kt. Išmatuokite Holmio absorbciją. Įdėkite mėginį, kurį reikia išmatuoti į purkštuvą, ir per šviesos šaltinį išmeskite tam tikro bangos ilgio šviesos spinduliuotę. Išmatuotas Holmio elementas sugers šias šviesos spindulius ir sukels energijos lygio perėjimus. Išmatuokite Holmio absorbciją per detektorių. Apskaičiuokite Holmio turinį. Pagal absorbciją ir standartinę kreivę apskaičiuojamas Holmio kiekis. Toliau pateikiami specifiniai parametrai, kuriuos instrumentas naudoja holmiui matuoti.
Holmio (HO) standartas: Holmio oksidas (analitinis laipsnis).
Metodas: Tiksliai sverikite 1,1455 g HO2O3, ištirpinkite 20 ml 5 mln. Druskos druskos rūgšties, praskieskite iki 1L vandeniu, HO koncentracija šiame tirpale yra 1000 μg/ml. Laikykite polietileno buteliuke nuo šviesos.
Liepsnos tipas: azoto oksido-acetilenas, sodri liepsna
Analizės parametrai: bangos ilgis (NM) 410,4 Spektrinis pralaidumas (NM) 0,2
Filtro koeficientas 0.6 Rekomenduojama lempos srovė (MA) 6
Neigiama aukšta įtampa (V) 384.5
Degimo galvutės aukštis (mm) 12
Integracijos laikas (-ai) 3
Oro slėgis ir srautas (MP, ml/min) 0,25, 5000
Azoto oksido slėgis ir srautas (MP, ml/min) 0,22, 5000
Acetileno slėgis ir srautas (MP, ml/min) 0,1, 4500
Linijinės koreliacijos koeficientas 0,9980
Būdinga koncentracija (μg/ml) 0,841
Skaičiavimo metodas Nepertraukiamas metodo tirpalo rūgštingumas 0,5%
HCl išmatuota lentelė:
Kalibravimo kreivė:
Trukmė: Holmis iš dalies jonizuojamas azoto oksido-acetileno liepsnoje. Pridėjus kalio nitrato arba kalio chlorido į galutinę 2000 μg/ml kalio koncentraciją, gali slopinti holmio jonizaciją. Faktiniame darbe būtina pasirinkti tinkamą matavimo metodą pagal specifinius svetainės poreikius. Šie metodai yra plačiai naudojami atliekant kadmio analizę ir aptikimą laboratorijose ir pramonės šakose.
Holmis parodė didelį potencialą daugelyje sričių, pasižyminčių unikaliomis savybėmis ir plačiu naudojimo asortimentu. Suprasdamas istoriją, atradimų procesą,Holmio svarba ir pritaikymas galime geriau suprasti šio stebuklingo elemento svarbą ir vertę. Nekantriai laukkime, ar Holmis ateityje atneš daugiau netikėtumų ir proveržių žmonių visuomenei ir labiau prisidės skatinant mokslo ir technologinę pažangą bei tvarų vystymąsi.
Norėdami gauti daugiau informacijos ar užklausosSusisiekite su mumis
„What & Tel“: 008613524231522
Email:sales@shxlchem.com
Pašto laikas: 2012 m. Lapkričio 13 d