Ar žinojai? Žmonių atradimo procesasitrisbuvo pilnas posūkių ir iššūkių. 1787 m. švedas Karlas Axelis Arrhenius atsitiktinai atrado tankią ir sunkią juodąją rūdą karjere netoli savo gimtojo miesto Yterby kaimo ir pavadino ją „Ytterbite“. Po to daugelis mokslininkų, įskaitant Johaną Gadoliną, Andersą Gustavą Ekbergą, Friedrichą Wöhlerį ir kitus, atliko nuodugnius šios rūdos tyrimus.
1794 m. suomių chemikas Johanas Gadolinas sėkmingai atskyrė naują oksidą nuo iterio rūdos ir pavadino jį itriu. Tai buvo pirmas kartas, kai žmonės aiškiai atrado retųjų žemių elementą. Tačiau šis atradimas ne iš karto sulaukė didelio dėmesio.
Laikui bėgant mokslininkai atrado ir kitų retųjų žemių elementų. 1803 metais vokietis Klaprotas ir švedai Hitzingeris ir Berzelijus atrado cerį. 1839 m. švedas Mosanderis atradolantanas. 1843 m. jis atrado erbį irterbis. Šie atradimai buvo svarbus tolesnių mokslinių tyrimų pagrindas.
Tik XIX amžiaus pabaigoje mokslininkai sėkmingai atskyrė elementą „itris“ nuo itrio rūdos. 1885 m. austras Wilsbachas atrado neodimį ir prazeodimą. 1886 m. Boisas-Baudranas atradodisprosis. Šie atradimai dar labiau praturtino didelę retųjų žemių elementų šeimą.
Jau daugiau nei šimtmetį po itrio atradimo dėl techninių sąlygų apribojimų mokslininkams nepavyko išgryninti šio elemento, o tai taip pat sukėlė tam tikrų akademinių ginčų ir klaidų. Tačiau tai nesustabdė mokslininkų entuziazmo tirti itrį.
XX amžiaus pradžioje, nuolat tobulėjant mokslui ir technologijoms, mokslininkams pagaliau pavyko išvalyti retųjų žemių elementus. 1901 metais prancūzas Eugene'as de Marseille atradoeuropiu. 1907–1908 m. austras Wilsbachas ir prancūzas Urbainas savarankiškai atrado liutecį. Šie atradimai buvo svarbus tolesnių mokslinių tyrimų pagrindas.
Šiuolaikiniame moksle ir technologijose itrio taikymas tampa vis platesnis. Nuolat tobulėjant mokslui ir technologijoms, mūsų supratimas ir taikymas apie itrį taps vis gilesnis.
Itrio elemento taikymo sritys
1.Optinis stiklas ir keramika:Itris plačiai naudojamas optinio stiklo ir keramikos gamyboje, daugiausia skaidrios keramikos ir optinio stiklo gamyboje. Jo junginiai pasižymi puikiomis optinėmis savybėmis ir gali būti naudojami gaminant lazerių, šviesolaidinių ryšių ir kitos įrangos komponentus.
2. Fosforai:Itrio junginiai atlieka svarbų vaidmenį fosforuose ir gali skleisti ryškią fluorescenciją, todėl jie dažnai naudojami televizorių ekranams, monitoriams ir apšvietimo įrangai gaminti.Itrio oksidasir kiti junginiai dažnai naudojami kaip liuminescencinės medžiagos, siekiant padidinti šviesos ryškumą ir aiškumą.
3. Lydinių priedai: Gaminant metalų lydinius, itris dažnai naudojamas kaip priedas, pagerinantis metalų mechanines savybes ir atsparumą korozijai.Itrio lydiniaidažnai naudojami didelio stiprumo plienui gaminti iraliuminio lydiniai, todėl jie yra atsparesni karščiui ir atsparūs korozijai.
4. Katalizatoriai: Itrio junginiai vaidina svarbų vaidmenį kai kuriuose katalizatoriuose ir gali pagreitinti cheminių reakcijų greitį. Iš jų gaminami automobilių išmetamųjų dujų valymo įrenginiai ir pramoninės gamybos procesų katalizatoriai, padedantys sumažinti kenksmingų medžiagų emisiją.
5. Medicininio vaizdo gavimo technologija: Itrio izotopai naudojami medicininėje vaizdo gavimo technologijoje radioaktyviesiems izotopams ruošti, pavyzdžiui, radiofarmaciniams preparatams žymėti ir branduoliniam medicininiam vaizdavimui diagnozuoti.
6. Lazerio technologija:Itrio jonų lazeriai yra įprastas kietojo kūno lazeris, naudojamas įvairiuose moksliniuose tyrimuose, lazerinėje medicinoje ir pramonėje. Norint gaminti šiuos lazerius, kaip aktyvatorius reikia naudoti tam tikrus itrio junginius.Itrio elementaiir jų junginiai vaidina svarbų vaidmenį šiuolaikiniame moksle ir technologijose bei pramonėje, apimančioje daugelį sričių, pavyzdžiui, optiką, medžiagų mokslą ir mediciną, ir įnešė teigiamą indėlį į žmonių visuomenės pažangą ir vystymąsi.
Fizinės itrio savybės
Atominis skaičiusitrisyra 39, o jo cheminis simbolis yra Y.
1. Išvaizda:Itris yra sidabriškai baltas metalas.
2. Tankis:Itrio tankis yra 4,47 g/cm3, todėl jis yra vienas iš santykinai sunkiųjų elementų žemės plutoje.
3. Lydymosi temperatūra:Itrio lydymosi temperatūra yra 1522 laipsniai Celsijaus (2782 laipsniai pagal Farenheitą), o tai reiškia temperatūrą, kurioje itris šiluminėmis sąlygomis iš kietos medžiagos virsta skystu.
4. Virimo temperatūra:Itrio virimo temperatūra yra 3336 laipsniai Celsijaus (6037 laipsniai pagal Farenheitą), o tai reiškia temperatūrą, kurioje itris šiluminėmis sąlygomis iš skysčio virsta dujomis.
5. Fazė:Kambario temperatūroje itris yra kietos būsenos.
6. Laidumas:Itris yra geras elektros laidininkas, turintis didelį laidumą, todėl jis turi tam tikrų pritaikymų elektroninių prietaisų gamyboje ir grandinių technologijoje.
7. Magnetizmas:Itris yra paramagnetinė medžiaga kambario temperatūroje, o tai reiškia, kad jis neturi akivaizdaus magnetinio atsako į magnetinius laukus.
8. Kristalinė struktūra: Itris egzistuoja šešiakampėje glaudžiai supakuotoje kristalų struktūroje.
9. Atominis tūris:Itrio atominis tūris yra 19,8 kubinio centimetro viename molyje, o tai reiškia tūrį, kurį užima vienas molis itrio atomų.
Itris yra metalinis elementas, kurio tankis ir lydymosi temperatūra yra gana didelis, ir turi gerą laidumą, todėl jis yra svarbus elektronikos, medžiagų mokslo ir kitose srityse. Tuo pačiu metu itris taip pat yra gana dažnas retas elementas, kuris atlieka svarbų vaidmenį kai kuriose pažangiose technologijose ir pramonėje.
Cheminės itrio savybės
1. Cheminis simbolis ir grupė: Itrio cheminis simbolis yra Y ir yra penktame periodinės lentelės periode, trečioje grupėje, kuri yra panaši į lantanido elementus.
2. Elektroninė struktūra: itrio elektroninė struktūra yra 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 4f¹⁴ 5s². Išoriniame elektronų sluoksnyje itris turi du valentinius elektronus.
3. Valentinė būsena: Itris paprastai rodo +3 valentinę būseną, kuri yra dažniausiai pasitaikanti valentingumo būsena, tačiau ji taip pat gali rodyti +2 ir +1 valentinę būseną.
4. Reaktyvumas: Itris yra gana stabilus metalas, tačiau veikiamas oro jis palaipsniui oksiduojasi, sudarydamas ant paviršiaus oksido sluoksnį. Dėl to itris praranda savo blizgesį. Norint apsaugoti itis, jis paprastai laikomas sausoje aplinkoje.
5. Reakcija su oksidais: itris reaguoja su oksidais, sudarydamas įvairius junginius, įskaitantitrio oksidas(Y2O3). Itrio oksidas dažnai naudojamas fosforo ir keramikos gamybai.
6. **Reakcija su rūgštimis**: itris gali reaguoti su stipriomis rūgštimis, sudarydamas atitinkamas druskas, pvz.itrio chloridas (YCl3) arbaitrio sulfatas (Y2(SO4)3).
7. Reakcija su vandeniu: Itris normaliomis sąlygomis tiesiogiai su vandeniu nereaguoja, tačiau esant aukštai temperatūrai, jis gali reaguoti su vandens garais, kad susidarytų vandenilis ir itrio oksidas.
8. Reakcija su sulfidais ir karbidais: itris gali reaguoti su sulfidais ir karbidais, sudarydamas atitinkamus junginius, tokius kaip itrio sulfidas (YS) ir itrio karbidas (YC2). 9. Izotopai: Itris turi daug izotopų, iš kurių stabiliausias yra itris-89 (^89Y), kurio pusinės eliminacijos laikas yra ilgas ir naudojamas branduolinėje medicinoje bei izotopų ženklinimui.
Itris yra gana stabilus metalinis elementas, turintis daugybę valentingumo būsenų ir gebantis reaguoti su kitais elementais, sudarydamas junginius. Jis plačiai naudojamas optikos, medžiagų mokslo, medicinos ir pramonės srityse, ypač fosforo, keramikos gamyboje ir lazerių technologijose.
Biologinės itrio savybės
Biologinės savybėsitrisgyvuose organizmuose yra santykinai riboti.
1. Buvimas ir nurijimas: Nors itris nėra gyvybei būtinas elementas, gamtoje, įskaitant dirvožemį, uolienas ir vandenį, galima rasti nedidelius itrio kiekius. Organizmai gali nuryti pėdsakus itrio per maisto grandinę, dažniausiai iš dirvožemio ir augalų.
2. Biologinis prieinamumas: Biologinis itrio prieinamumas yra santykinai mažas, o tai reiškia, kad organizmams paprastai sunku įsisavinti ir efektyviai panaudoti itrį. Dauguma itrio junginių nėra lengvai įsisavinami organizmuose, todėl jie linkę pasišalinti.
3. Pasiskirstymas organizmuose: patekęs į organizmą, itris daugiausia pasiskirsto tokiuose audiniuose kaip kepenys, inkstai, blužnis, plaučiai ir kaulai. Ypač kauluose yra didesnė itrio koncentracija.
4. Metabolizmas ir išskyrimas: Itrio metabolizmas žmogaus organizme yra santykinai ribotas, nes jis dažniausiai pasišalina iš organizmo. Didžioji jo dalis išsiskiria su šlapimu, taip pat gali pasišalinti ir tuštinantis.
5. Toksiškumas: dėl mažo biologinio prieinamumo itris normaliuose organizmuose paprastai nesikaupia iki žalingo lygio. Tačiau didelės itrio dozės gali turėti žalingą poveikį organizmams ir sukelti toksinį poveikį. Tokia situacija dažniausiai pasitaiko retai, nes itrio koncentracijos gamtoje paprastai yra mažos, jis nėra plačiai naudojamas ar nėra veikiamas organizmų. Biologinės itrio savybės organizmuose daugiausia pasireiškia nedideliais kiekiais, mažu biologiniu prieinamumu ir nebūtinu elementu. visam gyvenimui. Nors įprastomis aplinkybėmis jis neturi akivaizdaus toksinio poveikio organizmams, didelės itrio dozės poveikis gali kelti pavojų sveikatai. Todėl moksliniai tyrimai ir stebėjimas tebėra svarbūs itrio saugai ir biologiniam poveikiui.
Itrio pasiskirstymas gamtoje
Itris yra retųjų žemių elementas, gana plačiai paplitęs gamtoje, nors gryno elemento pavidalo ir neegzistuoja.
1. Atsiradimas Žemės plutoje: Itrio gausa Žemės plutoje yra palyginti nedidelė, vidutinė koncentracija yra apie 33 mg/kg. Dėl to itris yra vienas iš retų elementų.
Itris daugiausia egzistuoja mineralų pavidalu, dažniausiai kartu su kitais retųjų žemių elementais. Kai kurie pagrindiniai itrio mineralai yra itrio geležies granatas (YIG) ir itrio oksalatas (Y2(C2O4)3).
2. Geografinis paplitimas: Itrio telkiniai paplitę visame pasaulyje, tačiau kai kuriose vietovėse gali būti daug itrio. Kai kurių pagrindinių itrio telkinių galima rasti šiuose regionuose: Australijoje, Kinijoje, Jungtinėse Amerikos Valstijose, Rusijoje, Kanadoje, Indijoje, Skandinavijoje ir kt. 3. Ekstrahavimas ir perdirbimas: išgavus itrio rūdą, paprastai reikia cheminio apdorojimo, kad būtų galima išgauti ir atskirti itrį. Paprastai tai apima rūgšties išplovimą ir cheminio atskyrimo procesus, kad būtų gautas didelio grynumo itris.
Svarbu pažymėti, kad retųjų žemių elementai, tokie kaip itris, paprastai neegzistuoja grynų elementų pavidalu, bet yra maišomi su kitais retųjų žemių elementais. Todėl didesnio grynumo itrio išgavimas reikalauja sudėtingų cheminio apdorojimo ir atskyrimo procesų. Be to, tiekimasretųjų žemių elementaiyra ribotas, todėl taip pat svarbu atsižvelgti į jų išteklių valdymą ir aplinkos tvarumą.
Itrio elemento kasyba, gavyba ir lydymas
Itris yra retųjų žemių elementas, kuris paprastai egzistuoja ne gryno itrio, o itrio rūdos pavidalu. Toliau pateikiamas išsamus itrio elemento gavybos ir rafinavimo proceso įvadas:
1. Itrio rūdos gavyba:
Tyrinėjimas: Pirma, geologai ir kasybos inžinieriai atlieka žvalgymo darbus, kad surastų itrio turinčius telkinius. Paprastai tai apima geologinius tyrimus, geofizinius tyrimus ir mėginių analizę. Kasyba. Radus itrio telkinį, rūda kasama. Šios nuosėdos paprastai apima oksidų rūdas, tokias kaip itrio geležies granatas (YIG) arba itrio oksalatas (Y2(C2O4)3). Rūdos smulkinimas: po kasybos rūdą paprastai reikia suskaidyti į mažesnius gabalus, kad būtų galima vėliau apdoroti.
2. Itrio ekstrahavimas:Cheminis išplovimas: susmulkinta rūda paprastai siunčiama į lydyklą, kur itris išgaunamas cheminio išplovimo būdu. Šiame procese itriui iš rūdos ištirpinti paprastai naudojamas rūgštinis išplovimo tirpalas, pvz., sieros rūgštis. Atskyrimas: Itriui ištirpus, jis paprastai sumaišomas su kitais retųjų žemių elementais ir priemaišomis. Norint išgauti didesnio grynumo itrį, reikalingas atskyrimo procesas, dažniausiai naudojant ekstrahavimą tirpikliu, jonų mainus ar kitus cheminius metodus. Nusodinimas: Itris atskiriamas nuo kitų retųjų žemių elementų atitinkamomis cheminėmis reakcijomis, kad susidarytų gryni itrio junginiai. Džiovinimas ir kalcinavimas: gautus itrio junginius paprastai reikia išdžiovinti ir kalcinuoti, kad būtų pašalinta drėgmė ir priemaišos, kad galiausiai būtų gautas grynas itrio metalas arba junginiai.
Itrio aptikimo metodai
Įprasti itrio aptikimo metodai daugiausia apima atominės absorbcijos spektroskopiją (AAS), induktyviai susietą plazmos masės spektrometriją (ICP-MS), rentgeno fluorescencinę spektroskopiją (XRF) ir kt.
1. Atominės absorbcijos spektroskopija (AAS):AAS yra dažniausiai naudojamas kiekybinės analizės metodas, tinkantis itrio kiekiui tirpale nustatyti. Šis metodas pagrįstas sugerties reiškiniu, kai tikslinis elementas mėginyje sugeria tam tikro bangos ilgio šviesą. Pirma, mėginys paverčiamas išmatuojama forma atliekant išankstinio apdorojimo etapus, tokius kaip dujų deginimas ir džiovinimas aukštoje temperatūroje. Tada į mėginį patenka šviesa, atitinkanti tikslinio elemento bangos ilgį, išmatuojamas mėginio sugertas šviesos intensyvumas ir apskaičiuojamas itrio kiekis mėginyje, lyginant jį su žinomos koncentracijos etaloniniu itrio tirpalu.
2. Induktyviai susietos plazmos masės spektrometrija (ICP-MS):ICP-MS yra labai jautri analizės technika, tinkama itrio kiekiui skystuose ir kietuose mėginiuose nustatyti. Šiuo metodu mėginys paverčiamas įkrautomis dalelėmis ir masės analizei naudojamas masės spektrometras. ICP-MS turi platų aptikimo diapazoną ir didelę skiriamąją gebą ir gali vienu metu nustatyti kelių elementų turinį. ICP-MS aptikimui itriui gali užtikrinti labai žemas aptikimo ribas ir didelį tikslumą.
3. Rentgeno spindulių fluorescencinė spektrometrija (XRF):XRF yra neardomasis analizės metodas, tinkamas itrio kiekiui kietuose ir skystuose mėginiuose nustatyti. Šiuo metodu elementų kiekis nustatomas apšvitinant mėginio paviršių rentgeno spinduliais ir išmatuojant būdingą fluorescencijos spektro smailės intensyvumą mėginyje. XRF pranašumai yra greitas, paprastas valdymas ir galimybė vienu metu nustatyti kelis elementus. Tačiau XRF gali būti trukdoma analizuojant mažo kiekio itrio kiekį, todėl gali atsirasti didelių klaidų.
4. Induktyviai susietos plazmos optinės emisijos spektrometrija (ICP-OES):Induktyviai susietos plazmos optinės emisijos spektrometrija yra labai jautrus ir selektyvus analizės metodas, plačiai naudojamas daugelio elementų analizei. Jis purškia mėginį ir sudaro plazmą, kad būtų galima išmatuoti specifinį bangos ilgį ir intensyvumą of itrisemisija spektrometre. Be pirmiau minėtų metodų, yra ir kitų dažniausiai naudojamų itrio aptikimo metodų, įskaitant elektrocheminį metodą, spektrofotometriją ir kt. Tinkamo aptikimo metodo pasirinkimas priklauso nuo tokių veiksnių kaip mėginio savybės, reikalingas matavimo diapazonas ir aptikimo tikslumas bei kalibravimo standartai. dažnai reikalingi kokybės kontrolei, siekiant užtikrinti matavimo rezultatų tikslumą ir patikimumą.
Specifinis itrio atominės absorbcijos metodo taikymas
Elementų matavimo metu induktyviai susietos plazmos masės spektrometrija (ICP-MS) yra labai jautri ir daugelio elementų analizės metodas, dažnai naudojamas elementų, įskaitant itrio, koncentracijai nustatyti. Toliau pateikiamas išsamus itrio tyrimo ICP-MS procesas:
1. Mėginio paruošimas:
ICP-MS analizei mėginį paprastai reikia ištirpinti arba disperguoti į skystą formą. Tai galima padaryti cheminio tirpinimo, kaitinimo pūdymo ar kitais tinkamais paruošimo būdais.
Mėginio paruošimas reikalauja itin švarių sąlygų, kad būtų išvengta užteršimo jokiais išoriniais elementais. Laboratorija turi imtis būtinų priemonių, kad išvengtų mėginio užteršimo.
2. ICP generavimas:
ICP generuojamas į uždarą kvarco plazmos degiklį įvedant argono arba argono ir deguonies mišrių dujų. Aukšto dažnio indukcinė jungtis sukuria intensyvią plazmos liepsną, kuri yra analizės pradžios taškas.
Plazmos temperatūra yra apie 8000–10 000 laipsnių Celsijaus, o tai yra pakankamai aukšta, kad pavyzdyje esantys elementai virstų jonine būsena.
3. Jonizacija ir atskyrimas:Mėginiui patekus į plazmą, jame esantys elementai jonizuojami. Tai reiškia, kad atomai praranda vieną ar daugiau elektronų, sudarydami įkrautus jonus. ICP-MS naudoja masės spektrometrą skirtingų elementų jonams atskirti, dažniausiai pagal masės ir krūvio santykį (m/z). Tai leidžia atskirti ir vėliau analizuoti skirtingų elementų jonus.
4. Masių spektrometrija:Atskirti jonai patenka į masės spektrometrą, dažniausiai kvadrupolio masės spektrometrą arba magnetinio skenavimo masės spektrometrą. Masės spektrometre skirtingų elementų jonai yra atskiriami ir aptinkami pagal jų masės ir krūvio santykį. Tai leidžia nustatyti kiekvieno elemento buvimą ir koncentraciją. Vienas iš induktyviai susietos plazmos masės spektrometrijos privalumų yra didelė skiriamoji geba, leidžianti vienu metu aptikti kelis elementus.
5. Duomenų apdorojimas:ICP-MS sugeneruotus duomenis paprastai reikia apdoroti ir analizuoti, norint nustatyti elementų koncentraciją mėginyje. Tai apima aptikimo signalo palyginimą su žinomų koncentracijų standartais ir kalibravimą bei korekciją.
6. Rezultatų ataskaita:Galutinis rezultatas pateikiamas kaip elemento koncentracija arba masės procentas. Šie rezultatai gali būti naudojami įvairiose srityse, įskaitant žemės mokslą, aplinkos analizę, maisto tyrimus, medicininius tyrimus ir kt.
ICP-MS yra labai tikslus ir jautrus metodas, tinkantis daugelio elementų, įskaitant itrio, analizei. Tačiau tai reikalauja sudėtingų instrumentų ir žinių, todėl dažniausiai atliekama laboratorijoje arba profesionaliame analizės centre. Realiame darbe būtina parinkti tinkamą matavimo metodą pagal konkrečius aikštelės poreikius. Šie metodai plačiai naudojami iterbio analizei ir aptikimui laboratorijose ir pramonės šakose.
Apibendrinę tai, kas išdėstyta aukščiau, galime daryti išvadą, kad itris yra labai įdomus cheminis elementas, pasižymintis unikaliomis fizinėmis ir cheminėmis savybėmis, turintis didelę reikšmę mokslinių tyrimų ir taikymo srityse. Nors mes padarėme tam tikrą pažangą savo supratimu apie tai, vis dar yra daug klausimų, kuriuos reikia toliau tirti ir ištirti. Tikiuosi, kad mūsų įžanga padės skaitytojams geriau suprasti šį žavų elementą ir įkvėps visų meilę mokslui ir domėjimąsi tyrinėjimu.
Daugiau informacijos plssusisiekite su mumisžemiau:
Tel&kas: 008613524231522
Email:Sales@shxlchem.com
Paskelbimo laikas: 2024-11-28