Holmija elements un parastās noteikšanas metodes
Ķīmisko elementu periodiskajā tabulā ir elements, ko saucholmijs, kas ir rets metāls. Šis elements ir ciets istabas temperatūrā, un tam ir augsta kušanas temperatūra un viršanas temperatūra. Tomēr šī nav pievilcīgākā holmija elementa daļa. Tās patiesais šarms slēpjas apstāklī, ka, kad tas ir sajūsmā, tas izstaro skaistu zaļu gaismu. Holmija elements šajā satrauktajā stāvoklī ir kā mirgojošs zaļš dārgakmens, skaists un noslēpumains. Cilvēkiem ir salīdzinoši īsa holmija elementa izziņas vēsture. 1879. gadā zviedru ķīmiķis Pērs Teodors Klebe pirmo reizi atklāja holmija elementu un nosauca to savas dzimtās pilsētas vārdā. Pētot netīro erbiju, viņš neatkarīgi atklāja holmiju, to noņemotitrijsunskandijs. Brūno vielu viņš nosauca par Holmiju (Stokholmas latīņu nosaukums) un zaļo vielu par Tuliju. Pēc tam viņš veiksmīgi atdalīja disproziju, lai atdalītu tīru holmiju. Ķīmisko elementu periodiskajā tabulā holmijam ir dažas ļoti unikālas īpašības un pielietojums. Holmijs ir retzemju elements ar ļoti spēcīgu magnētismu, tāpēc to bieži izmanto magnētisko materiālu ražošanā. Tajā pašā laikā holmijam ir arī augsts refrakcijas indekss, kas padara to par ideālu materiālu optisko instrumentu un optisko šķiedru izgatavošanai. Turklāt holmijam ir svarīga loma arī medicīnas, enerģētikas un vides aizsardzības jomās. Šodien iedziļināsimies šajā maģiskajā elementā ar plašu pielietojumu klāstu - holmiju. Izpētiet tās noslēpumus un sajūtiet tās lielo ieguldījumu cilvēku sabiedrībā.
Holmija elementa pielietojuma lauki
Holmijs ir ķīmisks elements ar atomu skaitu 67 un pieder lantanīdu sērijai. Tālāk ir sniegts detalizēts ievads dažiem holmija elementa pielietojuma laukiem:
1. Holmija magnēts:Holmijam ir labas magnētiskās īpašības, un to plaši izmanto kā materiālu magnētu izgatavošanai. Īpaši augstas temperatūras supravadītspējas pētījumos holmija magnēti bieži tiek izmantoti kā supravadītāju materiāli, lai uzlabotu supravadītāju magnētisko lauku.
2. Holmija stikls:Holmijs var piešķirt stiklam īpašas optiskās īpašības, un to izmanto holmija stikla lāzeru izgatavošanai. Holmium lāzeri tiek plaši izmantoti medicīnā un rūpniecībā, un tos var izmantot acu slimību ārstēšanai, metālu un citu materiālu griešanai utt.
3. Kodolenerģijas nozare:Holmija izotopam holmijam-165 ir augsts neitronu uztveršanas šķērsgriezums, un to izmanto, lai kontrolētu neitronu plūsmu un kodolreaktoru jaudas sadalījumu.
4. Optiskās ierīces: Holmium ir arī daži pielietojumi optiskajās ierīcēs, piemēram, optiskie viļņvadi, fotodetektori, modulatori utt. optisko šķiedru sakaros.
5. Fluorescējoši materiāli:Holmija savienojumus var izmantot kā dienasgaismas materiālus, lai ražotu dienasgaismas spuldzes, dienasgaismas displejus un dienasgaismas indikatorus.6. Metālu sakausējumi:Holmiju var pievienot citiem metāliem, lai izgatavotu sakausējumus, lai uzlabotu metālu termisko stabilitāti, izturību pret koroziju un metināšanas veiktspēju. To bieži izmanto lidmašīnu dzinēju, automašīnu dzinēju un ķīmisko iekārtu ražošanai. Holmium ir svarīgi pielietojumi magnētos, stikla lāzeros, kodolenerģijas rūpniecībā, optiskajās ierīcēs, fluorescējošos materiālos un metālu sakausējumos.
Holmija elementa fizikālās īpašības
1. Atomu struktūra: Holmija atomu struktūra sastāv no 67 elektroniem. Tā elektroniskajā konfigurācijā pirmajā slānī ir 2 elektroni, otrajā slānī ir 8 elektroni, trešajā slānī ir 18 elektroni un ceturtajā slānī ir 29 elektroni. Tāpēc ārējā slānī ir 2 vientuļi elektronu pāri.
2. Blīvums un cietība: Holmija blīvums ir 8,78 g/cm3, kas ir salīdzinoši augsts blīvums. Tās cietība ir aptuveni 5,4 Mosa cietība.
3. Kušanas temperatūra un viršanas temperatūra: Holmija kušanas temperatūra ir aptuveni 1474 grādi pēc Celsija un viršanas temperatūra ir aptuveni 2695 grādi pēc Celsija.
4. Magnētisms: Holmijs ir metāls ar labu magnētismu. Tas parāda feromagnētismu zemā temperatūrā, bet pakāpeniski zaudē savu magnētismu augstā temperatūrā. Holmija magnētisms padara to svarīgu magnētu lietojumos un augstas temperatūras supravadītspējas pētījumos.
5. Spektra raksturlielumi: Holmium redzamajā spektrā ir acīmredzamas absorbcijas un emisijas līnijas. Tās emisijas līnijas galvenokārt atrodas zaļā un sarkanā spektra diapazonā, kā rezultātā holmija savienojumiem parasti ir zaļa vai sarkana krāsa.
6. Siltumvadītspēja: Holmijam ir salīdzinoši augsta siltumvadītspēja aptuveni 16,2 W/m·Kelvins. Tas padara holmiju vērtīgu dažos lietojumos, kuriem nepieciešama lieliska siltumvadītspēja. Holmijs ir metāls ar augstu blīvumu, cietību un magnētismu. Tam ir svarīga loma magnētos, augstas temperatūras supravadītājos, spektroskopijā un siltumvadītspējā.
Holmija ķīmiskās īpašības
1. Reaģētspēja: Holmijs ir samērā stabils metāls, kas lēni reaģē ar lielāko daļu nemetālisko elementu un skābju. Tas nereaģē ar gaisu un ūdeni istabas temperatūrā, bet, uzkarsējot līdz augstām temperatūrām, tas reaģē ar skābekli gaisā, veidojot holmija oksīdu.
2. Šķīdība: Holmijam ir laba šķīdība skābos šķīdumos, un tas var reaģēt ar koncentrētu sērskābi, slāpekļskābi un sālsskābi, lai iegūtu atbilstošus holmija sāļus.
3. Oksidācijas pakāpe: Holmija oksidācijas pakāpe parasti ir +3. Tas var veidot dažādus savienojumus, piemēram, oksīdus (Ho2O3), hlorīdi (HoCl3), sulfāti (Ho2(SO4)3) utt. Turklāt holmijam var būt arī oksidācijas pakāpes, piemēram, +2, +4 un +5, taču šie oksidācijas stāvokļi ir retāk sastopami.
4. Kompleksi: Holmijs var veidot dažādus kompleksus, no kuriem visizplatītākie ir kompleksi, kuru centrā ir holmija (III) joni. Šiem kompleksiem ir svarīga loma ķīmiskajā analīzē, katalizatoros un bioķīmiskajos pētījumos.
5. Reaģētspēja: Holmijam ķīmiskajās reakcijās parasti ir relatīvi viegla reaktivitāte. Tas var piedalīties daudzu veidu ķīmiskās reakcijās, piemēram, oksidācijas-reducēšanas reakcijās, koordinācijas reakcijās un sarežģītās reakcijās. Holmijs ir samērā stabils metāls, un tā ķīmiskās īpašības galvenokārt atspoguļojas salīdzinoši zemā reaģētspējā, labā šķīdībā, dažādos oksidācijas stāvokļos un dažādu kompleksu veidošanā. Šīs īpašības padara holmiju plaši izmantotu ķīmiskās reakcijās, koordinācijas ķīmijā un bioķīmiskos pētījumos.
Holmija bioloģiskās īpašības
Holmija bioloģiskās īpašības ir salīdzinoši maz pētītas, un līdz šim mums zināmā informācija ir ierobežota. Šīs ir dažas no holmija īpašībām organismos:
1. Biopieejamība: Holmijs dabā ir salīdzinoši reti sastopams, tāpēc tā saturs organismos ir ļoti zems. Holmijam ir vāja biopieejamība, tas ir, organisma spēja uzņemt un absorbēt holmiju ir ierobežota, kas ir viens no iemesliem, kāpēc holmija funkcijas un ietekme cilvēka organismā nav pilnībā izprotama.
2. Fizioloģiskā funkcija. Lai gan ir ierobežotas zināšanas par holmija fizioloģiskajām funkcijām, pētījumi liecina, ka holmijs var būt iesaistīts dažos svarīgos bioķīmiskos procesos cilvēka organismā. Zinātniskie pētījumi ir parādījuši, ka holmijs var būt saistīts ar kaulu un muskuļu veselību, taču konkrētais mehānisms joprojām nav skaidrs.
3. Toksicitāte: zemās biopieejamības dēļ holmijam ir salīdzinoši zema toksicitāte cilvēka ķermenim. Laboratorijas pētījumos ar dzīvniekiem lielas holmija savienojumu koncentrācijas iedarbība var izraisīt zināmu aknu un nieru bojājumu, taču pašreizējie pētījumi par holmija akūtu un hronisku toksicitāti ir salīdzinoši ierobežoti. Holmija bioloģiskās īpašības dzīvos organismos vēl nav pilnībā izprastas. Pašreizējie pētījumi ir vērsti uz tā iespējamām fizioloģiskajām funkcijām un toksisko ietekmi uz dzīviem organismiem. Zinātnei un tehnoloģijai nepārtraukti attīstoties, holmija bioloģisko īpašību pētījumi turpinās padziļināties.
Holmija dabiskā izplatība
Holmija izplatība dabā ir ļoti reta, un tas ir viens no elementiem ar ārkārtīgi zemu saturu zemes garozā. Holmija izplatība dabā ir šāda:
1. Izplatība zemes garozā: holmija saturs zemes garozā ir aptuveni 1,3 ppm (daļiņas uz miljonu), kas ir salīdzinoši rets elements zemes garozā. Neskatoties uz zemo holmija saturu, to var atrast dažos iežos un rūdās, piemēram, rūdās, kas satur retzemju elementus.
2. Klātbūtne minerālos: Holmijs galvenokārt atrodas rūdās oksīdu veidā, piemēram, holmija oksīds (Ho2O3). Ho2O3 ir aretzemju oksīdsrūda, kas satur augstu holmija koncentrāciju.
3. Sastāvs dabā: Holmijs parasti pastāv līdzās citiem retzemju elementiem un daļu no lantanīda elementiem. Dabā tas var pastāvēt oksīdu, sulfātu, karbonātu utt.
4. Izplatības ģeogrāfiskā atrašanās vieta: Holmija izplatība ir samērā vienmērīga visā pasaulē, taču tā ražošana ir ļoti ierobežota. Dažās valstīs ir noteikti holmija rūdas resursi, piemēram, Ķīna, Austrālija, Brazīlija uc Holmijs dabā ir salīdzinoši reti sastopams un galvenokārt sastopams oksīdu veidā rūdās. Lai gan saturs ir zems, tas pastāv līdzās citiem retzemju elementiem un ir atrodams dažās īpašās ģeoloģiskās vidēs. Tā retuma un izplatīšanas ierobežojumu dēļ holmija ieguve un izmantošana ir salīdzinoši sarežģīta.
Holmija elementa ieguve un kausēšana
Holmijs ir retzemju elements, un tā ieguves un ieguves process ir līdzīgs citiem retzemju elementiem. Tālāk ir sniegts detalizēts ievads holmija elementa ieguves un ieguves procesā:
1. Holmija rūdas meklēšana: Holmiju var atrast retzemju rūdās, un parastās holmija rūdas ietver oksīda rūdas un karbonātu rūdas. Šīs rūdas var atrasties pazemes vai atklātās derīgo izrakteņu atradnēs.
2. Rūdas sasmalcināšana un malšana: pēc ieguves holmija rūda ir jāsadrupina un jāsasmalcina mazākās daļiņās un jāturpina attīrīt.
3. Flotācija: holmija rūdas atdalīšana no citiem piemaisījumiem ar flotācijas metodi. Flotācijas procesā šķīdinātāju un putu līdzekli bieži izmanto, lai holmija rūda peldētu uz šķidruma virsmas un pēc tam veiktu fizikālu un ķīmisku apstrādi.
4. Hidratēšana: pēc flotācijas holmija rūdai tiks veikta hidratācijas apstrāde, lai to pārvērstu holmija sāļos. Hidratācijas apstrāde parasti ietver rūdas reakciju ar atšķaidītu skābes šķīdumu, veidojot holmija skābes sāls šķīdumu.
5. Izgulsnēšana un filtrēšana: Pielāgojot reakcijas apstākļus, holmijs holmija skābes sāls šķīdumā tiek nogulsnēts. Pēc tam nogulsnes filtrē, lai atdalītu tīrās holmija nogulsnes.
6. Kalcinēšana: Holmija nogulsnes ir jāapstrādā ar kalcinēšanu. Šis process ietver holmija nogulsnes karsēšanu līdz augstai temperatūrai, lai tās pārveidotu par holmija oksīdu.
7. Reducēšana: Holmija oksīds tiek reducēts, lai pārveidotos par metālisku holmiju. Parasti reducēšanai augstas temperatūras apstākļos izmanto reducētājus (piemēram, ūdeņradi). 8. Rafinēšana: reducētais metāla holmijs var saturēt citus piemaisījumus, un tas ir jāattīra un jāattīra. Rafinēšanas metodes ietver ekstrakciju ar šķīdinātāju, elektrolīzi un ķīmisko reducēšanu. Pēc iepriekšminētajām darbībām augstas tīrības pakāpesholmija metālsvar iegūt. Šos holmija metālus var izmantot sakausējumu, magnētisko materiālu, kodolenerģijas rūpniecībā un lāzerierīču ražošanā. Ir vērts atzīmēt, ka retzemju elementu ieguves un ieguves process ir salīdzinoši sarežģīts un prasa progresīvu tehnoloģiju un aprīkojumu, lai panāktu efektīvu un zemu izmaksu ražošanu.
Holmija elementa noteikšanas metodes
1. Atomu absorbcijas spektrometrija (AAS). Atomu absorbcijas spektrometrija ir plaši izmantota kvantitatīvās analīzes metode, kas izmanto noteiktu viļņu garumu absorbcijas spektrus, lai noteiktu holmija koncentrāciju paraugā. Tas izsmidzina testējamo paraugu liesmā un pēc tam mēra holmija absorbcijas intensitāti paraugā, izmantojot spektrometru. Šī metode ir piemērota holmija noteikšanai augstākās koncentrācijās.
2. Induktīvi saistītās plazmas optiskās emisijas spektrometrija (ICP-OES). Induktīvi savienotā plazmas optiskās emisijas spektrometrija ir ļoti jutīga un selektīva analītiskā metode, ko plaši izmanto daudzelementu analīzē. Tas izsmidzina paraugu un veido plazmu, lai spektrometrā izmērītu holmija emisijas īpašo viļņa garumu un intensitāti.
3. Induktīvi saistītās plazmas masas spektrometrija (ICP-MS): Induktīvi saistītās plazmas masas spektrometrija ir ļoti jutīga un augstas izšķirtspējas analītiskā metode, ko var izmantot izotopu attiecības noteikšanai un mikroelementu analīzei. Tas izsmidzina paraugu un veido plazmu, lai mērītu holmija masas un lādiņa attiecību masas spektrometrā.
4. Rentgenstaru fluorescences spektrometrija (XRF): rentgenstaru fluorescences spektrometrijā elementu satura analīzei izmanto fluorescences spektru, ko paraugs rada pēc rentgenstaru ierosināšanas. Tas var ātri un nesagraujoši noteikt holmija saturu paraugā. Šīs metodes plaši izmanto laboratorijās un rūpniecības jomās holmija kvantitatīvai analīzei un kvalitātes kontrolei. Piemērotas metodes izvēle ir atkarīga no tādiem faktoriem kā parauga veids, nepieciešamā noteikšanas robeža un noteikšanas precizitāte.
Holmija atomu absorbcijas metodes specifisks pielietojums
Elementu mērīšanā atomu absorbcijas metodei ir augsta precizitāte un jutība, un tā nodrošina efektīvu līdzekli elementu ķīmisko īpašību, savienojumu sastāva un satura pētīšanai. Tālāk mēs izmantojam atomu absorbcijas metodi holmija satura mērīšanai. Konkrētās darbības ir šādas: Sagatavojiet mērāmo paraugu. Sagatavojiet mērāmo paraugu šķīdumā, kas parasti ir jāsagremo ar jauktu skābi turpmākai mērīšanai. Izvēlieties piemērotu atomu absorbcijas spektrometru. Atbilstoši mērāmā parauga īpašībām un mērāmā holmija satura diapazonam izvēlieties piemērotu atomu absorbcijas spektrometru. Pielāgojiet atomu absorbcijas spektrometra parametrus. Atbilstoši mērāmajam elementam un instrumenta modelim noregulējiet atomu absorbcijas spektrometra parametrus, ieskaitot gaismas avotu, izsmidzinātāju, detektoru utt. Izmēriet holmija absorbciju. Novietojiet izmērāmo paraugu izsmidzinātājā un izstaro gaismas starojumu ar noteiktu viļņa garumu caur gaismas avotu. Mērāmais holmija elements absorbēs šos gaismas starojumus un radīs enerģijas līmeņa pārejas. Izmēriet holmija absorbciju caur detektoru. Aprēķiniet holmija saturu. Saskaņā ar absorbciju un standarta līkni aprēķina holmija saturu. Tālāk ir norādīti īpašie parametri, ko instruments izmanto holmija mērīšanai.
Holmija (Ho) standarts: holmija oksīds (analītiskā tīrība).
Metode: Precīzi nosveriet 1,1455 g Ho2O3, izšķīdiniet 20 ml 5 molu sālsskābes, atšķaidiet līdz 1 litram ar ūdeni, Ho koncentrācija šajā šķīdumā ir 1000 μg/mL. Uzglabāt polietilēna pudelē prom no gaismas.
Liesmas veids: slāpekļa oksīds-acetilēns, bagātīga liesma
Analīzes parametri: Viļņa garums (nm) 410,4 Spektrālais joslas platums (nm) 0,2
Filtra koeficients 0,6 Ieteicamā lampas strāva (mA) 6
Negatīvs augstspriegums (v) 384,5
Degšanas galvas augstums (mm) 12
Integrācijas laiks (S) 3
Gaisa spiediens un plūsma (MP, ml/min) 0,25, 5000
Slāpekļa oksīda spiediens un plūsma (MP, ml/min) 0,22, 5000
Acetilēna spiediens un plūsma (MP, ml/min) 0,1, 4500
Lineārās korelācijas koeficients 0,9980
Raksturīgā koncentrācija (μg/mL) 0,841
Aprēķina metode Nepārtrauktā metode Šķīduma skābums 0,5%
HCl mērījumu tabula:
Kalibrēšanas līkne:
Traucējumi: Holmijs ir daļēji jonizēts slāpekļa oksīda-acetilēna liesmā. Kālija nitrāta vai kālija hlorīda pievienošana līdz galīgajai kālija koncentrācijai 2000 μg/ml var kavēt holmija jonizāciju. Faktiskajā darbā ir jāizvēlas piemērota mērīšanas metode atbilstoši objekta konkrētajām vajadzībām. Šīs metodes plaši izmanto kadmija analīzē un noteikšanā laboratorijās un rūpniecībā.
Holmium ir parādījis lielu potenciālu daudzās jomās ar savām unikālajām īpašībām un plašo pielietojumu klāstu. Izprotot vēsturi, atklāšanas procesu,holmija nozīmi un pielietojumu, mēs varam labāk izprast šī maģiskā elementa nozīmi un vērtību. Cerēsim, ka holmijs nākotnē sagādās cilvēku sabiedrībai vairāk pārsteigumu un izrāvienu un sniegs lielāku ieguldījumu zinātnes un tehnoloģiju progresa un ilgtspējīgas attīstības veicināšanā.
Lai iegūtu papildinformāciju vai uzzinātu Holmium, laipni lūdzamsazinieties ar mums
Kas&tel:008613524231522
Email:sales@shxlchem.com
Izlikšanas laiks: 13. novembris 2024