Vai jūs zināt? Cilvēka atklāšanas processitrijsbija pilns ar līkločiem un izaicinājumiem. 1787. gadā zviedrs Kārlis Aksels Arheniuss nejauši atklāja blīvu un smagu melno rūdu karjerā netālu no savas dzimtās pilsētas Iterbijas ciema un nosauca to par "Ytterbite". Pēc tam daudzi zinātnieki, tostarp Johans Gadolins, Anders Gustavs Ekbergs, Frīdrihs Vēlers un citi, veica padziļinātu šīs rūdas izpēti.
1794. gadā somu ķīmiķis Johans Gadolins veiksmīgi atdalīja jaunu oksīdu no iterbija rūdas un nosauca to par itriju. Šī bija pirmā reize, kad cilvēki skaidri atklāja retzemju elementu. Tomēr šis atklājums ne uzreiz piesaistīja plašu uzmanību.
Laika gaitā zinātnieki ir atklājuši citus retzemju elementus. 1803. gadā vācietis Klaprots un zviedri Hicingers un Berzēliuss atklāja cēriju. 1839. gadā zviedrs Mosanders atklājalantāns. 1843. gadā viņš atklāja erbiju unterbijs. Šie atklājumi nodrošināja svarīgu pamatu turpmākiem zinātniskiem pētījumiem.
Tikai 19. gadsimta beigās zinātnieki veiksmīgi atdalīja elementu "itrijs" no itrija rūdas. 1885. gadā austrietis Vilsbahs atklāja neodīmu un prazeodīmu. 1886. gadā Bois-Baudran atklājadisprozijs. Šie atklājumi vēl vairāk bagātināja lielo retzemju elementu saimi.
Vairāk nekā gadsimtu pēc itrija atklāšanas tehnisko apstākļu ierobežojumu dēļ zinātniekiem nav izdevies šo elementu attīrīt, kas arī izraisījis dažus akadēmiskus strīdus un kļūdas. Tomēr tas neatturēja zinātniekus no entuziasma par itrija izpēti.
20. gadsimta sākumā, nepārtraukti attīstoties zinātnei un tehnoloģijai, zinātnieki beidzot sāka attīrīt retzemju elementus. 1901. gadā francūzis Eižens de Marseļa atklājaeiropijs. 1907.-1908. gadā austrietis Vilsbahs un francūzis Urbains neatkarīgi atklāja luteciju. Šie atklājumi nodrošināja svarīgu pamatu turpmākiem zinātniskiem pētījumiem.
Mūsdienu zinātnē un tehnoloģijā itrija pielietojums kļūst arvien plašāks. Zinātnei un tehnoloģijai nepārtraukti attīstoties, mūsu izpratne un itrija pielietojums kļūs arvien padziļinātāks.
Itrija elementa pielietojuma lauki
1.Optiskais stikls un keramika:Itriju plaši izmanto optiskā stikla un keramikas ražošanā, galvenokārt caurspīdīgas keramikas un optiskā stikla ražošanā. Tā savienojumiem ir lieliskas optiskās īpašības, un tos var izmantot lāzeru, optisko šķiedru sakaru un citu iekārtu sastāvdaļu ražošanai.
2. Fosfori:Itrija savienojumiem ir svarīga loma fosforos un tie var izstarot spilgtu fluorescenci, tāpēc tos bieži izmanto televizoru ekrānu, monitoru un apgaismes iekārtu ražošanā.Itrija oksīdsun citi savienojumi bieži tiek izmantoti kā luminiscējoši materiāli, lai uzlabotu gaismas spilgtumu un skaidrību.
3. Sakausējuma piedevas: Metālu sakausējumu ražošanā itriju bieži izmanto kā piedevu, lai uzlabotu metālu mehāniskās īpašības un izturību pret koroziju.Itrija sakausējumibieži izmanto augstas stiprības tērauda unalumīnija sakausējumi, padarot tos karstumizturīgākus un izturīgākus pret koroziju.
4. Katalizatori: Itrija savienojumiem ir svarīga loma dažos katalizatoros un tie var paātrināt ķīmisko reakciju ātrumu. Tos izmanto automobiļu izplūdes gāzu attīrīšanas ierīču un katalizatoru ražošanai rūpnieciskās ražošanas procesos, palīdzot samazināt kaitīgo vielu emisiju.
5. Medicīniskās attēlveidošanas tehnoloģija: Itrija izotopus izmanto medicīniskās attēlveidošanas tehnoloģijās, lai sagatavotu radioaktīvos izotopus, piemēram, radiofarmaceitisko preparātu marķēšanai un kodolmedicīnas attēlveidošanas diagnostikai.
6. Lāzera tehnoloģija:Itrija jonu lāzeri ir izplatīts cietvielu lāzers, ko izmanto dažādos zinātniskos pētījumos, lāzermedicīnā un rūpniecībā. Šo lāzeru ražošanai kā aktivatori jāizmanto noteikti itrija savienojumi.Itrija elementiun to savienojumi spēlē nozīmīgu lomu mūsdienu zinātnē, tehnoloģijā un rūpniecībā, kas ietver daudzas jomas, piemēram, optiku, materiālu zinātni un medicīnu, un ir devuši pozitīvu ieguldījumu cilvēku sabiedrības progresā un attīstībā.
Itrija fizikālās īpašības
Atomu skaitsitrijsir 39, un tā ķīmiskais simbols ir Y.
1. Izskats:Itrijs ir sudrabaini balts metāls.
2. Blīvums:Itrija blīvums ir 4,47 g/cm3, kas padara to par vienu no relatīvi smagajiem elementiem zemes garozā.
3. Kušanas temperatūra:Itrija kušanas temperatūra ir 1522 grādi pēc Celsija (2782 grādi pēc Fārenheita), kas attiecas uz temperatūru, kurā itrijs termiskos apstākļos mainās no cietas vielas uz šķidrumu.
4. Vārīšanās temperatūra:Itrija viršanas temperatūra ir 3336 grādi pēc Celsija (6037 grādi pēc Fārenheita), kas attiecas uz temperatūru, kurā itrijs termiskos apstākļos mainās no šķidruma uz gāzi.
5. Fāze:Istabas temperatūrā itrijs ir cietā stāvoklī.
6. Vadītspēja:Itrijs ir labs elektrības vadītājs ar augstu vadītspēju, tāpēc tam ir noteikts pielietojums elektronisko ierīču ražošanā un ķēžu tehnoloģijā.
7. Magnētisms:Itrijs ir paramagnētisks materiāls istabas temperatūrā, kas nozīmē, ka tam nav acīmredzamas magnētiskas reakcijas uz magnētiskajiem laukiem.
8. Kristāla struktūra: Itrijs eksistē sešstūra formā cieši iesaiņotā kristāla struktūrā.
9. Atomu tilpums:Itrija atomu tilpums ir 19,8 kubikcentimetri uz molu, kas attiecas uz tilpumu, ko aizņem viens mols itrija atomu.
Itrijs ir metālisks elements ar salīdzinoši augstu blīvumu un kušanas temperatūru, un tam ir laba vadītspēja, tāpēc tas ir nozīmīgs pielietojums elektronikā, materiālu zinātnē un citās jomās. Tajā pašā laikā itrijs ir arī salīdzinoši izplatīts rets elements, kam ir svarīga loma dažās progresīvās tehnoloģijās un rūpnieciskos lietojumos.
Itrija ķīmiskās īpašības
1. Ķīmiskais simbols un grupa: itrija ķīmiskais simbols ir Y, un tas atrodas periodiskās tabulas piektajā periodā, trešajā grupā, kas ir līdzīga lantanīda elementiem.
2. Elektroniskā struktūra: itrija elektroniskā struktūra ir 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 4f¹⁴ 5s². Ārējā elektronu slānī itrijam ir divi valences elektroni.
3. Valences stāvoklis: itrija valences stāvoklis parasti ir +3, kas ir visizplatītākais valences stāvoklis, taču tas var parādīt arī +2 un +1 valences stāvokli.
4. Reaģētspēja: Itrijs ir samērā stabils metāls, taču, pakļaujoties gaisa iedarbībai, tas pakāpeniski oksidējas, veidojot uz virsmas oksīda slāni. Tādējādi itrijs zaudē savu spīdumu. Lai aizsargātu itriju, to parasti uzglabā sausā vidē.
5. Reakcija ar oksīdiem: itrijs reaģē ar oksīdiem, veidojot dažādus savienojumus, t.sk.itrija oksīds(Y2O3). Itrija oksīdu bieži izmanto fosfora un keramikas ražošanā.
6. **Reakcija ar skābēm**: itrijs var reaģēt ar stiprām skābēm, veidojot atbilstošus sāļus, piemēram,itrija hlorīds (YCl3) vaiitrija sulfāts (Y2(SO4)3).
7. Reakcija ar ūdeni: Itrijs normālos apstākļos nereaģē tieši ar ūdeni, bet augstā temperatūrā tas var reaģēt ar ūdens tvaikiem, veidojot ūdeņradi un itrija oksīdu.
8. Reakcija ar sulfīdiem un karbīdiem: Itrijs var reaģēt ar sulfīdiem un karbīdiem, veidojot atbilstošus savienojumus, piemēram, itrija sulfīdu (YS) un itrija karbīdu (YC2). 9. Izotopi: Itrijam ir vairāki izotopi, no kuriem stabilākais ir itrijs-89 (^89Y), kam ir ilgs pussabrukšanas periods un ko izmanto kodolmedicīnā un izotopu marķēšanā.
Itrijs ir salīdzinoši stabils metālisks elements ar vairākiem valences stāvokļiem un spēju reaģēt ar citiem elementiem, veidojot savienojumus. Tam ir plašs pielietojumu klāsts optikā, materiālu zinātnē, medicīnā un rūpniecībā, jo īpaši fosfora, keramikas ražošanā un lāzertehnoloģijās.
Itrija bioloģiskās īpašības
Bioloģiskās īpašībasitrijsdzīvajos organismos ir salīdzinoši ierobežoti.
1. Klātbūtne un norīšana: lai gan itrijs nav dzīvībai būtisks elements, dabā, tostarp augsnē, akmeņos un ūdenī, var atrast nelielu daudzumu itrija. Organismi var uzņemt nelielu daudzumu itrija caur barības ķēdi, parasti no augsnes un augiem.
2. Bioloģiskā pieejamība: itrija biopieejamība ir salīdzinoši zema, kas nozīmē, ka organismiem parasti ir grūti absorbēt un efektīvi izmantot itriju. Lielākā daļa itrija savienojumu organismos nav viegli uzsūcas, tāpēc tie mēdz izdalīties.
3. Izplatība organismos: Itrijs, nonākot organismā, galvenokārt tiek izplatīts tādos audos kā aknas, nieres, liesa, plaušas un kauli. Jo īpaši kaulos ir lielāka itrija koncentrācija.
4. Metabolisms un izdalīšanās: itrija vielmaiņa cilvēka organismā ir salīdzinoši ierobežota, jo parasti tas izdalās no organisma. Lielākā daļa no tā izdalās ar urīnu, un tā var izdalīties arī defekācijas veidā.
5. Toksicitāte: tā zemās biopieejamības dēļ itrijs normālos organismos parasti neuzkrājas līdz kaitīgam līmenim. Tomēr lielu itrija devu iedarbībai var būt kaitīga ietekme uz organismiem, izraisot toksisku ietekmi. Šāda situācija parasti notiek reti, jo itrija koncentrācija dabā parasti ir zema, un tas netiek plaši izmantots vai pakļauts organismiem. Itrija bioloģiskās īpašības organismos galvenokārt izpaužas tā klātbūtnē nelielos daudzumos, zemā biopieejamībā un nebūtībā. uz mūžu. Lai gan normālos apstākļos tam nav acīmredzamas toksiskas ietekmes uz organismiem, liela itrija deva var apdraudēt veselību. Tāpēc itrija drošībai un bioloģiskajai iedarbībai joprojām ir svarīgi zinātniskie pētījumi un monitorings.
Itrija izplatība dabā
Itrijs ir retzemju elements, kas ir samērā plaši izplatīts dabā, lai gan tas nepastāv tīrā elementārā formā.
1. Izplatība Zemes garozā: itrija daudzums Zemes garozā ir salīdzinoši zems, un tā vidējā koncentrācija ir aptuveni 33 mg/kg. Tas padara itriju par vienu no retajiem elementiem.
Itrijs galvenokārt pastāv minerālu veidā, parasti kopā ar citiem retzemju elementiem. Daži galvenie itrija minerāli ir itrija dzelzs granāts (YIG) un itrija oksalāts (Y2(C2O4)3).
2. Ģeogrāfiskā izplatība: Itrija atradnes ir izplatītas visā pasaulē, bet daži apgabali var būt bagāti ar itriju. Dažas galvenās itrija atradnes ir atrodamas šādos reģionos: Austrālija, Ķīna, ASV, Krievija, Kanāda, Indija, Skandināvija uc atdaliet itriju. Tas parasti ietver skābes izskalošanās un ķīmiskās atdalīšanas procesus, lai iegūtu augstas tīrības pakāpes itriju.
Ir svarīgi atzīmēt, ka retzemju elementi, piemēram, itrijs, parasti nepastāv tīru elementu veidā, bet tiek sajaukti ar citiem retzemju elementiem. Tāpēc augstākas tīrības pakāpes itrija ekstrakcijai nepieciešami sarežģīti ķīmiskās apstrādes un atdalīšanas procesi. Turklāt piegāde noretzemju elementiir ierobežots, tāpēc svarīgi ir apsvērt arī to resursu pārvaldību un vides ilgtspējību.
Itrija elementa ieguve, ieguve un kausēšana
Itrijs ir retzemju elements, kas parasti nepastāv tīra itrija formā, bet gan itrija rūdas formā. Tālāk ir sniegts detalizēts ievads itrija elementa ieguves un attīrīšanas procesā:
1. Itrija rūdas ieguve:
Izpēte. Pirmkārt, ģeologi un kalnrūpniecības inženieri veic izpēti, lai atrastu itriju saturošas atradnes. Tas parasti ietver ģeoloģiskos pētījumus, ģeofizikālo izpēti un paraugu analīzi. Kalnrūpniecība: Tiklīdz ir atrasts itriju saturošs ieguls, rūda tiek iegūta. Šīs atradnes parasti ietver oksīdu rūdas, piemēram, itrija dzelzs granātu (YIG) vai itrija oksalātu (Y2(C2O4)3). Rūdas sasmalcināšana: pēc ieguves rūda parasti ir jāsadala mazākos gabalos turpmākai apstrādei.
2. Itrija ekstrakcija:Ķīmiskā izskalošanās: sasmalcinātā rūda parasti tiek nosūtīta uz kausēšanas iekārtu, kur itrijs tiek iegūts ķīmiskās izskalošanās ceļā. Šajā procesā itrija izšķīdināšanai no rūdas parasti izmanto skābu izskalošanās šķīdumu, piemēram, sērskābi. Atdalīšana: Kad itrijs ir izšķīdis, to parasti sajauc ar citiem retzemju elementiem un piemaisījumiem. Lai iegūtu augstākas tīrības pakāpes itriju, ir nepieciešams atdalīšanas process, parasti izmantojot ekstrakciju ar šķīdinātāju, jonu apmaiņu vai citas ķīmiskas metodes. Nokrišņi: Itrijs tiek atdalīts no citiem retzemju elementiem, izmantojot atbilstošas ķīmiskas reakcijas, veidojot tīrus itrija savienojumus. Žāvēšana un kalcinēšana: iegūtie itrija savienojumi parasti ir jāizžāvē un jākalcinē, lai noņemtu atlikušo mitrumu un piemaisījumus, lai beidzot iegūtu tīru itrija metālu vai savienojumus.
Itrija noteikšanas metodes
Izplatītākās itrija noteikšanas metodes galvenokārt ietver atomu absorbcijas spektroskopiju (AAS), induktīvi saistītās plazmas masas spektrometriju (ICP-MS), rentgena fluorescences spektroskopiju (XRF) utt.
1. Atomu absorbcijas spektroskopija (AAS):AAS ir plaši izmantota kvantitatīvās analīzes metode, kas piemērota itrija satura noteikšanai šķīdumā. Šīs metodes pamatā ir absorbcijas parādība, kad mērķa elements paraugā absorbē noteikta viļņa garuma gaismu. Pirmkārt, paraugu pārvērš izmērāmā formā, veicot pirmapstrādes posmus, piemēram, gāzes sadedzināšanu un žāvēšanu augstā temperatūrā. Pēc tam paraugā tiek ievadīta mērķa elementa viļņa garumam atbilstoša gaisma, tiek mērīta parauga absorbētā gaismas intensitāte un aprēķināts itrija saturs paraugā, salīdzinot to ar zināmas koncentrācijas itrija standarta šķīdumu.
2. Induktīvi saistītās plazmas masas spektrometrija (ICP-MS):ICP-MS ir ļoti jutīga analītiskā metode, kas piemērota itrija satura noteikšanai šķidros un cietos paraugos. Šī metode pārvērš paraugu lādētās daļiņās un pēc tam izmanto masas spektrometru masas analīzei. ICP-MS ir plašs noteikšanas diapazons un augsta izšķirtspēja, un tā var noteikt vairāku elementu saturu vienlaikus. Itrija noteikšanai ICP-MS var nodrošināt ļoti zemas noteikšanas robežas un augstu precizitāti.
3. Rentgenstaru fluorescences spektrometrija (XRF):XRF ir nesagraujoša analītiskā metode, kas piemērota itrija satura noteikšanai cietos un šķidros paraugos. Ar šo metodi elementu saturu nosaka, parauga virsmu apstarojot ar rentgena stariem un izmērot paraugā raksturīgo fluorescences spektra pīķa intensitāti. XRF priekšrocības ir liels ātrums, vienkārša darbība un iespēja vienlaikus noteikt vairākus elementus. Tomēr XRF var tikt traucēta zema satura itrija analīzē, kā rezultātā rodas lielas kļūdas.
4. Induktīvi savienotās 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 izmērītu īpašo viļņa garumu un intensitāti of itrijsemisija spektrometrā. Papildus iepriekš minētajām metodēm itrija noteikšanai ir arī citas plaši izmantotas metodes, tostarp elektroķīmiskā metode, spektrofotometrija utt. Piemērotas noteikšanas metodes izvēle ir atkarīga no tādiem faktoriem kā parauga īpašības, nepieciešamais mērījumu diapazons un noteikšanas precizitāte, kā arī kalibrēšanas standarti. bieži ir nepieciešamas kvalitātes kontrolei, lai nodrošinātu mērījumu rezultātu precizitāti un ticamību.
Itrija atomu absorbcijas metodes specifisks pielietojums
Elementu mērīšanā induktīvi saistītā plazmas masas spektrometrija (ICP-MS) ir ļoti jutīga un daudzelementu analīzes metode, ko bieži izmanto elementu, tostarp itrija, koncentrācijas noteikšanai. Tālāk ir sniegts detalizēts process itrija testēšanai ICP-MS:
1. Parauga sagatavošana:
ICP-MS analīzei paraugs parasti ir jāizšķīdina vai jāizkliedē šķidrā veidā. To var izdarīt ar ķīmisku šķīdināšanu, karsēšanu vai citām piemērotām sagatavošanas metodēm.
Parauga sagatavošanai nepieciešami īpaši tīri apstākļi, lai novērstu piesārņojumu ar jebkādiem ārējiem elementiem. Laboratorijai jāveic nepieciešamie pasākumi, lai izvairītos no paraugu piesārņošanas.
2. ICP ģenerēšana:
ICP tiek ģenerēts, ievadot argonu vai argona-skābekļa jauktu gāzi slēgtā kvarca plazmas lāpā. Augstas frekvences induktīvais savienojums rada intensīvu plazmas liesmu, kas ir analīzes sākumpunkts.
Plazmas temperatūra ir aptuveni 8000 līdz 10 000 grādu pēc Celsija, kas ir pietiekami augsta, lai paraugā esošos elementus pārvērstu jonu stāvoklī.
3. Jonizācija un atdalīšana:Kad paraugs nonāk plazmā, tajā esošie elementi tiek jonizēti. Tas nozīmē, ka atomi zaudē vienu vai vairākus elektronus, veidojot lādētus jonus. ICP-MS izmanto masas spektrometru, lai atdalītu dažādu elementu jonus, parasti pēc masas un lādiņa attiecības (m/z). Tas ļauj atdalīt un pēc tam analizēt dažādu elementu jonus.
4. Masas spektrometrija:Atdalītie joni nonāk masas spektrometrā, parasti kvadrupola masas spektrometrā vai magnētiskās skenēšanas masas spektrometrā. Masas spektrometrā dažādu elementu jonus atdala un nosaka atbilstoši to masas un lādiņa attiecībai. Tas ļauj noteikt katra elementa klātbūtni un koncentrāciju. Viena no induktīvi saistītās plazmas masas spektrometrijas priekšrocībām ir tās augstā izšķirtspēja, kas ļauj noteikt vairākus elementus vienlaicīgi.
5. Datu apstrāde:ICP-MS ģenerētie dati parasti ir jāapstrādā un jāanalizē, lai noteiktu elementu koncentrāciju paraugā. Tas ietver noteikšanas signāla salīdzināšanu ar zināmu koncentrāciju standartiem, kā arī kalibrēšanas un korekcijas veikšanu.
6. Rezultātu pārskats:Gala rezultāts tiek parādīts kā elementa koncentrācija vai masas procenti. Šos rezultātus var izmantot dažādos lietojumos, tostarp zemes zinātnē, vides analīzē, pārtikas testēšanā, medicīniskajos pētījumos utt.
ICP-MS ir ļoti precīza un jutīga metode, kas piemērota daudzelementu, tostarp itrija, analīzei. Tomēr tas prasa sarežģītus instrumentus un zināšanas, tāpēc to parasti veic laboratorijā vai profesionālā analīzes centrā. Faktiskajā darbā ir nepieciešams izvēlēties atbilstošu mērīšanas metodi atbilstoši objekta konkrētajām vajadzībām. Šīs metodes plaši izmanto iterbija analīzē un noteikšanā laboratorijās un rūpniecībā.
Apkopojot iepriekš minēto, varam secināt, ka itrijs ir ļoti interesants ķīmiskais elements ar unikālām fizikālām un ķīmiskām īpašībām, kam ir liela nozīme zinātniskajā pētniecībā un pielietojuma jomās. Lai gan esam panākuši zināmu progresu mūsu izpratnē par to, joprojām ir daudz jautājumu, kuriem nepieciešama turpmāka izpēte un izpēte. Es ceru, ka mūsu ievads var palīdzēt lasītājiem labāk izprast šo aizraujošo elementu un iedvesmot ikvienu mīlestību pret zinātni un interesi par izpēti.
Lai iegūtu vairāk informācijas, plssazinieties ar mumszemāk:
Tālr.:008613524231522
Email:Sales@shxlchem.com
Izlikšanas laiks: 28. novembris 2024