Холмиум елемент и вообичаени методи за откривање
Во периодниот систем на хемиски елементи, постои елемент нареченхолмиум, кој е редок метал. Овој елемент е цврст на собна температура и има висока точка на топење и точка на вриење. Сепак, ова не е најатрактивниот дел од елементот холмиум. Неговиот вистински шарм лежи во тоа што кога е возбуден испушта прекрасно зелено светло. Елементот на холмиум во оваа возбудена состојба е како светлечки зелен скапоцен камен, убав и мистериозен. Луѓето имаат релативно кратка когнитивна историја на елементот холмиум. Во 1879 година, шведскиот хемичар Пер Теодор Клебе прв го открил елементот холмиум и го именувал по неговиот роден град. Додека го проучувал нечистиот ербиум, тој самостојно го открил холмиумот со отстранувањеитриумискандиум. Кафеавата супстанца ја нарекол Холмија (латинското име за Стокхолм) и зелената супстанца Тулија. Потоа успешно го одвоил диспрозиумот за да го одвои чистиот холмиум. Во периодниот систем на хемиски елементи, холмиумот има многу уникатни својства и употреби. Холмиумот е елемент од ретка земја со многу силен магнетизам, па затоа често се користи за производство на магнетни материјали. Во исто време, холмиумот има и висок индекс на рефракција, што го прави идеален материјал за изработка на оптички инструменти и оптички влакна. Покрај тоа, холмиумот исто така игра важна улога во областа на медицината, енергијата и заштитата на животната средина. Денес, дозволете ни да влеземе во овој магичен елемент со широк спектар на апликации - холмиум. Истражете ги неговите мистерии и почувствувајте го неговиот голем придонес во човечкото општество.
Полиња за примена на елементот холмиум
Холмиумот е хемиски елемент со атомски број 67 и припаѓа на серијата лантаниди. Следното е детален вовед во некои полиња за примена на елементот holmium:
1. Холмиум магнет:Холмиумот има добри магнетни својства и широко се користи како материјал за правење магнети. Особено во истражувањето за суперспроводливост на висока температура, магнетите од холмиум често се користат како материјали за суперпроводници за подобрување на магнетното поле на суперпроводниците.
2. Холмиумско стакло:Холмиумот може да му даде на стаклото посебни оптички својства и се користи за производство на ласери за стакло од холмиум. Холмиум ласерите се широко користени во медицината и индустријата, а може да се користат за лекување на болести на очите, сечење метали и други материјали итн.
3. Индустријата за нуклеарна енергија:Холмиумовиот изотоп холмиум-165 има висок пресек на зафаќање неутрони и се користи за контрола на неутронскиот флукс и дистрибуцијата на моќноста на нуклеарните реактори.
4. Оптички уреди: Holmium исто така има некои апликации во оптички уреди, како што се оптички брановоди, фотодетектори, модулатори итн. во комуникациите со оптички влакна.
5. Флуоресцентни материјали:Холмиумските соединенија може да се користат како флуоресцентни материјали за производство на флуоресцентни светилки, флуоресцентни екрани и флуоресцентни индикатори.6. Метални легури:Холмиумот може да се додаде на други метали за да се направат легури за да се подобри термичката стабилност, отпорноста на корозија и перформансите на заварување на металите. Често се користи за производство на мотори на авиони, автомобилски мотори и хемиска опрема. Холмиумот има важна примена во магнети, стаклени ласери, индустрија за нуклеарна енергија, оптички уреди, флуоресцентни материјали и метални легури.
Физички својства на елементот холмиум
1. Атомска структура: Атомската структура на холмиумот е составена од 67 електрони. Во неговата електронска конфигурација има 2 електрони во првиот слој, 8 електрони во вториот слој, 18 електрони во третиот слој и 29 електрони во четвртиот слој. Затоа, во најоддалечениот слој има 2 осамени пара електрони.
2. Густина и цврстина: Густината на холмиумот е 8,78 g/cm3, што е релативно висока густина. Неговата цврстина е околу 5,4 Mohs цврстина.
3. Точка на топење и точка на вриење: Точката на топење на холмиумот е околу 1474 степени Целзиусови, а точката на вриење е околу 2695 степени Целзиусови.
4. Магнетизам: Холмиумот е метал со добар магнетизам. Тој покажува феромагнетизам на ниски температури, но постепено го губи магнетизмот на високи температури. Магнетизмот на холмиумот го прави важен во апликациите на магнети и во истражувањето за суперспроводливост на висока температура.
5. Спектрални карактеристики: Холмиумот покажува очигледни линии на апсорпција и емисија во видливиот спектар. Нејзините емисиони линии се главно лоцирани во зелениот и црвениот спектрален опсег, што резултира со соединенија на холмиум кои обично имаат зелена или црвена боја.
6. Топлинска спроводливост: Холмиумот има релативно висока топлинска спроводливост од околу 16,2 W/m·Kelvin. Ова го прави холмиумот вреден во некои апликации кои бараат одлична топлинска спроводливост. Холмиумот е метал со висока густина, цврстина и магнетизам. Тој игра важна улога во магнети, суперпроводници со висока температура, спектроскопија и топлинска спроводливост.
Хемиски својства на холмиум
1. Реактивност: Холмиумот е релативно стабилен метал кој полека реагира со повеќето неметални елементи и киселини. Не реагира со воздухот и водата на собна температура, но кога се загрева на високи температури, реагира со кислородот во воздухот и формира холмиум оксид.
2. Растворливост: Холмиумот има добра растворливост во киселински раствори и може да реагира со концентрирана сулфурна киселина, азотна киселина и хлороводородна киселина за да произведе соодветни соли на холмиум.
3. Состојба на оксидација: Состојбата на оксидација на холмиумот е обично +3. Може да формира различни соединенија, како што се оксиди (Ho2O3), хлориди (HoCl3), сулфати (Ho2(SO4)3Покрај тоа, холмиумот може да има и оксидациски состојби како што се +2, +4 и +5, но овие состојби на оксидација се поретки.
4. Комплекси: Холмиумот може да формира различни комплекси, од кои најчести се комплекси центрирани на јони на холмиум (III). Овие комплекси играат важна улога во хемиската анализа, катализаторите и биохемиските истражувања.
5. Реактивност: Холмиумот обично покажува релативно блага реактивност во хемиските реакции. Може да учествува во многу видови хемиски реакции како што се реакции на оксидација-редукција, реакции на координација и сложени реакции. Холмиумот е релативно стабилен метал, а неговите хемиски својства главно се рефлектираат во релативно ниска реактивност, добра растворливост, различни состојби на оксидација и формирање на различни комплекси. Овие карактеристики го прават холмиумот широко користен во хемиски реакции, координативна хемија и биохемиски истражувања.
Биолошки својства на холмиум
Биолошките својства на холмиумот се релативно малку проучени, а информациите што ги знаеме досега се ограничени. Следниве се некои од својствата на холмиумот во организмите:
1. Биорасположивост: Холмиумот е релативно редок по природа, па неговата содржина во организмите е многу мала. Холмиумот има слаба биорасположивост, односно способноста на организмот да внесува и апсорбира холмиум е ограничена, што е една од причините зошто функциите и ефектите на холмиумот во човечкото тело не се целосно разбрани.
2. Физиолошка функција: Иако има ограничено знаење за физиолошките функции на холмиумот, студиите покажаа дека холмиумот може да биде вклучен во некои важни биохемиски процеси во човечкото тело. Научните студии покажаа дека холмиумот можеби е поврзан со здравјето на коските и мускулите, но специфичниот механизам сè уште е нејасен.
3. Токсичност: Поради ниската биорасположивост, холмиумот има релативно ниска токсичност за човечкото тело. Во лабораториските студии на животни, изложеноста на високи концентрации на соединенија на холмиум може да предизвика одредено оштетување на црниот дроб и бубрезите, но сегашните истражувања за акутната и хроничната токсичност на холмиумот се релативно ограничени. Биолошките својства на холмиумот во живите организми сè уште не се целосно разбрани. Тековните истражувања се фокусираат на неговите можни физиолошки функции и токсичните ефекти врз живите организми. Со континуираниот напредок на науката и технологијата, истражувањето за биолошките својства на холмиумот ќе продолжи да се продлабочува.
Природна дистрибуција на холмиум
Распространетоста на холмиумот во природата е многу ретка, а тој е еден од елементите со исклучително мала содржина во земјината кора. Следното е дистрибуција на холмиум во природата:
1. Распределба во земјината кора: Содржината на холмиум во земјината кора е околу 1,3 ppm (делови на милион), што е релативно редок елемент во земјината кора. И покрај неговата мала содржина, холмиумот може да се најде во некои карпи и руди, како што се рудите кои содржат елементи на ретки земји.
2. Присуство во минералите: Холмиумот главно постои во рудите во форма на оксиди, како што е холмиум оксид (Ho2O3). Ho2O3 е aоксид од ретки земјируда која содржи висока концентрација на холмиум.
3. Состав во природата: Холмиумот обично коегзистира со други ретки земјени елементи и дел од лантанидните елементи. Во природата може да постои во форма на оксиди, сулфати, карбонати итн.
4. Географска локација на дистрибуција: Распространетоста на холмиумот е релативно униформа низ светот, но неговото производство е многу ограничено. Некои земји имаат одредени ресурси на холмиумска руда, како што се Кина, Австралија, Бразил, итн. Холмиумот е релативно редок по природа и главно постои во форма на оксиди во рудите. Иако содржината е мала, таа коегзистира со други ретки земјени елементи и може да се најде во некои специфични геолошки средини. Поради неговата реткост и ограничувања за дистрибуција, ископувањето и искористувањето на холмиумот е релативно тешко.
Екстракција и топење на елементот Холмиум
Холмиумот е елемент од ретка земја, а неговиот процес на ископување и екстракција е сличен на другите елементи на ретки земји. Следното е детален вовед во процесот на ископување и екстракција на елементот холмиум:
1. Пребарување на холмиумова руда: Холмиумот може да се најде во руди од ретки земји, а обичните руди на холмиум вклучуваат оксидни и карбонатни руди. Овие руди може да постојат во подземни или отворени минерални наоѓалишта.
2. Дробење и мелење на рудата: По ископувањето, рудата на холмиум треба да се дроби и сомеле во помали честички и дополнително да се рафинира.
3. Флотација: Одвојување на холмиумова руда од други нечистотии со метод на флотација. Во процесот на флотација, разредувачот и средството за пена често се користат за да се направи холмиумската руда да плови на површината на течноста, а потоа да се спроведе физички и хемиски третман.
4. Хидратација: По флотација, холмиумската руда ќе биде подложена на третман на хидратација за да се претвори во соли на холмиум. Хидратациониот третман обично вклучува реакција на руда со разреден раствор на киселина за да се формира раствор на сол на холмиум киселина.
5. Таложење и филтрација: Со прилагодување на условите на реакцијата, се таложи холмиумот во растворот на сол на холмиумова киселина. Потоа, филтрирајте го талогот за да се одвои чистиот талог од холмиум.
6. Калцинација: Холмиумските талози треба да се подложат на третман со калцинација. Овој процес вклучува загревање на талогот на холмиум на висока температура за да се трансформира во холмиум оксид.
7. Редукција: Холмиум оксидот се подложува на третман за редукција за да се трансформира во метален холмиум. Вообичаено, редуцирачките агенси (како водородот) се користат за редукција во услови на висока температура. 8. Рафинирање: редуцираниот метален холмиум може да содржи други нечистотии и треба да се рафинира и прочисти. Методите на рафинирање вклучуваат екстракција со растворувач, електролиза и хемиска редукција. По горенаведените чекори, со висока чистотахолмиум металможе да се добијат. Овие холмиумски метали може да се користат за подготовка на легури, магнетни материјали, индустрија за нуклеарна енергија и ласерски уреди. Вреди да се напомене дека процесот на ископување и екстракција на елементи од ретка земја е релативно сложен и бара напредна технологија и опрема за да се постигне ефикасно и евтино производство.
Методи за откривање на елементот холмиум
1. Атомска апсорпциона спектрометрија (ААС): Атомска апсорпциона спектрометрија е најчесто користен метод за квантитативна анализа која користи апсорпциони спектри на специфични бранови должини за да ја одреди концентрацијата на холмиум во примерокот. Го атомизира примерокот што треба да се тестира во пламен, а потоа го мери интензитетот на апсорпција на холмиумот во примерокот преку спектрометар. Овој метод е погоден за откривање на холмиум при повисоки концентрации.
2. Индуктивно поврзана плазма оптичка емисиона спектрометрија (ICP-OES): Индуктивно поврзана плазма оптичка емисиона спектрометрија е високо чувствителна и селективна аналитичка метода која е широко користена во анализата со повеќе елементи. Го атомизира примерокот и формира плазма за мерење на специфичната бранова должина и интензитет на емисијата на холмиум во спектрометар.
3. Индуктивно поврзана масена спектрометрија на плазмата (ICP-MS): Индуктивно поврзаната масена спектрометрија на плазмата е високо чувствителна и аналитичка метода со висока резолуција што може да се користи за одредување на односот на изотопи и анализа на елементи во трагови. Го атомизира примерокот и формира плазма за мерење на односот маса-полнење на холмиум во масен спектрометар.
4. Спектрометрија на флуоресценција на Х-зраци (XRF): спектрометрија на флуоресценција на рендген го користи спектарот на флуоресценција произведен од примерокот откако ќе биде возбуден од Х-зраци за да ја анализира содржината на елементите. Може брзо и недеструктивно да ја одреди содржината на холмиум во примерокот. Овие методи се широко користени во лаборатории и индустриски полиња за квантитативна анализа и контрола на квалитетот на холмиумот. Изборот на соодветниот метод зависи од фактори како што се типот на примерокот, потребната граница за откривање и точноста на откривање.
Специфична примена на методот на атомска апсорпција на холмиум
Во мерењето на елементите, методот на атомска апсорпција има висока точност и чувствителност и обезбедува ефективно средство за проучување на хемиските својства, составот на соединението и содржината на елементите. Следно, ние користиме метод на атомска апсорпција за мерење на содржината на холмиум. Специфичните чекори се како што следува: Подгответе го примерокот за мерење. Подгответе го примерокот за мерење во раствор, кој генерално треба да се вари со мешана киселина за последователно мерење. Изберете соодветен спектрометар за атомска апсорпција. Според својствата на примерокот што треба да се мери и опсегот на содржина на холмиум што треба да се мери, изберете соодветен спектрометар за атомска апсорпција. Прилагодете ги параметрите на спектрометарот за атомска апсорпција. Според елементот што треба да се мери и моделот на инструментот, приспособете ги параметрите на спектрометарот за атомска апсорпција, вклучувајќи извор на светлина, атомизатор, детектор итн. Измерете ја апсорпцијата на холмиумот. Ставете го примерокот што треба да се мери во атомизерот и испуштајте светлосно зрачење со одредена бранова должина низ изворот на светлина. Елементот холмиум што треба да се мери ќе ги апсорбира овие светлосни зрачења и ќе произведе транзиции на нивото на енергија. Измерете ја апсорпцијата на холмиум преку детекторот. Пресметајте ја содржината на холмиум. Според апсорпцијата и стандардната крива, се пресметува содржината на холмиум. Следниве се специфичните параметри што ги користи инструментот за мерење на холмиум.
Холмиум (Ho) стандард: холмиум оксид (аналитичко одделение).
Начин: Прецизно измерете 1,1455 g Ho2O3, растворете во 20mL 5Mole хлороводородна киселина, разредете до 1L со вода, концентрацијата на Ho во овој раствор е 1000μg/mL. Да се чува во полиетиленско шише подалеку од светлина.
Тип на пламен: азотен оксид-ацетилен, богат пламен
Параметри за анализа: Бранова должина (nm) 410.4 Спектрален опсег (nm) 0.2
Коефициент на филтер 0,6 Препорачана струја на светилката (mA) 6
Негативен висок напон (v) 384,5
Висина на главата за согорување (мм) 12
Време на интеграција (S) 3
Воздушен притисок и проток (MP, mL/min) 0,25, 5000
Притисок и проток на азотен оксид (MP, mL/min) 0,22, 5000
Притисок и проток на ацетилен (MP, mL/min) 0,1, 4500
Коефициент на линеарна корелација 0,9980
Карактеристична концентрација (μg/mL) 0,841
Метод на пресметка Континуиран метод Киселост на растворот 0,5%
Табела за измерена HCl:
Крива на калибрација:
Интерференција: Холмиумот е делумно јонизиран во пламенот од азотен оксид-ацетилен. Додавањето на калиум нитрат или калиум хлорид до конечна концентрација на калиум од 2000μg/mL може да ја инхибира јонизацијата на холмиумот. Во реалната работа, неопходно е да се избере соодветен метод на мерење според специфичните потреби на локацијата. Овие методи се широко користени за анализа и детекција на кадмиум во лаборатории и индустрии.
Холмиумот покажа голем потенцијал на многу полиња со своите уникатни својства и широк опсег на употреба. Со разбирање на историјата, процесот на откривање,важноста и примената на холмиумот, можеме подобро да ја разбереме важноста и вредноста на овој магичен елемент. Со нетрпение очекуваме холмиумот да донесе повеќе изненадувања и откритија за човечкото општество во иднина и да даде поголем придонес во промовирањето на научниот и технолошкиот напредок и одржливиот развој.
За повеќе информации или прашања Holmium добредојдовте воконтактирајте со нас
Што е&тел:008613524231522
Email:sales@shxlchem.com
Време на објавување: 13-13-2024 година