Дали знаевте? Процесот на откривање на човечки суштестваитриумбеше полн со пресврти и предизвици. Во 1787 година, Швеѓанецот Карл Аксел Арениус случајно открил густа и тешка црна руда во каменолом во близина на неговото родно село Итерби и ја нарекол „Итербит“. После тоа, многу научници, меѓу кои и Јохан Гадолин, Андерс Густав Екберг, Фридрих Волер и други, спроведоа длабинско истражување на оваа руда.
Во 1794 година, финскиот хемичар Јохан Гадолин успешно одвоил нов оксид од рудата на итербиум и го нарекол итриум. Ова беше прв пат луѓето јасно да откријат елемент од ретка земја. Сепак, ова откритие не привлече веднаш широко внимание.
Со текот на времето, научниците открија други елементи на ретки земји. Во 1803 година, Германецот Клапрот и Швеѓаните Хицингер и Берзелиус го откриле цериумот. Во 1839 година, Швеѓанецот Мосандер откриллантан. Во 1843 година го открил ербиумот итербиум. Овие откритија дадоа важна основа за последователни научни истражувања.
Дури на крајот на 19 век, научниците успешно го одвоиле елементот „итриум“ од итриумската руда. Во 1885 година, Австриецот Вилсбах открил неодимиум и прасеодимиум. Во 1886 година, Bois-Baudran открилдиспрозиум. Овие откритија дополнително го збогатија големото семејство на елементи од ретки земји.
Повеќе од еден век по откривањето на итриумот, поради ограничувањата на техничките услови, научниците не можат да го прочистат овој елемент, што исто така предизвика некои академски спорови и грешки. Сепак, ова не ги спречи научниците од нивниот ентузијазам за проучување на итриумот.
На почетокот на 20 век, со континуираниот напредок на науката и технологијата, научниците конечно почнаа да можат да ги прочистуваат елементите на ретките земји. Во 1901 година, Французинот Јуџин де Марсеј открилевропиум. Во 1907-1908 година, Австриецот Вилсбах и Французинот Урбеин независно го откриле лутетиумот. Овие откритија дадоа важна основа за последователни научни истражувања.
Во современата наука и технологија, примената на итриумот станува сè пообемна. Со континуираниот напредок на науката и технологијата, нашето разбирање и примена на итриумот ќе станува сè подлабоко.
Полиња за примена на елементот итриум
1.Оптичко стакло и керамика:Итриумот е широко користен во производството на оптичко стакло и керамика, главно во производството на проѕирна керамика и оптичко стакло. Неговите соединенија имаат одлични оптички својства и може да се користат за производство на компоненти на ласери, комуникации со оптички влакна и друга опрема.
2. Фосфори:Соединенијата на итриум играат важна улога во фосфорите и можат да испуштаат светла флуоресценција, па затоа често се користат за производство на ТВ екрани, монитори и опрема за осветлување.Итриум оксиди други соединенија често се користат како луминисцентни материјали за подобрување на осветленоста и јасноста на светлината.
3. Адитиви од легура: Во производството на метални легури, итриумот често се користи како додаток за подобрување на механичките својства и отпорноста на корозија на металите.Легури на итриумчесто се користат за изработка на челик со висока цврстина иалуминиумски легури, што ги прави поотпорни на топлина и отпорни на корозија.
4. Катализатори: Соединенијата на итриум играат важна улога во некои катализатори и можат да ја забрзаат брзината на хемиските реакции. Тие се користат за производство на уреди за прочистување на автомобилските издувни гасови и катализатори во процесите на индустриско производство, помагајќи да се намали емисијата на штетни материи.
5. Медицинска технологија за сликање: Изотопите на итриум се користат во технологијата за медицинска слика за подготовка на радиоактивни изотопи, како што се за означување на радиофармацевтски производи и дијагностицирање на нуклеарно медицинско снимање.
6. Ласерска технологија:Итриум јонските ласери се вообичаен ласер со цврста состојба што се користи во различни научни истражувања, ласерска медицина и индустриски апликации. Производството на овие ласери бара употреба на одредени соединенија на итриум како активатори.Елементи на итриуми нивните соединенија играат важна улога во модерната наука и технологија и индустрија, вклучувајќи многу области како оптиката, науката за материјали и медицината, и дадоа позитивен придонес за напредокот и развојот на човечкото општество.
Физички својства на итриумот
Атомскиот број наитриуме 39, а неговиот хемиски симбол е Y.
1. Изглед:Итриумот е сребрено-бел метал.
2. Густина:Густината на итриумот е 4,47 g/cm3, што го прави еден од релативно тешките елементи во земјината кора.
3. Точка на топење:Точката на топење на итриумот е 1522 степени Целзиусови (2782 степени Фаренхајтови), што се однесува на температурата на која итриумот се менува од цврста во течна под термички услови.
4. Точка на вриење:Точката на вриење на итриумот е 3336 степени Целзиусови (6037 степени Фаренхајтови), што се однесува на температурата на која итриумот се менува од течност во гас под термички услови.
5. Фаза:На собна температура, итриумот е во цврста состојба.
6. Спроводливост:Итриумот е добар спроводник на електрична енергија со висока спроводливост, па затоа има одредени примени во производството на електронски уреди и технологијата на кола.
7. Магнетизам:Итриумот е парамагнетски материјал на собна температура, што значи дека нема очигледен магнетен одговор на магнетните полиња.
8. Кристална структура: Итриумот постои во хексагонална кристална структура блиску спакувана.
9. Атомски волумен:Атомскиот волумен на итриум е 19,8 кубни сантиметри по мол, што се однесува на волуменот окупиран од еден мол атоми на итриум.
Итриумот е метален елемент со релативно висока густина и точка на топење и има добра спроводливост, па затоа има важна примена во електрониката, науката за материјали и други области. Во исто време, итриумот е исто така релативно чест редок елемент, кој игра важна улога во некои напредни технологии и индустриски апликации.
Хемиски својства на итриум
1. Хемиски симбол и група: Хемискиот симбол на итриумот е Y, а се наоѓа во петтиот период од периодниот систем, третата група, која е слична на елементите на лантанидот.
2. Електронска структура: Електронската структура на итриумот е 1s² 2s² 2p6 3s² 3p6 3d10 4s² 4p6 4d10 4f14 5s². Во надворешниот електронски слој, итриумот има два валентни електрони.
3. Валентна состојба: Итриумот обично покажува валентна состојба +3, што е најчеста валентна состојба, но може да покаже и валентни состојби +2 и +1.
4. Реактивност: Итриумот е релативно стабилен метал, но постепено ќе оксидира кога ќе биде изложен на воздух, формирајќи оксиден слој на површината. Ова предизвикува итриумот да го изгуби својот сјај. За да се заштити итриумот, тој обично се чува во сува средина.
5. Реакција со оксиди: итриумот реагира со оксиди за да формира различни соединенија, вклучувајќиитриум оксид(Y2O3). Итриум оксидот често се користи за производство на фосфор и керамика.
6. **Реакција со киселини**: итриумот може да реагира со силни киселини за да произведе соодветни соли, како на пр.итриум хлорид (YCl3) илиитриум сулфат (Y2(SO4)3).
7. Реакција со вода: Итриумот не реагира директно со водата во нормални услови, но при високи температури, може да реагира со водена пареа за да произведе водород и итриум оксид.
8. Реакција со сулфиди и карбиди: итриумот може да реагира со сулфиди и карбиди за да формира соодветни соединенија како што се итриум сулфид (YS) и итриум карбид (YC2). 9. Изотопи: Итриумот има повеќе изотопи, од кои најстабилен е итриум-89 (^89Y), кој има долг полуживот и се користи во нуклеарната медицина и етикетирањето на изотопи.
Итриумот е релативно стабилен метален елемент со повеќе валентни состојби и способност да реагира со други елементи за да формира соединенија. Има широк спектар на апликации во оптика, наука за материјали, медицина и индустрија, особено во фосфори, производство на керамика и ласерска технологија.
Биолошки својства на итриум
Биолошките својства наитриумкај живите организми се релативно ограничени.
1. Присуство и голтање: Иако итриумот не е елемент од суштинско значење за животот, во природата може да се најдат траги од итриум, вклучувајќи ја почвата, карпите и водата. Организмите можат да внесат траги на итриум преку синџирот на исхрана, обично од почвата и растенијата.
2. Биорасположивост: Биорасположивоста на итриумот е релативно ниска, што значи дека организмите генерално имаат тешкотии со апсорпција и ефективно искористување на итриумот. Повеќето соединенија на итриум не се апсорбираат лесно во организмите, па затоа имаат тенденција да се излачуваат.
3. Дистрибуција во организмите: Еднаш во организмот, итриумот главно се дистрибуира во ткивата како што се црниот дроб, бубрезите, слезината, белите дробови и коските. Особено, коските содржат повисоки концентрации на итриум.
4. Метаболизам и излачување: Метаболизмот на итриумот во човечкото тело е релативно ограничен бидејќи најчесто го напушта организмот со излачување. Поголемиот дел од него се излачува преку урината, а може да се излачува и во форма на дефекација.
5. Токсичност: поради неговата ниска биорасположивост, итриумот обично не се акумулира до штетно ниво кај нормалните организми. Сепак, изложеноста на итриум во високи дози може да има штетни ефекти врз организмите, што доведува до токсични ефекти. Оваа ситуација обично се случува ретко бидејќи концентрациите на итриум во природата се обично ниски и не е широко користен или изложен на организми. Биолошките карактеристики на итриумот во организмите главно се манифестираат во неговото присуство во трагови, ниска биорасположивост и не е неопходен елемент. за живот. Иако во нормални околности нема очигледни токсични ефекти врз организмите, изложеноста на итриум во високи дози може да предизвика опасност по здравјето. Затоа, научните истражувања и мониторингот сè уште се важни за безбедноста и биолошките ефекти на итриумот.
Распределба на итриум во природата
Итриумот е елемент од ретка земја кој е релативно широко распространет во природата, иако не постои во чиста елементарна форма.
1. Појава во Земјината кора: Изобилството на итриум во Земјината кора е релативно ниско, со просечна концентрација од околу 33 mg/kg. Ова го прави итриумот еден од ретките елементи.
Итриумот главно постои во форма на минерали, обично заедно со други ретки земјени елементи. Некои главни минерали на итриум вклучуваат итриум железо гранат (YIG) и итриум оксалат (Y2(C2O4)3).
2. Географска дистрибуција: депозитите на итриум се распространети низ целиот свет, но некои области може да бидат богати со итриум. Некои главни наоѓалишта на итриум може да се најдат во следните региони: Австралија, Кина, САД, Русија, Канада, Индија, Скандинавија, итн. одделете го итриумот. Ова обично вклучува процеси на лужење со киселина и хемиско раздвојување за да се добие итриум со висока чистота.
Важно е да се напомене дека елементите на ретка земја, како што е итриумот, обично не постојат во форма на чисти елементи, туку се мешаат со други елементи на ретки земји. Затоа, екстракцијата на итриум со поголема чистота бара сложени процеси на хемиска обработка и сепарација. Покрај тоа, понудата наелементи на ретки земјие ограничен, па затоа е важно да се земе предвид нивното управување со ресурсите и одржливоста на животната средина.
Ископување, екстракција и топење на елементот итриум
Итриумот е редок земјен елемент кој обично не постои во форма на чист итриум, туку во форма на итриумска руда. Следното е детален вовед во процесот на рударство и рафинирање на елементот итриум:
1. Ископување на итриумска руда:
Истражување: Прво, геолозите и рударските инженери спроведуваат истражувачка работа за да најдат наоѓалишта што содржат итриум. Ова обично вклучува геолошки студии, геофизички истражувања и анализа на примерокот. Рударство: Откако ќе се најде наоѓалиште што содржи итриум, рудата се ископува. Овие наслаги обично вклучуваат оксидни руди како што се итриум железо гранат (YIG) или итриум оксалат (Y2(C2O4)3). Дробење на рудата: По ископувањето, рудата обично треба да се скрши на помали парчиња за последователна обработка.
2. Екстракција на итриум:Хемиско лужење: дробената руда обично се испраќа во топилница, каде што итриумот се екстрахира преку хемиско лужење. Овој процес обично користи кисел раствор за лужење, како што е сулфурна киселина, за да го раствори итриумот од рудата. Одвојување: Штом итриумот ќе се раствори, тој обично се меша со други ретки земјени елементи и нечистотии. За да се извлече итриум со поголема чистота, потребен е процес на сепарација, обично со помош на екстракција со растворувач, јонска размена или други хемиски методи. Врнежи: Итриумот се одвојува од другите ретки земјени елементи преку соодветни хемиски реакции за да се формираат чисти соединенија на итриум. Сушење и калцинирање: Добиените соединенија на итриум обично треба да се исушат и калцинираат за да се отстрани преостанатата влага и нечистотии за конечно да се добие чист итриум метал или соединенија.
Методи за откривање на итриум
Вообичаените методи за откривање на итриум главно вклучуваат спектроскопија на атомска апсорпција (AAS), индуктивно поврзана масена спектрометрија на плазмата (ICP-MS), спектроскопија на флуоресценција на Х-зраци (XRF), итн.
1. Спектроскопија на атомска апсорпција (ААС):AAS е најчесто користен метод за квантитативна анализа, погоден за одредување на содржината на итриум во растворот. Овој метод се заснова на феноменот на апсорпција кога целниот елемент во примерокот апсорбира светлина со одредена бранова должина. Прво, примерокот се претвора во мерлива форма преку чекори на предтретман како што се согорување на гас и сушење на висока температура. Потоа, светлината што одговара на брановата должина на целниот елемент се пренесува во примерокот, се мери интензитетот на светлина што го апсорбира примерокот и содржината на итриум во примерокот се пресметува со споредување со стандарден раствор на итриум со позната концентрација.
2. Индуктивно поврзана плазма масена спектрометрија (ICP-MS):ICP-MS е високо чувствителна аналитичка техника погодна за одредување на содржината на итриум во течни и цврсти примероци. Овој метод го претвора примерокот во наелектризирани честички, а потоа користи масен спектрометар за анализа на масата. ICP-MS има широк опсег на откривање и висока резолуција и може да ја одреди содржината на повеќе елементи во исто време. За откривање на итриум, ICP-MS може да обезбеди многу ниски граници за откривање и висока точност.
3. Рендгенска флуоресцентна спектрометрија (XRF):XRF е недеструктивна аналитичка метода погодна за определување на содржината на итриум во цврсти и течни примероци. Овој метод ја одредува содржината на елементот со зрачење на површината на примерокот со рендгенски зраци и мерење на карактеристичниот врвен интензитет на спектарот на флуоресценција во примерокот. XRF ги има предностите на брзата брзина, едноставното ракување и способноста за одредување повеќе елементи во исто време. Сепак, XRF може да се попречи во анализата на итриум со ниска содржина, што резултира со големи грешки.
4. Индуктивно поврзана плазма оптичка емисиона спектрометрија (ICP-OES):Индуктивно поврзана плазма оптичка емисиона спектрометрија е високо чувствителен и селективен аналитички метод кој широко се користи во анализата со повеќе елементи. Го атомизира примерокот и формира плазма за мерење на специфичната бранова должина и интензитет of итриумемисија во спектрометарот. Покрај горенаведените методи, постојат и други најчесто користени методи за детекција на итриум, вклучувајќи електрохемиски метод, спектрофотометрија итн. Изборот на соодветен метод за откривање зависи од фактори како што се својствата на примерокот, потребниот опсег на мерење и точноста на детекција и стандардите за калибрација често се потребни за контрола на квалитетот за да се обезбеди точност и веродостојност на резултатите од мерењето.
Специфична примена на методот на атомска апсорпција на итриум
Во мерењето на елементите, индуктивно поврзаната плазма масена спектрометрија (ICP-MS) е високо чувствителна техника за анализа со повеќе елементи, која често се користи за одредување на концентрацијата на елементите, вклучувајќи го и итриумот. Следното е детален процес за тестирање на итриум во ICP-MS:
1. Подготовка на примерок:
Примерокот обично треба да се раствори или дисперзира во течна форма за ICP-MS анализа. Ова може да се направи со хемиско растворање, загревање или други соодветни методи на подготовка.
Подготовката на примерокот бара исклучително чисти услови за да се спречи контаминација од какви било надворешни елементи. Лабораторијата треба да ги преземе неопходните мерки за да се избегне контаминација на примерокот.
2. Генерирање ICP:
ICP се генерира со воведување на аргон или мешан гас аргон-кислород во затворен кварцен плазма факел. Индуктивното спојување со висока фреквенција произведува интензивен плазма пламен, што е почетна точка на анализата.
Температурата на плазмата е околу 8000 до 10000 степени Целзиусови, што е доволно висока за да се претворат елементите во примерокот во јонска состојба.
3. Јонизација и сепарација:Откако примерокот ќе влезе во плазмата, елементите во него се јонизираат. Ова значи дека атомите губат еден или повеќе електрони, формирајќи наелектризирани јони. ICP-MS користи масен спектрометар за раздвојување на јоните на различни елементи, обично со однос маса-полнење (m/z). Ова овозможува јоните на различни елементи да се одвојат и последователно да се анализираат.
4. Масовна спектрометрија:Одделените јони влегуваат во масен спектрометар, обично четириполен масен спектрометар или магнетен спектрометар за скенирање. Во масениот спектрометар, јоните на различни елементи се одвојуваат и детектираат според нивниот однос маса-полнење. Ова овозможува да се одреди присуството и концентрацијата на секој елемент. Една од предностите на индуктивно поврзаната масена спектрометрија на плазмата е нејзината висока резолуција, која му овозможува да детектира повеќе елементи истовремено.
5. Обработка на податоци:Податоците генерирани од ICP-MS обично треба да се обработат и анализираат за да се одреди концентрацијата на елементите во примерокот. Ова вклучува споредба на сигналот за откривање со стандардите на познати концентрации и вршење калибрација и корекција.
6. Извештај за резултат:Конечниот резултат е претставен како концентрација или процент на маса на елементот. Овие резултати може да се користат во различни апликации, вклучително и наука за земјата, анализа на животната средина, тестирање на храна, медицински истражувања итн.
ICP-MS е многу точна и чувствителна техника погодна за анализа на повеќе елементи, вклучувајќи го и итриумот. Сепак, тоа бара сложена инструментација и експертиза, па затоа најчесто се изведува во лабораторија или професионален центар за анализа. Во реалната работа, неопходно е да се избере соодветен метод на мерење според специфичните потреби на локацијата. Овие методи се широко користени во анализата и откривањето на итербиумот во лабораториите и индустриите.
По сумирањето на горенаведеното, можеме да заклучиме дека итриумот е многу интересен хемиски елемент со единствени физички и хемиски својства, што е од големо значење во научно-истражувачките и апликативните полиња. Иако постигнавме одреден напредок во нашето разбирање за тоа, сè уште има многу прашања кои бараат дополнително истражување и истражување. Се надевам дека нашиот вовед може да им помогне на читателите подобро да го разберат овој фасцинантен елемент и да инспирира сечија љубов кон науката и интерес за истражување.
За повеќе информации plsконтактирајте со насподолу:
Тел&што:008613524231522
Email:Sales@shxlchem.com
Време на објавување: 28-11-2024 година