Elemen holmium dan kaedah pengesanan biasa
Dalam jadual berkala unsur kimia, terdapat elemen yang dipanggilHolmium, yang merupakan logam yang jarang berlaku. Unsur ini pepejal pada suhu bilik dan mempunyai titik lebur yang tinggi dan titik mendidih. Walau bagaimanapun, ini bukan bahagian yang paling menarik dari elemen holmium. Pesona sebenar terletak pada hakikat bahawa apabila ia teruja, ia memancarkan cahaya hijau yang indah. Unsur holmium dalam keadaan teruja ini seperti permata hijau yang berkedip, cantik dan misteri. Manusia mempunyai sejarah kognitif yang agak pendek dari elemen holmium. Pada tahun 1879, ahli kimia Sweden per Theodor Klebe pertama kali menemui elemen holmium dan menamakannya selepas kampung halamannya. Semasa mengkaji Erbium yang tidak suci, dia secara bebas menemui holmium dengan mengeluarkanyttriumdanScandium. Dia menamakan bahan coklat Holmia (nama Latin untuk Stockholm) dan bahan hijau Thulia. Dia kemudian berjaya memisahkan disprosium untuk memisahkan holmium tulen. Dalam jadual berkala unsur -unsur kimia, Holmium mempunyai beberapa sifat dan kegunaan yang sangat unik. Holmium adalah elemen nadir bumi dengan magnet yang sangat kuat, jadi ia sering digunakan untuk membuat bahan magnet. Pada masa yang sama, Holmium juga mempunyai indeks biasan yang tinggi, menjadikannya bahan yang ideal untuk membuat instrumen optik dan serat optik. Di samping itu, Holmium juga memainkan peranan penting dalam bidang perubatan, tenaga, dan perlindungan alam sekitar. Hari ini, marilah kita masuk ke unsur ajaib ini dengan pelbagai aplikasi - Holmium. Terokai misterinya dan merasakan sumbangan besarnya kepada masyarakat manusia.
Bidang aplikasi elemen holmium
Holmium adalah elemen kimia dengan nombor atom 67 dan tergolong dalam siri lanthanide. Berikut adalah pengenalan terperinci kepada beberapa bidang aplikasi elemen holmium:
1. Magnet Holmium:Holmium mempunyai sifat magnet yang baik dan digunakan secara meluas sebagai bahan untuk membuat magnet. Terutama dalam penyelidikan superkonduktiviti suhu tinggi, magnet holmium sering digunakan sebagai bahan untuk superkonduktor untuk meningkatkan medan magnet superkonduktor.
2. Holmium Glass:Holmium boleh memberikan sifat optik khas kaca dan digunakan untuk membuat laser kaca holmium. Laser Holmium digunakan secara meluas dalam perubatan dan industri, dan boleh digunakan untuk merawat penyakit mata, memotong logam dan bahan lain, dll.
3. Industri Tenaga Nuklear:Isotop Holmium Holmium-165 mempunyai seksyen silang neutron yang tinggi dan digunakan untuk mengawal fluks neutron dan pengagihan kuasa reaktor nuklear.
4. Peranti optik: Holmium juga mempunyai beberapa aplikasi dalam peranti optik, seperti gelombang optik, photodetectors, modulator, dan lain -lain dalam komunikasi serat optik.
5. Bahan pendarfluor:Sebatian holmium boleh digunakan sebagai bahan pendarfluor untuk mengeluarkan lampu pendarfluor, skrin paparan pendarfluor dan penunjuk pendarfluor.6. Aloi logam:Holmium boleh ditambah kepada logam lain untuk membuat aloi untuk meningkatkan kestabilan haba, rintangan kakisan dan prestasi kimpalan logam. Ia sering digunakan untuk mengeluarkan enjin pesawat, enjin kereta dan peralatan kimia. Holmium mempunyai aplikasi penting dalam magnet, laser kaca, industri tenaga nuklear, peranti optik, bahan pendarfluor dan aloi logam.
Sifat fizikal elemen holmium
1. Struktur atom: Struktur atom holmium terdiri daripada 67 elektron. Dalam konfigurasi elektroniknya, terdapat 2 elektron di lapisan pertama, 8 elektron di lapisan kedua, 18 elektron di lapisan ketiga, dan 29 elektron di lapisan keempat. Oleh itu, terdapat 2 pasang elektron tunggal dalam lapisan paling luar.
2. Ketumpatan dan Kekerasan: Ketumpatan holmium adalah 8.78 g/cm3, yang merupakan ketumpatan yang agak tinggi. Kekerasannya adalah kira -kira 5.4 kekerasan Mohs.
3. Titik lebur dan titik didih: Titik lebur Holmium adalah kira -kira 1474 darjah Celsius dan titik mendidih adalah kira -kira 2695 darjah Celsius.
4. Magnetisme: Holmium adalah logam dengan magnet yang baik. Ia menunjukkan ferromagnetisme pada suhu rendah, tetapi secara beransur -ansur kehilangan magnetnya pada suhu tinggi. Magnetisme Holmium menjadikannya penting dalam aplikasi magnet dan dalam penyelidikan superkonduktiviti suhu tinggi.
5. Ciri -ciri Spektrum: Holmium menunjukkan penyerapan dan garis pelepasan yang jelas dalam spektrum yang kelihatan. Garis pelepasannya terletak terutamanya di julat spektrum hijau dan merah, mengakibatkan sebatian holmium biasanya mempunyai warna hijau atau merah.
6. Kekonduksian terma: Holmium mempunyai kekonduksian terma yang agak tinggi kira -kira 16.2 w/m · Kelvin. Ini menjadikan Holmium berharga dalam beberapa aplikasi yang memerlukan kekonduksian terma yang sangat baik. Holmium adalah logam dengan ketumpatan tinggi, kekerasan dan magnet. Ia memainkan peranan penting dalam magnet, superkonduktor suhu tinggi, spektroskopi dan kekonduksian terma.
Sifat Kimia Holmium
1. Reaktiviti: Holmium adalah logam yang agak stabil yang bertindak perlahan dengan kebanyakan unsur dan asid bukan logam. Ia tidak bertindak balas dengan udara dan air pada suhu bilik, tetapi apabila dipanaskan hingga suhu tinggi, ia bertindak balas dengan oksigen di udara untuk membentuk holmium oksida.
2. Kelarutan: Holmium mempunyai keterlarutan yang baik dalam penyelesaian berasid dan boleh bertindak balas dengan asid sulfurik pekat, asid nitrik dan asid hidroklorik untuk menghasilkan garam holmium yang sepadan.
3. Keadaan pengoksidaan: Keadaan pengoksidaan holmium biasanya +3. Ia boleh membentuk pelbagai sebatian, seperti oksida (HO2O3), klorida (HOCl3), sulfat (HO2 (SO4) 3), dan sebagainya. Selain itu, holmium juga boleh membentangkan keadaan pengoksidaan seperti +2, +4 dan +5, tetapi keadaan pengoksidaan ini kurang biasa.
4. Kompleks: Holmium boleh membentuk pelbagai kompleks, yang paling biasa adalah kompleks yang berpusat pada ion holmium (III). Kompleks ini memainkan peranan penting dalam analisis kimia, pemangkin dan penyelidikan biokimia.
5. Reaktiviti: Holmium biasanya mempamerkan kereaktifan yang agak ringan dalam tindak balas kimia. Ia boleh mengambil bahagian dalam pelbagai jenis tindak balas kimia seperti tindak balas pengurangan pengoksidaan, tindak balas koordinasi, dan reaksi kompleks. Holmium adalah logam yang agak stabil, dan sifat kimianya terutamanya ditunjukkan dalam kereaktifan yang agak rendah, kelarutan yang baik, pelbagai keadaan pengoksidaan, dan pembentukan pelbagai kompleks. Ciri -ciri ini menjadikan holmium digunakan secara meluas dalam tindak balas kimia, kimia koordinasi, dan penyelidikan biokimia.
Sifat Biologi Holmium
Ciri -ciri biologi Holmium telah agak sedikit dikaji, dan maklumat yang kita tahu setakat ini adalah terhad. Berikut adalah beberapa sifat holmium dalam organisma:
1. Bioavailabiliti: Holmium agak jarang berlaku, jadi kandungannya dalam organisma sangat rendah. Holmium mempunyai bioavailabiliti yang lemah, iaitu keupayaan organisma untuk menelan dan menyerap Holmium adalah terhad, yang merupakan salah satu sebab mengapa fungsi dan kesan Holmium dalam tubuh manusia tidak difahami sepenuhnya.
2. Fungsi fisiologi: Walaupun terdapat pengetahuan terhad mengenai fungsi fisiologi holmium, kajian telah menunjukkan bahawa holmium mungkin terlibat dalam beberapa proses biokimia penting dalam tubuh manusia. Kajian saintifik telah menunjukkan bahawa holmium mungkin berkaitan dengan kesihatan tulang dan otot, tetapi mekanisme khusus masih belum jelas.
3. Ketoksikan: Oleh kerana bioavailabiliti yang rendah, holmium mempunyai ketoksikan yang agak rendah kepada tubuh manusia. Dalam kajian haiwan makmal, pendedahan kepada kepekatan tinggi sebatian holmium boleh menyebabkan beberapa kerosakan pada hati dan buah pinggang, tetapi penyelidikan semasa mengenai ketoksikan akut dan kronik holmium agak terhad. Ciri -ciri biologi holmium dalam organisma hidup belum difahami sepenuhnya. Penyelidikan semasa memberi tumpuan kepada kemungkinan fungsi fisiologi dan kesan toksik terhadap organisma hidup. Dengan kemajuan sains dan teknologi yang berterusan, penyelidikan mengenai sifat biologi Holmium akan terus mendalam.
Pengagihan semula jadi holmium
Pengagihan holmium adalah sangat jarang berlaku, dan ia adalah salah satu unsur dengan kandungan yang sangat rendah di kerak bumi. Berikut adalah pengedaran holmium:
1. Pengedaran di kerak bumi: Kandungan Holmium di kerak bumi adalah kira -kira 1.3ppm (bahagian per juta), yang merupakan unsur yang jarang berlaku di kerak bumi. Walaupun kandungannya yang rendah, holmium boleh didapati di beberapa batu dan bijih, seperti bijih yang mengandungi unsur -unsur nadir bumi.
2. Kehadiran dalam mineral: Holmium terutamanya wujud dalam bijih dalam bentuk oksida, seperti holmium oksida (HO2O3). HO2O3 adalah aRare Earth Oxidebijih yang mengandungi kepekatan holmium yang tinggi.
3. Komposisi dalam Alam: Holmium biasanya wujud bersama dengan unsur -unsur nadir bumi yang lain dan sebahagian daripada unsur -unsur lanthanide. Ia boleh wujud dalam bentuk oksida, sulfat, karbonat, dll.
4. Lokasi Geografi Pengedaran: Pengagihan Holmium agak seragam di seluruh dunia, tetapi pengeluarannya sangat terhad. Sesetengah negara mempunyai sumber holmium bijih tertentu, seperti China, Australia, Brazil, dan lain -lain. Holmium agak jarang berlaku dan terutamanya wujud dalam bentuk oksida di bijih. Walaupun kandungannya rendah, ia wujud bersama dengan unsur -unsur nadir bumi yang lain dan boleh didapati dalam beberapa persekitaran geologi tertentu. Oleh kerana sekatan jarang dan pengedarannya, perlombongan dan penggunaan holmium agak sukar.
Pengekstrakan dan peleburan elemen holmium
Holmium adalah elemen nadir bumi, dan proses perlombongan dan pengekstrakannya sama dengan unsur -unsur nadir bumi yang lain. Berikut adalah pengenalan terperinci kepada proses perlombongan dan pengekstrakan elemen holmium:
1. Mencari Holmium Ore: Holmium boleh didapati di bijih nadir bumi, dan bijih holmium biasa termasuk bijih oksida dan bijih karbonat. Biji-bijian ini mungkin wujud di deposit mineral bawah tanah atau terbuka.
2. Menghancurkan dan mengisar bijih: Selepas perlombongan, bijih holmium perlu dihancurkan dan menjadi zarah yang lebih kecil dan ditapis selanjutnya.
3. Pengapungan: Pemisahan bijih holmium dari kekotoran lain dengan kaedah pengapungan. Dalam proses pengapungan, agen pencair dan buih sering digunakan untuk membuat holmium bijih terapung di permukaan cecair, dan kemudian menjalankan rawatan fizikal dan kimia.
4. Penghidratan: Selepas pengapungan, bijih holmium akan menjalani rawatan penghidratan untuk menjadikannya garam holmium. Rawatan penghidratan biasanya melibatkan reaksi bijih dengan larutan asid cair untuk membentuk larutan garam asid holmium.
5. Pemendakan dan penapisan: Dengan menyesuaikan keadaan tindak balas, holmium dalam larutan garam asid holmium dicetuskan. Kemudian, tapis mendakan untuk memisahkan endapan holmium tulen.
6. Kalkinasi: Holmium precipitates perlu menjalani rawatan kalsinasi. Proses ini melibatkan pemanasan holmium mendakan ke suhu tinggi untuk mengubahnya menjadi holmium oksida.
7. Pengurangan: Holmium oksida menjalani rawatan pengurangan untuk berubah menjadi holmium logam. Biasanya, pengurangan ejen (seperti hidrogen) digunakan untuk pengurangan di bawah keadaan suhu tinggi. 8. Penapisan: Holmium logam yang dikurangkan mungkin mengandungi kekotoran lain dan perlu disempurnakan dan disucikan. Kaedah penapisan termasuk pengekstrakan pelarut, elektrolisis, dan pengurangan kimia. Selepas langkah-langkah di atas, kemarahan tinggiHolmium Metalboleh diperolehi. Logam holmium ini boleh digunakan untuk penyediaan aloi, bahan magnet, industri tenaga nuklear, dan peranti laser. Perlu diingat bahawa proses perlombongan dan pengekstrakan unsur-unsur nadir bumi agak kompleks dan memerlukan teknologi dan peralatan canggih untuk mencapai pengeluaran yang cekap dan murah.
Kaedah pengesanan elemen holmium
1. Spektrometri penyerapan atom (AAS): Spektrometri penyerapan atom adalah kaedah analisis kuantitatif yang biasa digunakan yang menggunakan spektrum penyerapan panjang gelombang tertentu untuk menentukan kepekatan holmium dalam sampel. Ia mengukuhkan sampel untuk diuji dalam api, dan kemudian mengukur intensiti penyerapan holmium dalam sampel melalui spektrometer. Kaedah ini sesuai untuk pengesanan holmium pada kepekatan yang lebih tinggi.
2. Spektrometri pelepasan optik plasma secara induktif (ICP-OES): spektrometri pelepasan optik plasma secara induktif adalah kaedah analisis yang sangat sensitif dan selektif yang digunakan secara meluas dalam analisis pelbagai elemen. Ia mengukuhkan sampel dan membentuk plasma untuk mengukur panjang gelombang dan intensiti pelepasan holmium tertentu dalam spektrometer.
3. Spektrometri massa plasma yang ditambah secara induktif (ICP-MS): spektrometri massa plasma yang ditambah secara induktif adalah kaedah analisis resolusi yang sangat sensitif dan tinggi yang boleh digunakan untuk penentuan nisbah isotop dan analisis elemen jejak. Ia mengukuhkan sampel dan membentuk plasma untuk mengukur nisbah massa-untuk-caj holmium dalam spektrometer massa.
4. Spektrometri pendarfluor sinar-X (XRF): Spektrometri pendarfluor sinar-X menggunakan spektrum pendarfluor yang dihasilkan oleh sampel selepas teruja oleh X-ray untuk menganalisis kandungan elemen. Ia boleh dengan cepat dan tidak merosakkan menentukan kandungan holmium dalam sampel. Kaedah ini digunakan secara meluas dalam makmal dan bidang perindustrian untuk analisis kuantitatif dan kawalan kualiti holmium. Pemilihan kaedah yang sesuai bergantung kepada faktor -faktor seperti jenis sampel, had pengesanan yang diperlukan dan ketepatan pengesanan.
Penggunaan khusus kaedah penyerapan atom holmium
Dalam pengukuran elemen, kaedah penyerapan atom mempunyai ketepatan dan kepekaan yang tinggi, dan menyediakan cara yang berkesan untuk mengkaji sifat kimia, komposisi kompaun dan kandungan elemen. Next, kami menggunakan kaedah penyerapan atom untuk mengukur kandungan holmium. Langkah -langkah khusus adalah seperti berikut: Sediakan sampel untuk diukur. Sediakan sampel untuk diukur ke dalam larutan, yang umumnya perlu dicerna dengan asid campuran untuk pengukuran berikutnya. Pilih spektrometer penyerapan atom yang sesuai. Menurut sifat sampel yang akan diukur dan julat kandungan holmium diukur, pilih spektrometer penyerapan atom yang sesuai. Laraskan parameter spektrometer penyerapan atom. Menurut elemen yang akan diukur dan model instrumen, laraskan parameter spektrometer penyerapan atom, termasuk sumber cahaya, pengabut, pengesan, dan lain -lain. Ukur penyerapan holmium. Letakkan sampel untuk diukur dalam pengabut, dan memancarkan radiasi cahaya panjang gelombang tertentu melalui sumber cahaya. Unsur holmium yang akan diukur akan menyerap radiasi cahaya ini dan menghasilkan peralihan tahap tenaga. Ukur penyerapan holmium melalui pengesan. Kirakan kandungan Holmium. Menurut penyerapan dan lengkung standard, kandungan holmium dikira. Berikut adalah parameter khusus yang digunakan oleh instrumen untuk mengukur holmium.
Holmium (HO) Standard: Holmium oksida (gred analisis).
Kaedah: Tepat berat 1.1455g HO2O3, larut dalam 20ml 5mole asid hidroklorik, cairkan ke 1L dengan air, kepekatan HO dalam penyelesaian ini ialah 1000μg/ml. Simpan dalam botol polietilena dari cahaya.
Jenis api: nitrous oksida-asetilena, api kaya
Parameter analisis: panjang gelombang (nm) 410.4 jalur lebar spektrum (nm) 0.2
Pekali penapis 0.6 arus lampu yang disyorkan (MA) 6
Voltan tinggi negatif (v) 384.5
Ketinggian kepala pembakaran (mm) 12
Masa Integrasi 3 3
Tekanan dan aliran udara (MP, ml/min) 0.25, 5000
Tekanan dan aliran oksida nitrous (MP, ml/min) 0.22, 5000
Tekanan dan aliran asetilena (MP, ml/min) 0.1, 4500
Koefisien korelasi linear 0.9980
Kepekatan ciri (μg/ml) 0.841
Kaedah Pengiraan Kaedah Berterusan Penyelesaian Keasidan 0.5%
Jadual diukur HCL:
Lengkung penentukuran:
Gangguan: Holmium sebahagiannya diionisasi dalam api nitrous oksida-asetilena. Menambah kalium nitrat atau kalium klorida ke kepekatan kalium terakhir 2000μg/ml boleh menghalang pengionan holmium. Dalam kerja sebenar, adalah perlu untuk memilih kaedah pengukuran yang sesuai mengikut keperluan khusus laman web ini. Kaedah ini digunakan secara meluas dalam analisis dan pengesanan kadmium dalam makmal dan industri.
Holmium telah menunjukkan potensi yang besar dalam banyak bidang dengan sifat unik dan pelbagai kegunaannya. Dengan memahami sejarah, proses penemuan,Kepentingan dan penerapan Holmium, kita dapat lebih memahami kepentingan dan nilai unsur ajaib ini. Marilah kita menantikan Holmium membawa lebih banyak kejutan dan kejayaan kepada masyarakat manusia pada masa akan datang dan memberi sumbangan yang lebih besar untuk mempromosikan kemajuan saintifik dan teknologi dan pembangunan mampan.
Untuk maklumat lanjut atau pertanyaan holmium selamat datang keHubungi kami
Whats & Tel: 008613524231522
Email:sales@shxlchem.com
Masa Post: Nov-13-2024