Elemento Holmium e métodos de teste comuns

Elemento Hólmio e Métodos Comuns de Detecção
Na tabela periódica dos elementos químicos, existe um elemento chamadohólmio, que é um metal raro. Este elemento é sólido à temperatura ambiente e possui altos pontos de fusão e ebulição. No entanto, esta não é a parte mais atraente do elemento hólmio. Seu verdadeiro charme está no fato de que quando está excitado emite uma linda luz verde. O elemento hólmio neste estado excitado é como uma joia verde brilhante, bela e misteriosa. Os humanos têm uma história cognitiva relativamente curta do elemento hólmio. Em 1879, o químico sueco Per Theodor Klebe descobriu pela primeira vez o elemento hólmio e deu-lhe o nome de sua cidade natal. Enquanto estudava o érbio impuro, ele descobriu independentemente o hólmio, removendoítrioeescândio. Ele chamou a substância marrom de Holmia (o nome latino de Estocolmo) e a substância verde de Thulia. Ele então separou com sucesso o disprósio para separar o hólmio puro. Na tabela periódica dos elementos químicos, o hólmio tem algumas propriedades e usos únicos. O hólmio é um elemento de terra rara com magnetismo muito forte, por isso é frequentemente usado para fazer materiais magnéticos. Ao mesmo tempo, o hólmio também possui um alto índice de refração, o que o torna um material ideal para a fabricação de instrumentos ópticos e fibras ópticas. Além disso, o hólmio também desempenha um papel importante nas áreas de medicina, energia e proteção ambiental. Hoje, vamos entrar neste elemento mágico com uma ampla gama de aplicações – o hólmio. Explore seus mistérios e sinta sua grande contribuição para a sociedade humana.

Campos de aplicação do elemento hólmio

O hólmio é um elemento químico com número atômico 67 e pertence à série dos lantanídeos. A seguir está uma introdução detalhada a alguns campos de aplicação do elemento hólmio:
1. Ímã de hólmio:O hólmio tem boas propriedades magnéticas e é amplamente utilizado como material para fazer ímãs. Especialmente na pesquisa de supercondutividade em alta temperatura, os ímãs de hólmio são frequentemente usados ​​como materiais para supercondutores para aumentar o campo magnético dos supercondutores.
2. Vidro de hólmio:O hólmio pode conferir propriedades ópticas especiais ao vidro e é usado para fazer lasers de vidro de hólmio. Os lasers de hólmio são amplamente utilizados na medicina e na indústria e podem ser usados ​​para tratar doenças oculares, cortar metais e outros materiais, etc.
3. Indústria de energia nuclear:O isótopo hólmio-165 do hólmio tem uma alta seção transversal de captura de nêutrons e é usado para controlar o fluxo de nêutrons e a distribuição de energia de reatores nucleares.
4. Dispositivos ópticos: O hólmio também tem algumas aplicações em dispositivos ópticos, como guias de ondas ópticas, fotodetectores, moduladores, etc. em comunicações de fibra óptica.
5. Materiais fluorescentes:Os compostos de hólmio podem ser usados ​​como materiais fluorescentes para fabricar lâmpadas fluorescentes, telas fluorescentes e indicadores fluorescentes.6. Ligas metálicas:O hólmio pode ser adicionado a outros metais para fazer ligas para melhorar a estabilidade térmica, a resistência à corrosão e o desempenho de soldagem dos metais. É frequentemente usado para fabricar motores de aeronaves, motores de automóveis e equipamentos químicos. O hólmio tem aplicações importantes em ímãs, lasers de vidro, indústria de energia nuclear, dispositivos ópticos, materiais fluorescentes e ligas metálicas.

Propriedades físicas do elemento hólmio

1. Estrutura atômica: A estrutura atômica do hólmio é composta por 67 elétrons. Em sua configuração eletrônica, existem 2 elétrons na primeira camada, 8 elétrons na segunda camada, 18 elétrons na terceira camada e 29 elétrons na quarta camada. Portanto, existem 2 pares solitários de elétrons na camada mais externa.
2. Densidade e dureza: A densidade do hólmio é de 8,78 g/cm3, que é uma densidade relativamente alta. Sua dureza é de cerca de 5,4 Mohs.
3. Ponto de fusão e ponto de ebulição: O ponto de fusão do hólmio é de cerca de 1.474 graus Celsius e o ponto de ebulição é de cerca de 2.695 graus Celsius.
4. Magnetismo: O hólmio é um metal com bom magnetismo. Apresenta ferromagnetismo em baixas temperaturas, mas perde gradativamente seu magnetismo em altas temperaturas. O magnetismo do hólmio o torna importante em aplicações magnéticas e em pesquisas de supercondutividade em alta temperatura.
5. Características espectrais: O hólmio mostra linhas óbvias de absorção e emissão no espectro visível. Suas linhas de emissão estão localizadas principalmente nas faixas espectrais verde e vermelha, resultando em compostos de hólmio geralmente com cores verdes ou vermelhas.
6. Condutividade térmica: O hólmio tem uma condutividade térmica relativamente alta de cerca de 16,2 W/m·Kelvin. Isto torna o hólmio valioso em algumas aplicações que requerem excelente condutividade térmica. O hólmio é um metal com alta densidade, dureza e magnetismo. Desempenha um papel importante em ímãs, supercondutores de alta temperatura, espectroscopia e condutividade térmica.

Propriedades químicas do hólmio

1. Reatividade: O hólmio é um metal relativamente estável que reage lentamente com a maioria dos elementos não metálicos e ácidos. Não reage com o ar e a água à temperatura ambiente, mas quando aquecido a altas temperaturas, reage com o oxigênio do ar para formar óxido de hólmio.
2. Solubilidade: O hólmio tem boa solubilidade em soluções ácidas e pode reagir com ácido sulfúrico concentrado, ácido nítrico e ácido clorídrico para produzir sais de hólmio correspondentes.
3. Estado de oxidação: O estado de oxidação do hólmio é geralmente +3. Pode formar uma variedade de compostos, como óxidos (Ho2O3), cloretos (HoCl3), sulfatos (Ho2(SO4)3), etc. Além disso, o hólmio também pode apresentar estados de oxidação como +2, +4 e +5, mas esses estados de oxidação são menos comuns.
4. Complexos: O hólmio pode formar uma variedade de complexos, sendo os mais comuns os complexos centrados nos íons hólmio (III). Esses complexos desempenham um papel importante em análises químicas, catalisadores e pesquisas bioquímicas.
5. Reatividade: O hólmio geralmente exibe uma reatividade relativamente moderada em reações químicas. Pode participar de muitos tipos de reações químicas, como reações de oxidação-redução, reações de coordenação e reações complexas. O hólmio é um metal relativamente estável e suas propriedades químicas refletem-se principalmente na reatividade relativamente baixa, boa solubilidade, vários estados de oxidação e formação de vários complexos. Essas características tornam o hólmio amplamente utilizado em reações químicas, química de coordenação e pesquisas bioquímicas.

Propriedades biológicas do hólmio

As propriedades biológicas do hólmio foram relativamente pouco estudadas e as informações que conhecemos até agora são limitadas. A seguir estão algumas das propriedades do hólmio nos organismos:
1. Biodisponibilidade: O hólmio é relativamente raro na natureza, portanto seu conteúdo nos organismos é muito baixo. O hólmio apresenta baixa biodisponibilidade, ou seja, a capacidade do organismo de ingerir e absorver hólmio é limitada, sendo esse um dos motivos pelos quais as funções e efeitos do hólmio no corpo humano não são totalmente compreendidos.
2. Função fisiológica: Embora o conhecimento das funções fisiológicas do hólmio seja limitado, estudos demonstraram que o hólmio pode estar envolvido em alguns processos bioquímicos importantes no corpo humano. Estudos científicos demonstraram que o hólmio pode estar relacionado com a saúde óssea e muscular, mas o mecanismo específico ainda não está claro.
3. Toxicidade: Devido à sua baixa biodisponibilidade, o hólmio apresenta toxicidade relativamente baixa para o corpo humano. Em estudos de laboratório com animais, a exposição a altas concentrações de compostos de hólmio pode causar alguns danos ao fígado e aos rins, mas a investigação actual sobre a toxicidade aguda e crónica do hólmio é relativamente limitada. As propriedades biológicas do hólmio nos organismos vivos ainda não são totalmente compreendidas. A pesquisa atual concentra-se em suas possíveis funções fisiológicas e efeitos tóxicos nos organismos vivos. Com o avanço contínuo da ciência e da tecnologia, a investigação sobre as propriedades biológicas do hólmio continuará a aprofundar-se.

Distribuição natural de hólmio

A distribuição do hólmio na natureza é muito rara, sendo um dos elementos com baixíssimo teor na crosta terrestre. A seguir está a distribuição do hólmio na natureza:
1. Distribuição na crosta terrestre: O conteúdo de hólmio na crosta terrestre é de cerca de 1,3 ppm (partes por milhão), que é um elemento relativamente raro na crosta terrestre. Apesar do seu baixo teor, o hólmio pode ser encontrado em algumas rochas e minérios, como minérios contendo elementos de terras raras.
2. Presença em minerais: O hólmio existe principalmente em minérios na forma de óxidos, como o óxido de hólmio (Ho2O3). Ho2O3 é umóxido de terras rarasminério que contém uma alta concentração de hólmio.
3. Composição na natureza: O hólmio geralmente coexiste com outros elementos de terras raras e uma parte dos elementos lantanídeos. Pode existir na natureza na forma de óxidos, sulfatos, carbonatos, etc.
4. Localização geográfica de distribuição: A distribuição do hólmio é relativamente uniforme em todo o mundo, mas a sua produção é muito limitada. Alguns países possuem certos recursos de minério de hólmio, como China, Austrália, Brasil, etc. O hólmio é relativamente raro na natureza e existe principalmente na forma de óxidos em minérios. Embora o conteúdo seja baixo, coexiste com outros elementos de terras raras e pode ser encontrado em alguns ambientes geológicos específicos. Devido à sua raridade e restrições de distribuição, a mineração e utilização do hólmio são relativamente difíceis.

Extração e fundição do elemento hólmio
O hólmio é um elemento de terras raras e seu processo de mineração e extração é semelhante ao de outros elementos de terras raras. A seguir está uma introdução detalhada ao processo de mineração e extração do elemento hólmio:
1. Procurando minério de hólmio: O hólmio pode ser encontrado em minérios de terras raras, e os minérios de hólmio comuns incluem minérios de óxido e minérios de carbonato. Esses minérios podem existir em depósitos minerais subterrâneos ou a céu aberto.
2. Trituração e moagem de minério: Após a mineração, o minério de hólmio precisa ser triturado e moído em partículas menores e posteriormente refinado.
3. Flotação: Separação do minério de hólmio de outras impurezas pelo método de flotação. No processo de flotação, diluente e agente de espuma são frequentemente usados ​​para fazer o minério de hólmio flutuar na superfície do líquido e, em seguida, conduzir o tratamento físico e químico.
4. Hidratação: Após a flotação, o minério de hólmio passará por tratamento de hidratação para transformá-lo em sais de hólmio. O tratamento de hidratação geralmente envolve a reação do minério com uma solução ácida diluída para formar uma solução salina de ácido hólmio.
5. Precipitação e filtração: Ao ajustar as condições de reação, o hólmio na solução salina de ácido hólmio é precipitado. Em seguida, filtre o precipitado para separar o precipitado de hólmio puro.
6. Calcinação: Os precipitados de hólmio precisam passar por tratamento de calcinação. Este processo envolve aquecer o precipitado de hólmio a uma alta temperatura para transformá-lo em óxido de hólmio.
7. Redução: O óxido de hólmio passa por tratamento de redução para se transformar em hólmio metálico. Geralmente, agentes redutores (como o hidrogênio) são usados ​​para redução sob condições de alta temperatura. 8. Refino: O hólmio metálico reduzido pode conter outras impurezas e precisa ser refinado e purificado. Os métodos de refino incluem extração com solvente, eletrólise e redução química. Após as etapas acima, alta purezametal hólmiopode ser obtido. Esses metais hólmio podem ser usados ​​para a preparação de ligas, materiais magnéticos, indústria de energia nuclear e dispositivos a laser. Vale ressaltar que o processo de mineração e extração de elementos de terras raras é relativamente complexo e requer tecnologia e equipamentos avançados para alcançar uma produção eficiente e de baixo custo.

Métodos de detecção do elemento hólmio
1. Espectrometria de absorção atômica (AAS): A espectrometria de absorção atômica é um método de análise quantitativa comumente usado que utiliza espectros de absorção de comprimentos de onda específicos para determinar a concentração de hólmio em uma amostra. Ele atomiza a amostra a ser testada em uma chama e depois mede a intensidade de absorção do hólmio na amostra por meio de um espectrômetro. Este método é adequado para a detecção de hólmio em concentrações mais elevadas.
2. Espectrometria de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado (ICP-OES): A espectrometria de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado é um método analítico altamente sensível e seletivo que é amplamente utilizado na análise de múltiplos elementos. Ele atomiza a amostra e forma um plasma para medir o comprimento de onda específico e a intensidade da emissão de hólmio em um espectrômetro.
3. Espectrometria de massa com plasma indutivamente acoplado (ICP-MS): A espectrometria de massa com plasma indutivamente acoplado é um método analítico altamente sensível e de alta resolução que pode ser usado para determinação de razão isotópica e análise de oligoelementos. Ele atomiza a amostra e forma um plasma para medir a relação massa-carga do hólmio em um espectrômetro de massa.
4. Espectrometria de fluorescência de raios X (XRF): A espectrometria de fluorescência de raios X utiliza o espectro de fluorescência produzido pela amostra após ser excitada por raios X para analisar o conteúdo dos elementos. Ele pode determinar de forma rápida e não destrutiva o conteúdo de hólmio na amostra. Esses métodos são amplamente utilizados em laboratórios e áreas industriais para análise quantitativa e controle de qualidade do hólmio. A seleção do método apropriado depende de fatores como tipo de amostra, limite de detecção necessário e precisão de detecção.

Aplicação específica do método de absorção atômica de hólmio
Na medição de elementos, o método de absorção atômica tem alta precisão e sensibilidade e fornece um meio eficaz para estudar as propriedades químicas, a composição dos compostos e o conteúdo dos elementos. Em seguida, usamos o método de absorção atômica para medir o conteúdo de hólmio. As etapas específicas são as seguintes: Prepare a amostra a ser medida. Prepare a amostra a ser medida em uma solução, que geralmente precisa ser digerida com ácido misto para medição posterior. Selecione um espectrômetro de absorção atômica adequado. De acordo com as propriedades da amostra a ser medida e a faixa de teor de hólmio a ser medida, selecione um espectrômetro de absorção atômica adequado. Ajuste os parâmetros do espectrômetro de absorção atômica. De acordo com o elemento a ser medido e o modelo do instrumento, ajuste os parâmetros do espectrômetro de absorção atômica, incluindo fonte de luz, atomizador, detector, etc. Coloque a amostra a ser medida no atomizador e emita radiação luminosa de comprimento de onda específico através da fonte de luz. O elemento hólmio a ser medido absorverá essas radiações luminosas e produzirá transições de nível de energia. Meça a absorvância do hólmio através do detector. Calcule o conteúdo de hólmio. De acordo com a absorbância e a curva padrão, o teor de hólmio é calculado. A seguir estão os parâmetros específicos usados ​​por um instrumento para medir o hólmio.

Padrão de hólmio (Ho): óxido de hólmio (grau analítico).
Método: Pesar com precisão 1,1455g Ho2O3, dissolver em 20mL de ácido clorídrico 5Mole, diluir para 1L com água, a concentração de Ho nesta solução é 1000μg/mL. Armazenar em frasco de polietileno ao abrigo da luz.
Tipo de chama: óxido nitroso-acetileno, chama rica
Parâmetros de análise: Comprimento de onda (nm) 410,4 Largura de banda espectral (nm) 0,2
Coeficiente de filtro 0,6 Corrente recomendada da lâmpada (mA) 6
Alta tensão negativa (v) 384,5
Altura da cabeça de combustão (mm) 12
Tempo de integração (S) 3
Pressão e fluxo de ar (MP, mL/min) 0,25, 5000
Pressão e fluxo de óxido nitroso (MP, mL/min) 0,22, 5000
Pressão e fluxo de acetileno (MP, mL/min) 0,1, 4500
Coeficiente de correlação linear 0,9980
Concentração característica (μg/mL) 0,841
Método de cálculo Método contínuo Acidez da solução 0,5%
Tabela medida de HCl:

Curva de calibração:

Interferência: O hólmio é parcialmente ionizado na chama de óxido nitroso-acetileno. Adicionar nitrato de potássio ou cloreto de potássio a uma concentração final de potássio de 2.000 μg/mL pode inibir a ionização do hólmio. No trabalho real, é necessário selecionar um método de medição adequado de acordo com as necessidades específicas do local. Esses métodos são amplamente utilizados na análise e detecção de cádmio em laboratórios e indústrias.

O hólmio demonstrou grande potencial em muitos campos com suas propriedades únicas e ampla gama de utilizações. Ao compreender a história, o processo de descoberta,importância e aplicação do hólmio, podemos compreender melhor a importância e o valor deste elemento mágico. Esperemos que o hólmio traga mais surpresas e avanços para a sociedade humana no futuro e faça maiores contribuições para a promoção do progresso científico e tecnológico e do desenvolvimento sustentável.

Para mais informações ou perguntas Holmium bem-vindo aoContate-nos

Whats&tel:008613524231522

Email:sales@shxlchem.com