Elementul holmium și metodele comune de detectare
În tabelul periodic al elementelor chimice, există un element numitHolmium, care este un metal rar. Acest element este solid la temperatura camerei și are un punct de topire ridicat și un punct de fierbere. Cu toate acestea, aceasta nu este cea mai atractivă parte a elementului Holmium. Farmecul său real constă în faptul că, atunci când este încântat, emite o lumină verde frumoasă. Elementul holmium din această stare excitată este ca o bijuterie verde intermitentă, frumoasă și misterioasă. Oamenii au o istorie cognitivă relativ scurtă a elementului Holmium. În 1879, chimistul suedez pe Theodor Klebe a descoperit pentru prima dată elementul Holmium și l -a numit după orașul natal. În timp ce studia impur erbium, el a descoperit independent Holmium prin eliminareaYttriumşiscandium. El a numit substanța maro Holmia (numele latin pentru Stockholm) și substanța verde Thulia. Apoi a separat cu succes disprosiul pentru a separa holmiul pur. În tabelul periodic al elementelor chimice, Holmium are unele proprietăți și utilizări foarte unice. Holmium este un element de pământ rar, cu magnetism foarte puternic, deci este adesea folosit pentru a face materiale magnetice. În același timp, Holmium are, de asemenea, un indice de refracție ridicat, ceea ce îl face un material ideal pentru realizarea instrumentelor optice și a fibrelor optice. În plus, Holmium joacă, de asemenea, un rol important în domeniile medicinei, energiei și protecției mediului. Astăzi, să intrăm în acest element magic cu o gamă largă de aplicații - Holmium. Explorează -și misterele și simte -i contribuția sa deosebită la societatea umană.
Câmpuri de aplicare ale elementului holmium
Holmium este un element chimic cu un număr atomic de 67 și aparține seriei Lanthanide. Următoarea este o introducere detaliată a unor câmpuri de aplicație ale elementului Holmium:
1. Magnet Holmium:Holmium are proprietăți magnetice bune și este utilizat pe scară largă ca material pentru fabricarea magneților. Mai ales în cercetările de superconductivitate la temperaturi înalte, magneții holmium sunt adesea folosiți ca materiale pentru superconductori pentru a îmbunătăți câmpul magnetic al superconductorilor.
2. Sticlă holmium:Holmium poate oferi din sticlă proprietăți optice speciale și este utilizat pentru a face lasere din sticlă Holmium. Laserele holmium sunt utilizate pe scară largă în medicină și industrie și pot fi utilizate pentru a trata bolile ochilor, a tăia metalele și alte materiale etc.
3. Industria energiei nucleare:Izotopul Holmium Holmium-165 are o secțiune transversală de captare a neutronilor ridicati și este utilizat pentru a controla fluxul de neutroni și distribuția puterii reactoarelor nucleare.
4. Dispozitive optice: Holmium are, de asemenea, unele aplicații în dispozitive optice, cum ar fi ghidurile de undă optice, fotodetectoare, modulatori, etc. în comunicații cu fibre optice.
5. Materiale fluorescente:Compușii holmium pot fi folosiți ca materiale fluorescente pentru fabricarea lămpilor fluorescente, ecrane de afișare fluorescentă și indicatori fluorescenți.6. Aliaje metalice:Holmiul poate fi adăugat la alte metale pentru a face aliaje pentru a îmbunătăți stabilitatea termică, rezistența la coroziune și performanța de sudare a metalelor. Este adesea folosit pentru fabricarea motoarelor de aeronave, a motoarelor auto și a echipamentelor chimice. Holmium are aplicații importante în magneți, lasere de sticlă, industria energiei nucleare, dispozitive optice, materiale fluorescente și aliaje metalice.
Proprietățile fizice ale elementului holmium
1. Structura atomică: Structura atomică a Holmiului este compusă din 67 de electroni. În configurația sa electronică, există 2 electroni în primul strat, 8 electroni în al doilea strat, 18 electroni în al treilea strat și 29 de electroni în al patrulea strat. Prin urmare, în stratul exterior există 2 perechi singule de electroni.
2. Densitate și duritate: densitatea holmiului este de 8,78 g/cm3, ceea ce este o densitate relativ ridicată. Duritatea sa este de aproximativ 5,4 mohs duritate.
3. Punctul de topire și punctul de fierbere: punctul de topire al holmiului este de aproximativ 1474 grade Celsius, iar punctul de fierbere este de aproximativ 2695 grade Celsius.
4. Magnetism: Holmium este un metal cu magnetism bun. Prezintă ferromagnetism la temperaturi scăzute, dar își pierde treptat magnetismul la temperaturi ridicate. Magnetismul holmiului îl face important în aplicațiile de magnet și în cercetarea superconductivității la temperaturi înalte.
5. Caracteristici spectrale: Holmium prezintă linii de absorbție și emisie evidente în spectrul vizibil. Liniile sale de emisie sunt situate în principal în intervalele spectrale verzi și roșii, ceea ce duce la compuși holmium de obicei, care au culori verzi sau roșii.
6. Conductivitate termică: Holmium are o conductivitate termică relativ ridicată de aproximativ 16,2 W/M · Kelvin. Acest lucru face ca Holmium să fie valoros în unele aplicații care necesită o conductivitate termică excelentă. Holmium este un metal cu densitate ridicată, duritate și magnetism. Acesta joacă un rol important în magneți, superconductori de temperatură ridicată, spectroscopie și conductivitate termică.
Proprietățile chimice ale holmiului
1. Reactivitate: Holmium este un metal relativ stabil, care reacționează lent cu majoritatea elementelor și acizilor nemetalici. Nu reacționează cu aer și apă la temperatura camerei, dar atunci când este încălzit la temperaturi ridicate, reacționează cu oxigenul în aer pentru a forma oxid de holmiu.
2. Solubilitate: Holmiul are o solubilitate bună în soluții acide și poate reacționa cu acid sulfuric concentrat, acid azotic și acid clorhidric pentru a produce săruri holmiu corespunzătoare.
3. Starea de oxidare: starea de oxidare a holmiului este de obicei +3. Poate forma o varietate de compuși, cum ar fi oxizi (HO2O3), cloruri (Hocl3), sulfați (HO2 (SO4) 3), etc. În plus, holmiul poate prezenta și stări de oxidare precum +2, +4 și +5, dar aceste stări de oxidare sunt mai puțin frecvente.
4. Complexe: Holmiul poate forma o varietate de complexe, dintre care cele mai frecvente sunt complexe centrate pe ioni holmiu (III). Aceste complexe joacă un rol important în analiza chimică, catalizatorii și cercetarea biochimică.
5. Reactivitate: Holmium prezintă de obicei reactivitate relativ ușoară în reacțiile chimice. Poate participa la multe tipuri de reacții chimice, cum ar fi reacții de reducere a oxidării, reacții de coordonare și reacții complexe. Holmium este un metal relativ stabil, iar proprietățile sale chimice sunt reflectate în principal în reactivitate relativ scăzută, solubilitate bună, diferite stări de oxidare și formarea diferitelor complexe. Aceste caracteristici fac ca holmiul să fie utilizat pe scară largă în reacțiile chimice, chimia de coordonare și cercetarea biochimică.
Proprietățile biologice ale holmiului
Proprietățile biologice ale holmiului au fost relativ puțin studiate, iar informațiile pe care le știm până acum sunt limitate. Următoarele sunt câteva dintre proprietățile holmiului în organisme:
1. Biodisponibilitatea: Holmiul este relativ rar în natură, astfel încât conținutul său în organisme este foarte scăzut. Holmium are o biodisponibilitate slabă, adică capacitatea organismului de a ingera și absorbi holmiul este limitată, acesta fiind unul dintre motivele pentru care funcțiile și efectele holmiului în corpul uman nu sunt pe deplin înțelese.
2. Funcția fiziologică: Deși există o cunoaștere limitată a funcțiilor fiziologice ale Holmiului, studiile au arătat că Holmiul poate fi implicat în unele procese biochimice importante în corpul uman. Studiile științifice au arătat că holmiul poate fi legat de sănătatea oaselor și a mușchilor, dar mecanismul specific este încă neclar.
3. Toxicitate: Datorită biodisponibilității sale scăzute, Holmium are o toxicitate relativ scăzută față de corpul uman. În studiile de laborator la animale, expunerea la concentrații mari de compuși holmiu poate provoca o anumită deteriorare a ficatului și a rinichilor, dar cercetările actuale privind toxicitatea acută și cronică a holmiului sunt relativ limitate. Proprietățile biologice ale Holmium în organismele vii nu sunt încă înțelese pe deplin. Cercetările actuale se concentrează pe posibilele sale funcții fiziologice și efectele toxice asupra organismelor vii. Odată cu avansarea continuă a științei și tehnologiei, cercetările privind proprietățile biologice ale Holmium vor continua să se aprofundeze.
Distribuția naturală a holmiului
Distribuția holmiului în natură este foarte rară și este unul dintre elementele cu un conținut extrem de scăzut în scoarța Pământului. Următoarea este distribuția holmiului în natură:
1. Distribuția în crusta Pământului: Conținutul Holmium în scoarța Pământului este de aproximativ 1,3 ppm (părți pe milion), care este un element relativ rar în crusta Pământului. În ciuda conținutului său scăzut, Holmiul poate fi găsit în unele roci și minereuri, cum ar fi minereuri care conțin elemente rare de pământ.
2. Prezența în minerale: Holmium există în principal în minereuri sub formă de oxizi, cum ar fi oxidul de holmiu (HO2O3) HO2O3 este aOxid rar de pământminereu care conține o concentrație mare de holmiu.
3. Compoziție în natură: Holmium coexistă de obicei cu alte elemente de pământ rare și o parte a elementelor lantanide. Poate exista în natură sub formă de oxizi, sulfați, carbonate etc.
4. Locația geografică a distribuției: Distribuția Holmium este relativ uniformă în întreaga lume, dar producția sa este foarte limitată. Unele țări au anumite resurse de minereu de holmiu, cum ar fi China, Australia, Brazilia, etc. Holmiul are o natură relativ rară și există în principal sub formă de oxizi în minereuri. Deși conținutul este scăzut, coexistă cu alte elemente de pământ rare și poate fi găsit în unele medii geologice specifice. Datorită rarității și restricțiilor sale de distribuție, mineritul și utilizarea holmiului este relativ dificilă.
Extracția și topirea elementului Holmium
Holmium este un element de pământ rar, iar procesul său de exploatare și extracție este similar cu alte elemente rare ale Pământului. Următoarea este o introducere detaliată a procesului de exploatare și extracție a elementului Holmium:
1. Căutarea minereului holmium: Holmium poate fi găsit în minereuri de pământ rare, iar minereurile de holmiu obișnuite includ minereuri de oxid și minereuri de carbonat. Aceste minereuri pot exista în depozite minerale subterane sau deschise.
2. zdrobirea și măcinarea minereului: după minerit, minereul de holmium trebuie să fie zdrobit și măcinate în particule mai mici și rafinate în continuare.
3. Flotarea: separarea minereului holmium de alte impurități prin metoda de flotare. În procesul de flotare, agentul de diluant și spumă sunt adesea folosiți pentru a face minereul de holmiu să plutească pe suprafața lichidului, apoi să efectueze un tratament fizic și chimic.
4. Hidratare: După flotare, minereul de holmium va suferi un tratament de hidratare pentru a -l transforma în săruri de holmiu. Tratamentul de hidratare implică de obicei reacționarea minereului cu soluție de acid diluat pentru a forma o soluție de sare de acid holmiu.
5. Precipitații și filtrare: Prin reglarea condițiilor de reacție, holmiul în soluția de sare de acid holmium este precipitat. Apoi, filtrați precipitatul pentru a separa precipitatul holmium pur.
6. Calcinare: precipitatele de holmiu trebuie să fie supuse unui tratament de calcinare. Acest proces implică încălzirea precipitatului holmium la o temperatură ridicată pentru a -l transforma în oxid de holmiu.
7. Reducere: oxidul de holmiu este supus unui tratament de reducere pentru a se transforma în holmiu metalic. De obicei, agenții de reducere (cum ar fi hidrogenul) sunt folosiți pentru reducerea în condiții de temperatură ridicată. 8. Rafinare: Holmiul metalic redus poate conține alte impurități și trebuie rafinat și purificat. Metodele de rafinare includ extracția solventului, electroliza și reducerea chimică. După pașii de mai sus, puritate ridicatăMetal holmiumpoate fi obținut. Aceste metale holmiu pot fi utilizate pentru prepararea aliajelor, a materialelor magnetice, a industriei energetice nucleare și a dispozitivelor laser. Este demn de remarcat faptul că procesul de exploatare și extracție a elementelor de pământ rare este relativ complexă și necesită tehnologie și echipamente avansate pentru a obține o producție eficientă și cu costuri reduse.
Metode de detectare ale elementului holmium
1.. Spectrometrie de absorbție atomică (AAS): Spectrometria de absorbție atomică este o metodă de analiză cantitativă utilizată frecvent care utilizează spectre de absorbție a lungimilor de undă specifice pentru a determina concentrația de holmiu într -un eșantion. Atomizează eșantionul care va fi testat într -o flacără, apoi măsoară intensitatea de absorbție a holmiului în probă printr -un spectrometru. Această metodă este potrivită pentru detectarea holmiului la concentrații mai mari.
2. Spectrometrie de emisie optică plasmatică cuplată inductiv (ICP-OES): spectrometria de emisie optică plasmatică cuplată inductiv este o metodă analitică extrem de sensibilă și selectivă, care este utilizată pe scară largă în analiza multi-alementului. Atomizează eșantionul și formează o plasmă pentru a măsura lungimea de undă specifică și intensitatea emisiilor de holmiu într -un spectrometru.
3. Spectrometrie de masă plasmatică cuplată inductiv (ICP-MS): spectrometria de masă plasmatică cuplată inductiv este o metodă analitică extrem de sensibilă și de înaltă rezoluție care poate fi utilizată pentru determinarea raportului izotop și analiza elementelor de urmărire. Atomizează eșantionul și formează o plasmă pentru a măsura raportul masă-încărcare a holmiului într-un spectrometru de masă.
4. Spectrometrie de fluorescență cu raze X (XRF): Spectrometria fluorescenței cu raze X folosește spectrul de fluorescență produs de eșantion după ce a fost excitat de raze X pentru a analiza conținutul elementelor. Poate determina rapid și non-distructiv conținutul de holmiu din eșantion. Aceste metode sunt utilizate pe scară largă în laboratoare și câmpuri industriale pentru analiza cantitativă și controlul calității Holmium. Selectarea metodei corespunzătoare depinde de factori precum tipul de eșantion, limita de detectare necesară și precizia detectării.
Aplicarea specifică a metodei de absorbție atomică Holmium
În măsurarea elementelor, metoda de absorbție atomică are o precizie și o sensibilitate ridicată și oferă un mijloc eficient pentru studierea proprietăților chimice, a compoziției compuse și a conținutului elementelor.Next, folosim metoda de absorbție atomică pentru a măsura conținutul de holmiu. Etapele specifice sunt următoarele: Pregătiți eșantionul care trebuie măsurat. Pregătiți proba pentru a fi măsurată într -o soluție, care, în general, trebuie digerată cu acid mixt pentru măsurarea ulterioară. Selectați un spectrometru de absorbție atomică adecvată. Conform proprietăților eșantionului care trebuie măsurate și gama de conținut de holmiu care trebuie măsurată, selectați un spectrometru de absorbție atomică adecvat. Reglați parametrii spectrometrului de absorbție atomică. Conform elementului care trebuie măsurat și modelul instrumentului, ajustați parametrii spectrometrului de absorbție atomică, inclusiv sursa de lumină, atomizator, detector, etc. Măsurați absorbția holmiului. Puneți eșantionul pentru a fi măsurat în atomizor și emite radiații de lumină ale unei lungimi de undă specifice prin sursa de lumină. Elementul Holmium care trebuie măsurat va absorbi aceste radiații de lumină și va produce tranziții la nivel de energie. Măsurați absorbția holmiului prin detector. Calculați conținutul Holmium. Conform absorbanței și curbei standard, se calculează conținutul de holmiu. Următorii sunt parametrii specifici folosiți de un instrument pentru a măsura holmiul.
Holmium (HO) Standard: oxid de holmiu (grad analitic).
Metodă: cântăriți cu exactitate 1.1455g HO2O3, se dizolvă în 20 ml 5mol acid clorhidric, diluat la 1L cu apă, concentrația de HO în această soluție este de 1000μg/ml. Depozitați într -o sticlă de polietilenă departe de lumină.
Tip de flacără: oxid de azot-acetilen, flacără bogată
Parametri de analiză: lungimea de undă (NM) 410.4 Lățimea de bandă spectrală (NM) 0.2
Coeficient de filtrare 0,6 Curent de lampă recomandat (MA) 6
Tensiune negativă înaltă (V) 384.5
Înălțimea capului de ardere (MM) 12
Timpul de integrare (e) 3
Presiunea și debitul aerului (MP, ML/min) 0,25, 5000
Presiunea și debitul oxidului de azot (MP, ML/min) 0,22, 5000
Presiunea și debitul acetilenului (MP, ML/min) 0,1, 4500
Coeficient de corelație liniară 0,9980
Concentrație caracteristică (μg/ml) 0,841
Metoda de calcul Metoda continuă Soluție aciditate 0,5%
Tabel măsurat HCl:
Curba de calibrare:
Interferență: Holmium este parțial ionizat în flacăra oxidului de azot. Adăugarea de nitrat de potasiu sau clorură de potasiu la o concentrație finală de potasiu de 2000μg/ml poate inhiba ionizarea holmiului. În lucrările efective, este necesar să selectați o metodă de măsurare adecvată în funcție de nevoile specifice ale site -ului. Aceste metode sunt utilizate pe scară largă în analiza și detectarea cadmiului în laboratoare și industrii.
Holmium a arătat un potențial mare în multe domenii, cu proprietățile sale unice și o gamă largă de utilizări. Prin înțelegerea istoriei, procesului de descoperire,Importanța și aplicarea Holmium, putem înțelege mai bine importanța și valoarea acestui element magic. Să așteptăm cu nerăbdare ca Holmium să aducă mai multe surprize și descoperiri societății umane în viitor și contribuții mai mari la promovarea progresului științific și tehnologic și a dezvoltării durabile.
Pentru mai multe informații sau anchete Holmium Bine ați venit lacontactaţi-ne
Whats & Tel: 008613524231522
Email:sales@shxlchem.com
Timpul post: 13-2024 nov