Vedeli ste? Proces objavovania ľudských bytostíytriabol plný zvratov a výziev. V roku 1787 švédsky Karl Axel Arrhenius náhodou objavil v lome v blízkosti svojho rodného mesta v dedine Ytterby hustú a ťažkú čiernu rudu a pomenoval ju „Ytterbite“. Potom mnoho vedcov vrátane Johana Gadolina, Anders Gustava Ekberga, Friedricha Wöhlera a ďalších uskutočnilo hĺbkový výskum tejto rudy.
V roku 1794 fínsky chemik Johan Gadolin úspešne oddelil nový oxid od rudy Ytterbium a pomenoval ho ytrium. Bolo to prvýkrát, čo ľudia jasne objavili prvok vzácnych zemín. Tento objav však okamžite nepritiahol rozsiahlu pozornosť.
Vedci v priebehu času objavili ďalšie prvky vzácnych zemín. V roku 1803 objavili nemecký Klaproth a Švédi Hitzinger a Berzelius cerium. V roku 1839 objavil Švéd Mosanderlanthanum. V roku 1843 objavil Erbium atrik. Tieto objavy poskytli dôležitý základ pre následný vedecký výskum.
Až do konca 19. storočia vedci úspešne oddelili prvok „YTtrium“ od rudy YTRIUM. V roku 1885 Rakúsky Wilsbach objavil neodymium a praseodymium. V roku 1886 objavil Bois-Baudrandysprosium. Tieto objavy ďalej obohatili veľkú rodinu prvkov vzácnych zemín.
Viac ako storočie po objavení YTRIA, z dôvodu obmedzení technických podmienok neboli vedci schopní vyčistiť tento prvok, čo tiež spôsobilo niektoré akademické spory a chyby. To však nezabránilo vedcom z ich nadšenia pri štúdiu YTTRIum.
Začiatkom 20. storočia, s neustálym rozvojom vedy a techniky, vedci konečne začali byť schopní očistiť prvky vzácnych zemín. V roku 1901 objavil Francúz Eugene de Marseilleeuropium. V rokoch 1907-1908 Rakúsky Wilsbach a Francúz Urbain nezávisle objavili Lutetium. Tieto objavy poskytli dôležitý základ pre následný vedecký výskum.
V modernej vede a technike je aplikácia YTTRIum čoraz rozsiahlejšia. S nepretržitým rozvojom vedy a techniky sa naše porozumenie a uplatňovanie YTRIum stane čoraz podrobnejším.
Aplikačné polia prvku YTTRIum
1.Optické sklo a keramika:YTRIum sa široko používa pri výrobe optického skla a keramiky, najmä pri výrobe priehľadnej keramiky a optického skla. Jeho zlúčeniny majú vynikajúce optické vlastnosti a môžu sa použiť na výrobu komponentov laserov, optických komunikácií a iných zariadení.
2. Fosfory:Zlúčeniny YTRIum hrajú dôležitú úlohu vo fosforoch a môžu emitovať jasnú fluorescenciu, takže sa často používajú na výrobu televíznych obrazoviek, monitorov a osvetľovacích zariadení.Oxid Ytriaa ďalšie zlúčeniny sa často používajú ako luminiscenčné materiály na zvýšenie jasu a čistoty svetla.
3. Zliatinové prísady: Pri výrobe kovových zliatin sa YTTRIum často používa ako prísada na zlepšenie mechanických vlastností a odolnosti proti korózii kovov.Zliatinysa často používajú na výrobu ocele s vysokou pevnosťou ahliníkové zliatiny, robí z nich viac odolnejšie voči teplu a odolnejšie voči korózii.
4. Katalyzátory: Zlúčeniny YTRIum hrajú dôležitú úlohu v niektorých katalyzátoroch a môžu urýchliť rýchlosť chemických reakcií. Používajú sa na výrobu zariadení na čistenie výfukových automobilov a katalyzátorov v procesoch priemyselnej výroby, čo pomáha znižovať emisie škodlivých látok.
5. Lekárska zobrazovacia technológia: Izotopy YTRIum sa používajú v lekárskej zobrazovacej technológii na prípravu rádioaktívnych izotopov, ako napríklad na označovanie rádiofarmaceutík a diagnostikovanie jadrových lekárskych zobrazovaní.
6. Laserová technológia:Iónové lasery YTRIum sú bežným laserom v tuhom stave, ktorý sa používa v rôznych vedeckých výskumoch, laserových medicíne a priemyselných aplikáciách. Výroba týchto laserov vyžaduje použitie určitých zlúčenín YTTRIum ako aktivátorov.Yttrium prvkya ich zlúčeniny zohrávajú dôležitú úlohu v modernej vede a technike a priemysle, ktoré zahŕňajú mnoho oblastí, ako sú optika, materiálová veda a medicína, a pozitívne prispeli k pokroku a rozvoju ľudskej spoločnosti.
Fyzikálne vlastnosti ytrium
Atómový početytriaje 39 a jeho chemický symbol je Y.
1. Vzhľad:YTTRIum je strieborne biely kov.
2. Hustota:Hustota ytrium je 4,47 g/cm3, vďaka čomu je jedným z relatívne ťažkých prvkov v zemskej kôre.
3. Bod topenia:Bod topenia ytrium je 1522 stupňov Celzia (2782 stupňov Fahrenheita), ktorý sa týka teploty, pri ktorej sa YTRIum mení z pevnej látky na kvapalinu za tepelných podmienok.
4. Bod varu:Bod varu YTTRIum je 3336 stupňov Celzia (6037 stupňov Fahrenheita), ktorý sa týka teploty, pri ktorej sa YTTRIum mení z kvapaliny na plyn na plyn za tepelných podmienok.
5. Fáza:Pri teplote miestnosti je YTRIum v tuhom stave.
6. Vodivosť:YTTRIum je dobrým vodičom elektriny s vysokou vodivosťou, takže má určité aplikácie vo výrobe elektronických zariadení a technológii obvodov.
7. magnetizmus:YTRIum je paramagnetický materiál pri teplote miestnosti, čo znamená, že nemá zjavnú magnetickú reakciu na magnetické polia.
8. Kryštalická štruktúra: YTTRIum existuje v šesťuholníkovej kryštálovej štruktúre s blízkym zabalením.
9. Atómový objem:Atómový objem ytrium je 19,8 kubických centimetrov na mol, čo sa týka objemu obsadeného jedným mólom atómov YTRIum.
YTRIum je kovový prvok s relatívne vysokou hustotou a roztavením a má dobrú vodivosť, takže má dôležité aplikácie v oblasti elektroniky, materiálových vedy a iných oblastí. Zároveň je YTTRIum tiež relatívne častým zriedkavým prvkom, ktorý hrá dôležitú úlohu v niektorých vyspelých technológiách a priemyselných aplikáciách.
Chemické vlastnosti ytrium
1. Chemický symbol a skupina: Chemický symbol ytrium je Y a nachádza sa v piatom období periodickej tabuľky, tretej skupiny, ktorá je podobná prvkom lantanidu.
2. Elektronická štruktúra: Elektronická štruktúra ytrium je 1S² 2S² 2P⁶ 3S² 3P⁶ 3D⁰ 4S² 4P⁶ 4D⁰ 4F⁴ 5S². Vo vonkajšej elektrónovej vrstve má YTTRIum dva valenčné elektróny.
3. VALENCIA Stav: YTRIum zvyčajne vykazuje valenčný stav +3, ktorý je najbežnejším stavom valencie, ale môže tiež vykazovať stavy +2 a +1.
4. Reaktivita: YTRIum je relatívne stabilný kov, ale pri vystavení vzduchu sa postupne oxiduje, čím sa na povrchu vytvorí vrstva oxidu. To spôsobí, že YTTRIum stratí lesk. Na ochranu YTRIum sa zvyčajne skladuje v suchom prostredí.
5. Reakcia s oxidmi: YTRIum reaguje s oxidmi za vzniku rôznych zlúčenín vrátaneoxid Ytria(Y2O3). Oxid YTTRIUM sa často používa na výrobu fosforov a keramiky.
6. ** Reakcia s kyselinami **: ytrium môže reagovať so silnými kyselinami za vznik zodpovedajúcich soli, ako napríkladchlorid ytria (Ycl3) alebosíran ytria (Y2 (SO4) 3).
7. Reakcia s vodou: YTRIum nereaguje priamo s vodou za normálnych podmienok, ale pri vysokých teplotách môže reagovať s vodnou parou za vzniku vodíka a oxidu ytrium.
8. Reakcia so sulfidmi a karbidmi: YTRIum môže reagovať so sulfidmi a karbidmi za vzniku zodpovedajúcich zlúčenín, ako je ytriumsulfid (YS) a karbid ytrium (YC2). 9. Izotopy: YTRIum má viac izotopov, z ktorých najstabilnejších je YTTRIum-89 (^89Y), ktorý má dlhý polčas a používa sa v jadrovej medicíne a označovaní izotopov.
YTTRIum je relatívne stabilný kovový prvok s viacerými valenčnými stavmi a schopnosť reagovať s inými prvkami na vytvorenie zlúčenín. Má širokú škálu aplikácií v oblasti optiky, materiálov, medicíny a priemyslu, najmä vo fosforoch, výrobe keramiky a laserových technológií.
Biologické vlastnosti ytrium
Biologické vlastnostiytriaV živých organizmoch sú relatívne obmedzené.
1. Prítomnosť a požitie: Aj keď YTTRIum nie je prvkom nevyhnutným pre život, stopové množstvá ytrium sa nachádzajú v prírode vrátane pôdy, hornín a vody. Organizmy môžu požičať stopové množstvá YTTRIum prostredníctvom potravinového reťazca, zvyčajne z pôdy a rastlín.
2. Biologická dostupnosť: Biologická dostupnosť YTTRIum je relatívne nízka, čo znamená, že organizmy majú vo všeobecnosti ťažkosti s absorbovaním a efektívnym využívaním YTRIum. Väčšina zlúčenín YTTRIum sa v organizmoch ľahko absorbuje, takže majú tendenciu vylučovať sa.
3. Distribúcia v organizmoch: Akonáhle je v organizme, YTTRIum sa distribuuje hlavne v tkanivách, ako je pečeň, obličky, slezina, pľúca a kosti. Obzvlášť kosti obsahujú vyššie koncentrácie YTRIum.
4. Metabolizmus a vylučovanie: Metabolizmus ytrium v ľudskom tele je relatívne obmedzený, pretože zvyčajne opúšťa organizmus vylučovaním. Väčšina z nich sa vylučuje močom a môže sa tiež vylučovať vo forme defekácie.
5. Toxicita: YTRIum sa v dôsledku nízkej biologickej dostupnosti zvyčajne akumuluje na škodlivé úrovne v normálnych organizmoch. Expozícia YTRIUM s vysokou dávkou však môže mať škodlivé účinky na organizmy, čo vedie k toxickým účinkom. Táto situácia sa zvyčajne vyskytuje zriedka, pretože koncentrácie YTTRIum v prírode sú zvyčajne nízke a nie je široko používaná alebo vystavená organizmu. Biologické charakteristiky YTRIum v organizmoch sa prejavujú hlavne v jeho prítomnosti v stopových množstvách, nízkej biologickej dostupnosti a nie je prvkom nevyhnutným pre život. Aj keď za normálnych okolností nemá zjavné toxické účinky na organizmy, vystavenie vysokej dávky YTRIUM môže spôsobiť zdravotné riziká. Preto je vedecký výskum a monitorovanie stále dôležité pre bezpečnosť a biologické účinky YTRIum.
Distribúcia ytria v prírode
YTRIum je prvok vzácnych zemín, ktorý je relatívne široko distribuovaný v prírode, hoci v čistej elementárnej forme neexistuje.
1. Výskyt v zemskej kôre: hojnosť ytrium v zemskej kôre je relatívne nízka, s priemernou koncentráciou asi 33 mg/kg. Vďaka tomu je YTRIum jedným zo vzácnych prvkov.
YTRIum existuje hlavne vo forme minerálov, zvyčajne spolu s inými prvkami vzácnych zemín. Niektoré hlavné minerály YTTRIum zahŕňajú YTTRIum Iron Granet (YIG) a oxalát YTTRIum (Y2 (C2O4) 3).
2. Geografické rozdelenie: Depozity YTtrium sú distribuované po celom svete, ale niektoré oblasti môžu byť bohaté na YTTRIum. Niektoré hlavné ložiská YTRIum možno nájsť v týchto regiónoch: Austrália, Čína, Spojené štáty, Rusko, Kanada, India, Škandinávia atď. 3. Extrakcia a spracovanie: Akonáhle je ťažba rudy YTRIum, je zvyčajne potrebné chemické spracovanie na extrahovanie a oddelenie YTRIU. Zvyčajne to zahŕňa procesy vylúhovania kyselín a chemickej separácie, aby sa získala vysoko čistota YTRIum.
Je dôležité poznamenať, že prvky vzácnych zemín, ako je YTTRIum, zvyčajne neexistujú vo forme čistých prvkov, ale sú zmiešané s inými prvkami vzácnych zemín. Preto extrakcia YTTRIum s vyššou čistotou vyžaduje komplexné chemické spracovanie a separačné procesy. Okrem toho dodávkaprvky vzácnych zemínje obmedzený, preto je dôležité zváženie ich riadenia zdrojov a environmentálnej udržateľnosti.
Ťažba, extrakcia a tavenie prvku YTRIUM
YTTRIum je prvok vzácnych zemín, ktorý zvyčajne neexistuje vo forme čistého ytrium, ale vo forme rudy YTRIUM. Nasleduje podrobný úvod do procesu ťažby a rafinácie prvku YTTRIum:
1. Ťažba rudy YTRIUM:
Prieskum: Po prvé, geológovia a ťažobní inžinieri vykonávajú prieskumné práce s cieľom nájsť vklady obsahujúce ytrium. Zvyčajne to zahŕňa geologické štúdie, geofyzikálne prieskum a analýzu vzoriek. Ťažba: Akonáhle sa nájde ložisko obsahujúci ytrium, ruda sa ťaží. Tieto usadeniny zvyčajne zahŕňajú oxidové rudy, ako je napríklad YTTRIUM železný granát (YIG) alebo oxalát YTRIUM (Y2 (C2O4) 3). Drvenie rudy: Po ťažbe musí ruda zvyčajne rozdeliť na menšie kúsky na následné spracovanie.
2. Extrahovanie ytrium:Chemické vylúhovanie: Drvená ruda sa zvyčajne posiela do taviarne, kde sa YTRIum extrahuje chemickým vylúhovaním. Tento proces zvyčajne používa na rozpustenie YTRIum z rudy kyslý vylúhovací roztok, ako je kyselina sírová. Oddelenie: Akonáhle sa YTRIum rozpustí, zvyčajne sa zmieša s inými prvkami a nečistotami vzácnych zemín. Aby sa extrahovalo YTRIum s vyššou čistotou, je potrebný proces separácie, zvyčajne s použitím extrakcie rozpúšťadiel, výmeny iónov alebo iných chemických metód. Zrážanie: YTRIum sa oddeľuje od iných prvkov vzácnych zemín prostredníctvom vhodných chemických reakcií za vzniku čistých zlúčenín YTRIum. Sušenie a kalcinácia: Získané zlúčeniny YTRIum sa zvyčajne musia sušiť a kalcinovať, aby sa odstránila akúkoľvek zvyškovú vlhkosť a nečistoty, aby sa konečne získali čistý kov alebo zlúčeniny YTRIum.
Detekčné metódy ytrium
Bežné detekčné metódy pre YTRIum zahŕňajú hlavne atómovú absorpčnú spektroskopiu (AAS), induktívne spojenú plazmatickú hmotnostnú spektrometriu (ICP-MS), rôntgenovú fluorescenčnú spektroskopiu (XRF) atď.
1. Atómová absorpčná spektroskopia (AAS):AAS je bežne používaná metóda kvantitatívnej analýzy vhodná na stanovenie obsahu YTRIum v roztoku. Táto metóda je založená na fenoméne absorpcie, keď cieľový prvok vo vzorke absorbuje svetlo špecifickej vlnovej dĺžky. Po prvé, vzorka sa prevedie na merateľnú formu prostredníctvom krokov pred ošetrením, ako je spaľovanie plynu a sušenie vysokej teploty. Potom sa do vzorky prenesie svetlo zodpovedajúce vlnovej dĺžke cieľového prvku, intenzita svetla absorbovaná vzorkou sa zmerá a obsah yTRIum vo vzorke sa vypočíta porovnaním so štandardným roztokom YTRIum so známou koncentráciou.
2. Indukčne spojená plazmatická hmotnostná spektrometria (ICP-MS):ICP-MS je vysoko citlivá analytická technika vhodná na stanovenie obsahu YTRIum vo vzorkách kvapalných a tuhých látok. Táto metóda prevedie vzorku na nabité častice a potom používa hmotnostný spektrometer na analýzu hmotnosti. ICP-MS má široký rozsah detekcie a vysoké rozlíšenie a môže určiť obsah viacerých prvkov súčasne. Na detekciu YTRIum môže ICP-MS poskytnúť veľmi nízke detekčné limity a vysokú presnosť.
3. Rôntgenová fluorescenčná spektrometria (XRF):XRF je nedeštruktívna analytická metóda vhodná na stanovenie obsahu YTRIum vo vzorkách tuhých a kvapalín. Táto metóda určuje obsah prvku ožarovaním povrchu vzorky röntgenovými lúčmi a meraním charakteristickej intenzity píku fluorescenčného spektra vo vzorke. XRF má výhody rýchlej rýchlosti, jednoduchej prevádzky a schopnosti určiť viacero prvkov súčasne. XRF sa však môže interferovať do analýzy YTRIum s nízkym obsahom, čo má za následok veľké chyby.
4. Indukčne spojená plazmatická optická emisná spektrometria (ICP-OES):Indukčne spojená plazmatická optická emisná spektrometria je vysoko citlivá a selektívna analytická metóda, ktorá sa široko používa pri analýze viacerých prvkov. Atomizuje vzorku a tvorí plazmu na meranie špecifickej vlnovej dĺžky a intenzity of ytriaEmisia v spektrometri. Okrem vyššie uvedených metód existujú aj ďalšie bežne používané metódy na detekciu YTRIum, vrátane elektrochemickej metódy, spektrofotometrie atď. Výber vhodnej detekčnej metódy závisí od faktorov, ako sú vlastnosti vzorky, požadovaný rozsah merania a presnosť detekcie a štandardy kalibrácie a kalibračné štandardy, aby sa zabezpečila presnosť a spoľahlivosť výsledkov merania.
Špecifická aplikácia metódy absorpcie YTTRIum
Pri meraní prvkov je induktívne spojená plazmatická hmotnostná spektrometria (ICP-MS) vysoko citlivá a viacprvková analýza, ktorá sa často používa na stanovenie koncentrácie prvkov vrátane YTRIU. Nasleduje podrobný proces na testovanie YTRIum v ICP-MS:
1. Príprava vzorky:
Vzorka sa zvyčajne musí rozpustiť alebo dispergovať do kvapalnej formy pre analýzu ICP-MS. To sa dá dosiahnuť chemickým rozpustením, trávením zahrievania alebo inými metódami vhodných príprav.
Príprava vzorky vyžaduje mimoriadne čisté podmienky, aby sa zabránilo kontaminácii akýmkoľvek vonkajším prvkom. Laboratórium by malo prijať potrebné opatrenia, aby sa zabránilo kontaminácii vzoriek.
2. Generovanie ICP:
ICP sa vytvára zavedením zmiešaného plynu argónu alebo argón-oxy do uzavretej plazmovej pochodne z kremennej plazmy. Vysokofrekvenčné induktívne spojenie vytvára intenzívny plazmový plameň, ktorý je východiskovým bodom analýzy.
Teplota plazmy je asi 8 000 až 10000 stupňov Celzia, čo je dostatočne vysoké na to, aby sa prvky vo vzorke premenili na iónový stav.
3. Ionizácia a oddelenie:Akonáhle vzorka vstúpi do plazmy, prvky v nej sú ionizované. To znamená, že atómy strácajú jeden alebo viac elektrónov a vytvárajú nabité ióny. ICP-MS používa hmotnostný spektrometer na oddelenie iónov rôznych prvkov, zvyčajne pomerom hmotnosti k nabíjaniu (m/z). To umožňuje oddelenie a následne analyzovať ióny rôznych prvkov.
4. Hmotnostná spektrometria:Oddelené ióny vstupujú do hmotnostného spektrometra, zvyčajne kvadrupólového hmotnostného spektrometra alebo magnetického skenovacieho hmotnostného spektrometra. V hmotnostnom spektrometri sú ióny rôznych prvkov oddelené a detegované podľa pomeru hmotnosti k nabíjaniu. To umožňuje určenie prítomnosti a koncentrácie každého prvku. Jednou z výhod induktívne spojenej plazmatickej hmotnostnej spektrometrie je jej vysoké rozlíšenie, čo jej umožňuje detegovať viacero prvkov súčasne.
5. Spracovanie údajov:Údaje generované ICP-MS sa zvyčajne musia spracovať a analyzovať, aby sa stanovila koncentrácia prvkov vo vzorke. To zahŕňa porovnanie detekčného signálu s normami známych koncentrácií a vykonanie kalibrácie a korekcie.
6. Výsledná správa:Konečný výsledok je prezentovaný ako koncentrácia alebo hmotnostné percento prvku. Tieto výsledky sa môžu použiť v rôznych aplikáciách vrátane Zeme vedy, environmentálnej analýzy, testovania potravín, lekárskeho výskumu atď.
ICP-MS je vysoko presná a citlivá technika vhodná na analýzu viacerých prvkov vrátane YTRIum. Vyžaduje si však zložité vybavenie a odborné znalosti, takže sa zvyčajne vykonáva v laboratóriu alebo v centre profesionálnej analýzy. V skutočnej práci je potrebné vybrať príslušnú metódu merania podľa konkrétnych potrieb lokality. Tieto metódy sa široko používajú pri analýze a detekcii ytterbium v laboratóriách a priemysle.
Po zhrnutí vyššie uvedeného môžeme vyvodiť záver, že YTRIum je veľmi zaujímavý chemický prvok s jedinečnými fyzikálnymi a chemickými vlastnosťami, čo má vo vedeckom výskume a aplikačných oblastiach veľký význam. Aj keď sme v našom chápaní dosiahli určitý pokrok, stále existuje veľa otázok, ktoré si vyžadujú ďalší výskum a prieskum. Dúfam, že náš úvod môže pomôcť čitateľom lepšie porozumieť tomuto fascinujúcemu prvku a inšpirovať lásku každého k vede a záujem o prieskum.
Viac informácií plsKontaktujte násnižšie:
Tel & Whats: 008613524231522
Email:Sales@shxlchem.com
Čas príspevku: november-28-2024