Elementi Holmium dhe metodat e zakonshme të zbulimit
Në tabelën periodike të elementeve kimike, ekziston një element i quajturholmium, i cili është një metal i rrallë. Ky element është i ngurtë në temperaturën e dhomës dhe ka një pikë shkrirjeje dhe vlimi të lartë. Megjithatë, kjo nuk është pjesa më tërheqëse e elementit të holmiumit. Bukuria e tij e vërtetë qëndron në faktin se kur është i emocionuar, lëshon një dritë të bukur jeshile. Elementi i holmiumit në këtë gjendje të ngazëllyer është si një perlë e gjelbër që vezullon, e bukur dhe misterioze. Njerëzit kanë një histori relativisht të shkurtër njohëse të elementit holmium. Në 1879, kimisti suedez Per Theodor Klebe zbuloi për herë të parë elementin holmium dhe e quajti atë sipas qytetit të tij të lindjes. Ndërsa studionte erbiumin e papastër, ai zbuloi në mënyrë të pavarur holmiumin duke hequrittriumdheskandali. Ai e quajti substancën kafe Holmia (emri latin për Stokholm) dhe substancën jeshile Thulia. Më pas ai ndau me sukses dysprosiumin për të ndarë holmiumin e pastër. Në tabelën periodike të elementeve kimike, holmiumi ka disa veti dhe përdorime shumë unike. Holmiumi është një element i rrallë i tokës me magnetizëm shumë të fortë, kështu që shpesh përdoret për të bërë materiale magnetike. Në të njëjtën kohë, holmiumi gjithashtu ka një indeks të lartë thyerjeje, duke e bërë atë një material ideal për prodhimin e instrumenteve optike dhe fibrave optike. Përveç kësaj, holmiumi gjithashtu luan një rol të rëndësishëm në fushën e mjekësisë, energjisë dhe mbrojtjes së mjedisit. Sot, le të ecim në këtë element magjik me një gamë të gjerë aplikimesh - holmium. Eksploroni misteret e tij dhe ndjeni kontributin e tij të madh në shoqërinë njerëzore.
Fushat e aplikimit të elementit holmium
Holmiumi është një element kimik me numër atomik 67 dhe i përket serisë së lantanideve. Më poshtë është një hyrje e detajuar në disa fusha aplikimi të elementit holmium:
1. Magnet holmiumi:Holmiumi ka veti të mira magnetike dhe përdoret gjerësisht si material për prodhimin e magneteve. Sidomos në kërkimin e superpërçueshmërisë në temperaturë të lartë, magnetet e holmiumit përdoren shpesh si materiale për superpërçuesit për të rritur fushën magnetike të superpërçuesve.
2. Xhami holmium:Holmiumi mund t'i japë qelqit veti të veçanta optike dhe përdoret për të bërë lazer të qelqit holmium. Lazerët Holmium përdoren gjerësisht në mjekësi dhe industri, dhe mund të përdoren për të trajtuar sëmundjet e syve, prerjen e metaleve dhe materialeve të tjera, etj.
3. Industria e energjisë bërthamore:Izotopi i Holmiumit holmium-165 ka një seksion kryq të kapjes së neutronit dhe përdoret për të kontrolluar fluksin e neutronit dhe shpërndarjen e energjisë së reaktorëve bërthamorë.
4. Pajisjet optike: Holmium ka disa aplikime edhe në pajisjet optike, si përcjellësit e valëve optike, fotodetektorët, modulatorët etj. në komunikimet me fibra optike.
5. Materialet fluoreshente:Përbërjet e Holmiumit mund të përdoren si materiale fluoreshente për të prodhuar llamba fluoreshente, ekrane fluoreshente dhe tregues fluoreshente.6. Lidhjet metalike:Holmiumi mund të shtohet në metale të tjera për të bërë lidhje për të përmirësuar stabilitetin termik, rezistencën ndaj korrozionit dhe performancën e saldimit të metaleve. Shpesh përdoret për të prodhuar motorë avionësh, motorë automobilash dhe pajisje kimike. Holmiumi ka aplikime të rëndësishme në magnet, lazer qelqi, industrinë e energjisë bërthamore, pajisjet optike, materialet fluoreshente dhe lidhjet metalike.
Vetitë fizike të elementit të holmiumit
1. Struktura atomike: Struktura atomike e holmiumit është e përbërë nga 67 elektrone. Në konfigurimin e tij elektronik, ka 2 elektrone në shtresën e parë, 8 elektrone në shtresën e dytë, 18 elektrone në shtresën e tretë dhe 29 elektrone në shtresën e katërt. Prandaj, ka 2 çifte të vetme elektronesh në shtresën më të jashtme.
2. Dendësia dhe fortësia: Dendësia e holmiumit është 8.78 g/cm3, që është një densitet relativisht i lartë. Fortësia e tij është rreth 5.4 Mohs fortësi.
3. Pika e shkrirjes dhe pika e vlimit: Pika e shkrirjes së holmiumit është rreth 1474 gradë Celsius dhe pika e vlimit është rreth 2695 gradë Celsius.
4. Magnetizmi: Holmiumi është një metal me magnetizëm të mirë. Tregon ferromagnetizëm në temperatura të ulëta, por gradualisht humbet magnetizmin e tij në temperatura të larta. Magnetizmi i holmiumit e bën atë të rëndësishëm në aplikimet e magneteve dhe në kërkimin e superpërçueshmërisë në temperaturë të lartë.
5. Karakteristikat spektrale: Holmiumi tregon linja të dukshme të absorbimit dhe emetimit në spektrin e dukshëm. Linjat e tij të emetimit janë të vendosura kryesisht në rangun e spektrit të gjelbër dhe të kuq, duke rezultuar në përbërjet e holmiumit që zakonisht kanë ngjyra jeshile ose të kuqe.
6. Përçueshmëria termike: Holmiumi ka një përçueshmëri termike relativisht të lartë prej rreth 16,2 W/m·Kelvin. Kjo e bën holmiumin të vlefshëm në disa aplikacione që kërkojnë përçueshmëri të shkëlqyer termike. Holmiumi është një metal me densitet, fortësi dhe magnetizëm të lartë. Ai luan një rol të rëndësishëm në magnet, superpërçues me temperaturë të lartë, spektroskopi dhe përçueshmëri termike.
Vetitë kimike të holmiumit
1. Reaktiviteti: Holmiumi është një metal relativisht i qëndrueshëm që reagon ngadalë me shumicën e elementeve dhe acideve jometalike. Nuk reagon me ajrin dhe ujin në temperaturën e dhomës, por kur nxehet në temperatura të larta, reagon me oksigjenin në ajër për të formuar oksid holmiumi.
2. Tretshmëria: Holmiumi ka tretshmëri të mirë në tretësirat acidike dhe mund të reagojë me acidin sulfurik të përqendruar, acidin nitrik dhe acidin klorhidrik për të prodhuar kripërat përkatëse të holmiumit.
3. Gjendja e oksidimit: Gjendja e oksidimit të holmiumit është zakonisht +3. Mund të formojë një sërë përbërjesh, të tilla si oksidet (Ho2O3), kloruret (HoCl3), sulfate (Ho2(SO4)3), etj. Përveç kësaj, holmiumi mund të paraqesë edhe gjendje oksidimi si +2, +4 dhe +5, por këto gjendje oksidimi janë më pak të zakonshme.
4. Komplekset: Holmiumi mund të formojë një sërë kompleksesh, ndër të cilat më të zakonshmet janë komplekset e përqendruara në jonet e holmiumit (III). Këto komplekse luajnë një rol të rëndësishëm në analizat kimike, katalizatorët dhe kërkimet biokimike.
5. Reaktiviteti: Holmiumi zakonisht shfaq reaktivitet relativisht të lehtë në reaksionet kimike. Mund të marrë pjesë në shumë lloje të reaksioneve kimike si reaksionet e oksidimit-reduktimit, reaksionet e koordinimit dhe reaksionet komplekse. Holmiumi është një metal relativisht i qëndrueshëm dhe vetitë e tij kimike reflektohen kryesisht në reaktivitet relativisht të ulët, tretshmëri të mirë, gjendje të ndryshme oksidimi dhe formimin e komplekseve të ndryshme. Këto karakteristika e bëjnë holmiumin të përdoret gjerësisht në reaksionet kimike, kiminë e koordinimit dhe kërkimet biokimike.
Vetitë biologjike të holmiumit
Vetitë biologjike të holmiumit janë studiuar relativisht pak dhe informacioni që dimë deri tani është i kufizuar. Më poshtë janë disa nga vetitë e holmiumit në organizma:
1. Biodisponueshmëria: Holmiumi është relativisht i rrallë në natyrë, kështu që përmbajtja e tij në organizma është shumë e ulët. Holmiumi ka biodisponibilitet të dobët, domethënë aftësia e organizmit për të gëlltitur dhe përthithur holmium është e kufizuar, gjë që është një nga arsyet pse nuk kuptohen plotësisht funksionet dhe efektet e holmiumit në trupin e njeriut.
2. Funksioni fiziologjik: Edhe pse ka njohuri të kufizuara për funksionet fiziologjike të holmiumit, studimet kanë treguar se holmiumi mund të përfshihet në disa procese të rëndësishme biokimike në trupin e njeriut. Studimet shkencore kanë treguar se holmiumi mund të lidhet me shëndetin e kockave dhe muskujve, por mekanizmi specifik është ende i paqartë.
3. Toksiciteti: Për shkak të biodisponibilitetit të tij të ulët, holmiumi ka toksicitet relativisht të ulët për trupin e njeriut. Në studimet laboratorike të kafshëve, ekspozimi ndaj përqendrimeve të larta të komponimeve të holmiumit mund të shkaktojë disa dëmtime në mëlçi dhe veshka, por kërkimet aktuale mbi toksicitetin akut dhe kronik të holmiumit janë relativisht të kufizuara. Vetitë biologjike të holmiumit në organizmat e gjallë nuk janë kuptuar ende plotësisht. Hulumtimi aktual fokusohet në funksionet e tij të mundshme fiziologjike dhe efektet toksike në organizmat e gjallë. Me përparimin e vazhdueshëm të shkencës dhe teknologjisë, kërkimet mbi vetitë biologjike të holmiumit do të vazhdojnë të thellohen.
Shpërndarja natyrale e holmiumit
Shpërndarja e holmiumit në natyrë është shumë e rrallë dhe është një nga elementët me përmbajtje jashtëzakonisht të ulët në koren e tokës. Më poshtë është shpërndarja e holmiumit në natyrë:
1. Shpërndarja në koren e tokës: Përmbajtja e holmiumit në koren e tokës është rreth 1.3 ppm (pjesë për milion), që është një element relativisht i rrallë në koren e tokës. Megjithë përmbajtjen e tij të ulët, holmiumi mund të gjendet në disa shkëmbinj dhe xehe, siç janë xehet që përmbajnë elemente të rralla të tokës.
2. Prania në minerale: Holmiumi kryesisht ekziston në xehe në formë oksidesh, si p.sh. oksidi i holmiumit (Ho2O3). Ho2O3 është njëoksidi i tokës së rrallëxeheror që përmban një përqendrim të lartë të holmiumit.
3. Përbërja në natyrë: Holmiumi zakonisht bashkëjeton me elementë të tjerë tokësorë të rrallë dhe një pjesë të elementeve lantanide. Mund të ekzistojë në natyrë në formën e oksideve, sulfateve, karbonateve etj.
4. Vendndodhja gjeografike e shpërndarjes: Shpërndarja e holmiumit është relativisht uniforme në mbarë botën, por prodhimi i tij është shumë i kufizuar. Disa vende kanë burime të caktuara të xehes së holmiumit, si Kina, Australia, Brazili, etj. Holmiumi është relativisht i rrallë në natyrë dhe kryesisht ekziston në formën e oksideve në xehe. Edhe pse përmbajtja është e ulët, ajo bashkëjeton me elementë të tjerë të tokës së rrallë dhe mund të gjendet në disa mjedise specifike gjeologjike. Për shkak të rrallësisë dhe kufizimeve të shpërndarjes, nxjerrja dhe përdorimi i holmiumit është relativisht i vështirë.
Nxjerrja dhe shkrirja e elementit Holmium
Holmiumi është një element i tokës së rrallë dhe procesi i nxjerrjes dhe nxjerrjes së tij është i ngjashëm me elementët e tjerë të tokës së rrallë. Më poshtë është një hyrje e detajuar në procesin e nxjerrjes dhe nxjerrjes së elementit holmium:
1. Kërkimi për xeherorin e holmiumit: Holmiumi mund të gjendet në mineralet e tokës së rrallë, dhe xehet e zakonshme të holmiumit përfshijnë xeheroret okside dhe mineralet karbonate. Këto xehe mund të ekzistojnë në depozita minerale nëntokësore ose të hapura.
2. Thërrmimi dhe bluarja e xehes: Pas minierës, minerali i holmiumit duhet të grimcohet dhe të bluhet në grimca më të vogla dhe të rafinohet më tej.
3. Flotacioni: Ndarja e mineralit të holmiumit nga papastërtitë e tjera me metodën e flotacionit. Në procesin e flotimit, holluesi dhe agjenti shkumë përdoren shpesh për të bërë mineralin e holmiumit të notojë në sipërfaqen e lëngshme dhe më pas të kryejë trajtim fizik dhe kimik.
4. Hidratimi: Pas flotimit, minerali i holmiumit do t'i nënshtrohet trajtimit të hidratimit për ta kthyer atë në kripëra holmiumi. Trajtimi i hidratimit zakonisht përfshin reagimin e mineralit me tretësirën e holluar të acidit për të formuar një zgjidhje të kripës së acidit holmium.
5. Precipitimi dhe filtrimi: Me rregullimin e kushteve të reaksionit, holmiumi në tretësirën e kripës së acidit të holmiumit precipitohet. Më pas, filtroni precipitatin për të ndarë precipitatin e pastër të holmiumit.
6. Kalcinimi: Precipitatet e Holmiumit duhet t'i nënshtrohen trajtimit të kalcinimit. Ky proces përfshin ngrohjen e precipitatit të holmiumit në një temperaturë të lartë për ta shndërruar atë në oksid holmiumi.
7. Reduktimi: Oksidi i Holmiumit i nënshtrohet trajtimit të reduktimit për t'u shndërruar në holmium metalik. Zakonisht, agjentët reduktues (si hidrogjeni) përdoren për reduktim në kushte të temperaturës së lartë. 8. Rafinimi: Holmiumi i reduktuar i metalit mund të përmbajë papastërti të tjera dhe duhet të rafinohet dhe pastrohet. Metodat e rafinimit përfshijnë nxjerrjen me tretës, elektrolizën dhe reduktimin kimik. Pas hapave të mësipërm, me pastërti të lartëmetal holmiummund të merret. Këto metale holmiumi mund të përdoren për përgatitjen e lidhjeve, materialeve magnetike, industrisë së energjisë bërthamore dhe pajisjeve lazer. Vlen të theksohet se procesi i nxjerrjes dhe nxjerrjes së elementeve të tokës së rrallë është relativisht kompleks dhe kërkon teknologji dhe pajisje të avancuara për të arritur prodhim efikas dhe me kosto të ulët.
Metodat e zbulimit të elementit holmium
1. Spektrometria e përthithjes atomike (AAS): Spektrometria e përthithjes atomike është një metodë analize sasiore e përdorur zakonisht që përdor spektrat e absorbimit të gjatësive të valëve specifike për të përcaktuar përqendrimin e holmiumit në një mostër. Atomizon kampionin që do të testohet në flakë dhe më pas mat intensitetin e përthithjes së holmiumit në kampion përmes një spektometri. Kjo metodë është e përshtatshme për zbulimin e holmiumit në përqendrime më të larta.
2. Spektrometria e emetimit optik të plazmës së çiftuar në mënyrë induktive (ICP-OES): Spektrometria e emetimit optik të plazmës së çiftuar në mënyrë induktive është një metodë analitike shumë e ndjeshme dhe selektive që përdoret gjerësisht në analizat me shumë elementë. Atomizon kampionin dhe formon një plazmë për të matur gjatësinë valore specifike dhe intensitetin e emetimit të holmiumit në një spektrometër.
3. Spektrometria e masës plazmatike e çiftuar në mënyrë induktive (ICP-MS): Spektrometria e masës plazmatike e çiftuar në mënyrë induktive është një metodë analitike shumë e ndjeshme dhe me rezolucion të lartë që mund të përdoret për përcaktimin e raportit të izotopit dhe analizën e elementëve gjurmë. Atomizon kampionin dhe formon një plazmë për të matur raportin masë ndaj ngarkesës së holmiumit në një spektrometër masiv.
4. Spektrometria e fluoreshencës me rreze X (XRF): spektrometria e fluoreshencës me rreze X përdor spektrin e fluoreshencës të prodhuar nga kampioni pasi është ngacmuar nga rrezet X për të analizuar përmbajtjen e elementeve. Mund të përcaktojë shpejt dhe në mënyrë jo destruktive përmbajtjen e holmiumit në mostër. Këto metoda përdoren gjerësisht në laboratorë dhe fusha industriale për analizat sasiore dhe kontrollin e cilësisë së holmiumit. Zgjedhja e metodës së duhur varet nga faktorë të tillë si lloji i kampionit, kufiri i kërkuar i zbulimit dhe saktësia e zbulimit.
Zbatimi specifik i metodës së përthithjes atomike të holmiumit
Në matjen e elementeve, metoda e përthithjes atomike ka saktësi dhe ndjeshmëri të lartë dhe ofron një mjet efektiv për studimin e vetive kimike, përbërjes së përbërjes dhe përmbajtjes së elementeve. Më pas, ne përdorim metodën e përthithjes atomike për të matur përmbajtjen e holmiumit. Hapat specifikë janë si më poshtë: Përgatitni kampionin që do të matet. Përgatitni kampionin që do të matet në një tretësirë, e cila në përgjithësi duhet të tretet me acid të përzier për matje të mëvonshme. Zgjidhni një spektrometër të përshtatshëm të absorbimit atomik. Sipas vetive të kampionit që do të matet dhe gamës së përmbajtjes së holmiumit që do të matet, zgjidhni një spektrometër të përshtatshëm të absorbimit atomik. Rregulloni parametrat e spektrometrit të përthithjes atomike. Sipas elementit që do të matet dhe modelit të instrumentit, rregulloni parametrat e spektometrit të përthithjes atomike, duke përfshirë burimin e dritës, atomizuesin, detektorin, etj. Matni përthithjen e holmiumit. Vendoseni kampionin që do të matet në atomizues dhe lëshoni rrezatim drite me një gjatësi vale specifike përmes burimit të dritës. Elementi i holmiumit që do të matet do të thithë këto rrezatime të dritës dhe do të prodhojë kalime të nivelit të energjisë. Matni thithjen e holmiumit përmes detektorit. Llogaritni përmbajtjen e holmiumit. Sipas lakores së përthithjes dhe standardit, llogaritet përmbajtja e holmiumit. Më poshtë janë parametrat specifikë të përdorur nga një instrument për të matur holmiumin.
Standardi i holmiumit (Ho): oksid holmiumi (klasa analitike).
Metoda: Peshoni me saktësi 1,1455g Ho2O3, treteni në 20mL acid klorhidrik 5 mol, holloni në 1L me ujë, përqendrimi i Ho në këtë tretësirë është 1000μg/mL. Ruani në një shishe polietileni larg dritës.
Lloji i flakës: oksid azoti-acetileni, flakë e pasur
Parametrat e analizës: Gjatësia e valës (nm) 410.4 Gjerësia e brezit spektral (nm) 0.2
Koeficienti i filtrit 0,6 Rryma e rekomanduar e llambës (mA) 6
Tensioni i lartë negativ (v) 384.5
Lartësia e kokës së djegies (mm) 12
Koha e integrimit (S) 3
Presioni dhe prurja e ajrit (MP, mL/min) 0,25, 5000
Presioni dhe rrjedha e oksidit të azotit (MP, mL/min) 0,22, 5000
Presioni dhe prurja e acetilenit (MP, mL/min) 0,1, 4500
Koeficienti i korrelacionit linear 0,9980
Përqendrimi karakteristik (μg/mL) 0,841
Metoda e llogaritjes Metoda e vazhdueshme Aciditeti i tretësirës 0,5%
Tabela e matjes së HCl:
Kurba e kalibrimit:
Ndërhyrja: Holmiumi jonizohet pjesërisht në flakën e oksidit të azotit-acetileni. Shtimi i nitratit të kaliumit ose klorurit të kaliumit në një përqendrim përfundimtar të kaliumit prej 2000 μg/mL mund të pengojë jonizimin e holmiumit. Në punën aktuale, është e nevojshme të zgjidhet një metodë e përshtatshme matjeje sipas nevojave specifike të vendit. Këto metoda përdoren gjerësisht në analizën dhe zbulimin e kadmiumit në laboratorë dhe industri.
Holmium ka treguar potencial të madh në shumë fusha me vetitë e tij unike dhe gamën e gjerë të përdorimeve. Duke kuptuar historinë, procesin e zbulimit,rëndësinë dhe aplikimin e holmiumit, mund ta kuptojmë më mirë rëndësinë dhe vlerën e këtij elementi magjik. Le të presim me padurim që holmiumi të sjellë më shumë surpriza dhe përparime në shoqërinë njerëzore në të ardhmen dhe të japë kontribute më të mëdha në promovimin e përparimit shkencor dhe teknologjik dhe zhvillimit të qëndrueshëm.
Për më shumë informacion ose pyetje Holmium mirëpriturna kontaktoni
Whats&tel:008613524231522
Email:sales@shxlchem.com
Koha e postimit: Nëntor-13-2024