Холмијумски елемент и уобичајене методе испитивања

Холмијумски елемент и уобичајене методе детекције
У периодном систему хемијских елемената постоји елемент тзвхолмијум, који је редак метал. Овај елемент је чврст на собној температури и има високу тачку топљења и кључања. Међутим, ово није најатрактивнији део холмијумског елемента. Њена права драж лежи у томе што када је узбуђена емитује прелепо зелено светло. Холмијумски елемент у овом узбуђеном стању је попут блиставог зеленог драгуља, леп и мистериозан. Људи имају релативно кратку когнитивну историју холмијумског елемента. Године 1879, шведски хемичар Пер Теодор Клебе је први открио холмијумски елемент и назвао га по свом родном граду. Проучавајући нечисти ербијум, самостално је открио холмијум уклањањемитријумискандијум. Браон супстанцу је назвао Холмиа (латински назив за Стокхолм) и зелену супстанцу Тхулиа. Затим је успешно одвојио диспрозијум да би одвојио чисти холмијум. У периодичној табели хемијских елемената, холмијум има нека веома јединствена својства и употребе. Холмијум је реткоземни елемент са веома јаким магнетизмом, па се често користи за прављење магнетних материјала. Истовремено, холмијум такође има висок индекс преламања, што га чини идеалним материјалом за израду оптичких инструмената и оптичких влакана. Поред тога, холмијум такође игра важну улогу у области медицине, енергетике и заштите животне средине. Хајде да данас уђемо у овај магични елемент са широким спектром примене - холмијум. Истражите његове мистерије и осетите његов велики допринос људском друштву.

Области примене холмијум елемента

Холмијум је хемијски елемент са атомским бројем 67 и припада серији лантанида. Следи детаљан увод у неке области примене холмијум елемента:
1. Холмијум магнет:Холмијум има добра магнетна својства и широко се користи као материјал за израду магнета. Нарочито у истраживању суперпроводљивости на високим температурама, холмијумски магнети се често користе као материјали за суправоднике за побољшање магнетног поља суперпроводника.
2. Холмијумско стакло:Холмијум може стаклу дати посебна оптичка својства и користи се за израду ласера ​​од холмијумског стакла. Холмијум ласери се широко користе у медицини и индустрији, а могу се користити за лечење очних болести, сечење метала и других материјала итд.
3. Индустрија нуклеарне енергије:Холмијумов изотоп холмијум-165 има велики пресек хватања неутрона и користи се за контролу флукса неутрона и расподелу снаге нуклеарних реактора.
4. Оптички уређаји: Холмијум такође има неке примене у оптичким уређајима, као што су оптички таласоводи, фотодетектори, модулатори, итд. у комуникацијама са оптичким влакнима.
5. Флуоресцентни материјали:Холмијум једињења се могу користити као флуоресцентни материјали за производњу флуоресцентних лампи, флуоресцентних екрана и флуоресцентних индикатора.6. Металне легуре:Холмијум се може додати другим металима за прављење легура за побољшање термичке стабилности, отпорности на корозију и перформанси заваривања метала. Често се користи за производњу авионских мотора, аутомобилских мотора и хемијске опреме. Холмијум има важну примену у магнетима, стакленим ласерима, индустрији нуклеарне енергије, оптичким уређајима, флуоресцентним материјалима и металним легурама.

Физичка својства холмијум елемента

1. Атомска структура: Атомска структура холмијума се састоји од 67 електрона. У својој електронској конфигурацији, има 2 електрона у првом слоју, 8 електрона у другом слоју, 18 електрона у трећем слоју и 29 електрона у четвртом слоју. Дакле, постоје 2 усамљена пара електрона у најудаљенијем слоју.
2. Густина и тврдоћа: Густина холмијума је 8,78 г/цм3, што је релативно висока густина. Његова тврдоћа је око 5,4 Мохсове тврдоће.
3. Тачка топљења и тачка кључања: Тачка топљења холмијума је око 1474 степени Целзијуса, а тачка кључања је око 2695 степени Целзијуса.
4. Магнетизам: Холмијум је метал са добрим магнетизмом. Показује феромагнетизам на ниским температурама, али постепено губи магнетизам на високим температурама. Магнетизам холмијума чини га важним у примени магнета и у истраживању суперпроводљивости на високим температурама.
5. Спектралне карактеристике: Холмијум показује очигледне апсорпционе и емисионе линије у видљивом спектру. Његове емисионе линије се углавном налазе у зеленом и црвеном спектралном опсегу, што доводи до тога да једињења холмијума обично имају зелену или црвену боју.
6. Топлотна проводљивост: Холмијум има релативно високу топлотну проводљивост од око 16,2 В/м·келвина. Ово чини холмијум вредним у неким применама које захтевају одличну топлотну проводљивост. Холмијум је метал високе густине, тврдоће и магнетизма. Он игра важну улогу у магнетима, високотемпературним суперпроводницима, спектроскопији и топлотној проводљивости.

Хемијска својства холмијума

1. Реактивност: Холмијум је релативно стабилан метал који споро реагује са већином неметалних елемената и киселина. Не реагује са ваздухом и водом на собној температури, али када се загреје на високе температуре, реагује са кисеоником у ваздуху да би се формирао холмијум оксид.
2. Растворљивост: Холмијум има добру растворљивост у киселим растворима и може да реагује са концентрованом сумпорном киселином, азотном киселином и хлороводоничном киселином да би произвео одговарајуће холмијумове соли.
3. Стање оксидације: Оксидационо стање холмијума је обично +3. Може да формира разна једињења, као што су оксиди (Хо2О3), хлориди (ХоЦл3), сулфати (Хо2(СО4)3), итд. Поред тога, холмијум такође може да има оксидациона стања као што су +2, +4 и +5, али ова оксидациона стања су мање уобичајена.
4. Комплекси: Холмијум може да формира различите комплексе, од којих су најчешћи комплекси са центром на холмијум (ИИИ) јонима. Ови комплекси играју важну улогу у хемијској анализи, катализаторима и биохемијским истраживањима.
5. Реактивност: Холмијум обично показује релативно благу реактивност у хемијским реакцијама. Може да учествује у многим врстама хемијских реакција као што су реакције оксидације-редукције, реакције координације и сложене реакције. Холмијум је релативно стабилан метал, а његова хемијска својства се углавном огледају у релативно ниској реактивности, доброј растворљивости, различитим оксидационим стањима и формирању различитих комплекса. Ове карактеристике чине да се холмијум широко користи у хемијским реакцијама, координационој хемији и биохемијским истраживањима.

Биолошка својства холмијума

Биолошка својства холмијума су релативно мало проучавана, а информације које до сада знамо су ограничене. Следе нека од својстава холмијума у ​​организмима:
1. Биорасположивост: Холмијум је релативно редак у природи, тако да је његов садржај у организмима веома низак. Холмијум има слабу биорасположивост, односно способност организма да унесе и апсорбује холмијум је ограничена, што је један од разлога зашто функције и ефекти холмијума у ​​људском телу нису у потпуности схваћени.
2. Физиолошка функција: Иако постоји ограничено знање о физиолошким функцијама холмијума, студије су показале да холмијум може бити укључен у неке важне биохемијске процесе у људском телу. Научне студије су показале да холмијум може бити повезан са здрављем костију и мишића, али је специфичан механизам још увек нејасан.
3. Токсичност: Због своје ниске биорасположивости, холмијум има релативно ниску токсичност за људско тело. У лабораторијским студијама на животињама, изложеност високим концентрацијама једињења холмијума може изазвати одређена оштећења јетре и бубрега, али тренутна истраживања о акутној и хроничној токсичности холмијума су релативно ограничена. Биолошка својства холмијума у ​​живим организмима још нису у потпуности схваћена. Садашња истраживања се фокусирају на његове могуће физиолошке функције и токсичне ефекте на живе организме. Уз континуирани напредак науке и технологије, истраживања о биолошким особинама холмијума наставиће да се продубљују.

Природна дистрибуција холмијума

Распрострањеност холмијума у ​​природи је веома ретка, а један је од елемената са изузетно ниским садржајем у земљиној кори. Следи распоред холмијума у ​​природи:
1. Расподела у земљиној кори: Садржај холмијума у ​​земљиној кори је око 1,3ппм (делови на милион), што је релативно редак елемент у земљиној кори. Упркос малом садржају, холмијум се може наћи у неким стенама и рудама, као што су руде које садрже ретке земље.
2. Присуство у минералима: Холмијум углавном постоји у рудама у облику оксида, као што је холмијум оксид (Хо2О3). Хо2О3 је аоксид ретке земљеруда која садржи високу концентрацију холмијума.
3. Састав у природи: Холмијум обично коегзистира са другим елементима ретких земаља и делом лантанидних елемената. У природи може постојати у облику оксида, сулфата, карбоната итд.
4. Географска локација дистрибуције: Распрострањеност холмијума је релативно уједначена широм света, али је његова производња веома ограничена. Неке земље имају одређене ресурсе руде холмијума, као што су Кина, Аустралија, Бразил, итд. Холмијум је релативно редак у природи и углавном постоји у облику оксида у рудама. Иако је садржај низак, он коегзистира са другим ретким земљаним елементима и може се наћи у неким специфичним геолошким срединама. Због његове реткости и ограничења дистрибуције, експлоатација и коришћење холмијума је релативно тешко.

Екстракција и топљење холмијумског елемента
Холмијум је реткоземни елемент, а његов процес вађења и екстракције је сличан другим елементима ретких земаља. Следи детаљан увод у процес рударења и екстракције холмијум елемента:
1. Тражење холмијумске руде: Холмијум се може наћи у рудама ретких земаља, а уобичајене холмијумске руде укључују оксидне и карбонатне руде. Ове руде могу постојати у подземним или отвореним налазиштима минерала.
2. Дробљење и млевење руде: Након ископавања, холмијумска руда треба да се дроби и самлева у мање честице и даље рафинише.
3. Флотација: Одвајање холмијумове руде од осталих нечистоћа методом флотације. У процесу флотације, разблаживач и агенс за пену се често користе да би руда холмијума плутала на површини течности, а затим спровела физички и хемијски третман.
4. Хидратација: Након флотације, холмијумска руда ће бити подвргнута третману хидратације како би се претворила у холмијумове соли. Третман хидратацијом обично укључује реаговање руде са разблаженим раствором киселине да би се формирао раствор соли холмијумове киселине.
5. Преципитација и филтрација: Подешавањем реакционих услова, холмијум у раствору соли холмијумове киселине се исталожи. Затим филтрирајте талог да бисте одвојили чисти холмијумски преципитат.
6. Калцинација: Холмијумски преципитати треба да се подвргну третману калцинације. Овај процес укључује загревање талога холмијума до високе температуре да би се трансформисао у холмијум оксид.
7. Редукција: Холмијум оксид се подвргава редукционом третману да би се трансформисао у метални холмијум. Обично се редукциони агенси (као што је водоник) користе за редукцију у условима високе температуре. 8. Рафинирање: Редуковани метални холмијум може садржати друге нечистоће и треба га рафинисати и пречистити. Методе рафинирања укључују екстракцију растварачем, електролизу и хемијску редукцију. Након горе наведених корака, високе чистоћехолмијум металможе се добити. Ови холмијумски метали се могу користити за припрему легура, магнетних материјала, нуклеарну индустрију енергије и ласерске уређаје. Вреди напоменути да је процес рударења и екстракције реткоземних елемената релативно сложен и захтева напредну технологију и опрему за постизање ефикасне и јефтине производње.

Методе детекције холмијум елемента
1. Атомска апсорпциона спектрометрија (ААС): Атомска апсорпциона спектрометрија је најчешће коришћена метода квантитативне анализе која користи апсорпционе спектре специфичних таласних дужина за одређивање концентрације холмијума у ​​узорку. Он атомизује узорак који се тестира у пламену, а затим мери интензитет апсорпције холмијума у ​​узорку кроз спектрометар. Ова метода је погодна за детекцију холмијума у ​​вишим концентрацијама.
2. Индуктивно спрегнута плазма оптичка емисиона спектрометрија (ИЦП-ОЕС): Индуктивно спрегнута плазма оптичка емисиона спектрометрија је високо осетљива и селективна аналитичка метода која се широко користи у вишеелементној анализи. Он атомизује узорак и формира плазму за мерење специфичне таласне дужине и интензитета емисије холмијума у ​​спектрометру.
3. Масена спектрометрија индуктивно спрегнуте плазме (ИЦП-МС): Масена спектрометрија индуктивно спрегнуте плазме је високо осетљива аналитичка метода високе резолуције која се може користити за одређивање односа изотопа и анализу елемената у траговима. Он атомизује узорак и формира плазму за мерење односа масе и наелектрисања холмијума у ​​масеном спектрометру.
4. Рендген флуоресцентна спектрометрија (КСРФ): рендгенска флуоресцентна спектрометрија користи спектар флуоресценције који производи узорак након што је побуђен рендгенским зрацима за анализу садржаја елемената. Може брзо и недеструктивно одредити садржај холмијума у ​​узорку. Ове методе се широко користе у лабораторијама и индустријским пољима за квантитативну анализу и контролу квалитета холмијума. Избор одговарајуће методе зависи од фактора као што су тип узорка, потребна граница детекције и тачност детекције.

Специфична примена методе атомске апсорпције холмијума
У мерењу елемената, метода атомске апсорпције има високу тачност и осетљивост, и пружа ефикасно средство за проучавање хемијских својстава, састава једињења и садржаја елемената. Затим користимо метод атомске апсорпције за мерење садржаја холмијума. Специфични кораци су следећи: Припремите узорак за мерење. Припремите узорак за мерење у раствор, који генерално треба да се свари са мешаном киселином за накнадно мерење. Изаберите одговарајући атомски апсорпциони спектрометар. У складу са својствима узорка који треба да се мери и опсегом садржаја холмијума који треба да се мери, изаберите одговарајући атомски апсорпциони спектрометар. Подесите параметре атомског апсорпционог спектрометра. У складу са елементом који се мери и моделом инструмента, подесите параметре атомског апсорпционог спектрометра, укључујући извор светлости, распршивач, детектор, итд. Измерите апсорпцију холмијума. Узорак који треба да се мери ставите у распршивач и емитујте светлосно зрачење одређене таласне дужине кроз извор светлости. Холмијумски елемент који се мери ће апсорбовати ово светлосно зрачење и произвести прелазе енергетског нивоа. Измерите апсорбанцију холмијума кроз детектор. Израчунати садржај холмијума. Према апсорбанцији и стандардној кривој израчунава се садржај холмијума. Следе специфични параметри које инструмент користи за мерење холмијума.

Холмијум (Хо) стандард: холмијум оксид (аналитичка квалитета).
Метода: Тачно одмерити 1,1455г Хо2О3, растворити у 20мЛ 5Моле хлороводоничне киселине, разблажити до 1Л са водом, концентрација Хо у овом раствору је 1000μг/мЛ. Чувати у полиетиленској боци далеко од светлости.
Тип пламена: азот-оксид-ацетилен, богат пламен
Параметри анализе: Таласна дужина (нм) 410,4 Спектрални пропусни опсег (нм) 0,2
Коефицијент филтера 0,6 Препоручена струја лампе (мА) 6
Негативни високи напон (в) 384.5
Висина главе за сагоревање (мм) 12
Време интеграције (С) 3
Притисак и проток ваздуха (МП, мЛ/мин) 0,25, 5000
Притисак и проток азот-оксида (МП, мЛ/мин) 0,22, 5000
Притисак и проток ацетилена (МП, мЛ/мин) 0,1, 4500
Коефицијент линеарне корелације 0,9980
Карактеристична концентрација (μг/мЛ) 0,841
Метода прорачуна Континуирана метода Киселост раствора 0,5%
Табела мерења ХЦл:

Калибрациона крива:

Интерференција: Холмијум је делимично јонизован у пламену азот-оксид-ацетилен. Додавање калијум нитрата или калијум хлорида до коначне концентрације калијума од 2000 μг/мЛ може инхибирати јонизацију холмијума. У стварном раду потребно је одабрати одговарајући метод мерења према специфичним потребама локације. Ове методе се широко користе у анализи и детекцији кадмијума у ​​лабораторијама и индустријама.

Холмијум је показао велики потенцијал у многим областима са својим јединственим својствима и широким спектром употребе. Разумевањем историје, процеса откривања,важност и примену холмијума, можемо боље разумети значај и вредност овог магичног елемента. Радујмо се што ће холмијум донети више изненађења и открића људском друштву у будућности и дати већи допринос промовисању научног и технолошког напретка и одрживог развоја.

За више информација или упит Холмиум добродошли уконтактирајте нас

Вхатс&тел:008613524231522

Email:sales@shxlchem.com