Kipengele cha Holmium na Mbinu za Kawaida za Kugundua
Katika jedwali la mara kwa mara la vipengele vya kemikali, kuna kipengele kinachoitwaholmium, ambayo ni chuma adimu. Kipengele hiki ni imara kwenye joto la kawaida na kina kiwango cha juu cha kuyeyuka na kiwango cha kuchemsha. Hata hivyo, hii sio sehemu ya kuvutia zaidi ya kipengele cha holmium. Haiba yake halisi iko katika ukweli kwamba inaposisimka, hutoa mwanga mzuri wa kijani kibichi. Kipengele cha holmium katika hali hii ya msisimko ni kama vito vya kijani vinavyometa, nzuri na ya ajabu. Wanadamu wana historia fupi ya utambuzi wa kipengele cha holmium.Mwaka wa 1879, mwanakemia wa Uswidi Per Theodor Klebe aligundua kwanza kipengele cha holmium na kukipa jina la mji wake wa asili. Alipokuwa akisoma erbium chafu, aligundua holmium kwa kujitegemea kwa kuiondoayttriumnascandium. Aliita dutu ya hudhurungi Holmia (jina la Kilatini la Stockholm) na dutu ya kijani kibichi Thulia. Kisha alifanikiwa kutenganisha dysprosium kutenganisha holmium safi.Katika jedwali la upimaji la vipengele vya kemikali, holmium ina mali na matumizi ya kipekee sana. Holmium ni kipengele cha nadra cha dunia chenye sumaku kali sana, hivyo hutumiwa mara nyingi kutengeneza nyenzo za sumaku. Wakati huo huo, holmium pia ina index ya juu ya refractive, na kuifanya kuwa nyenzo bora kwa ajili ya kufanya vyombo vya macho na nyuzi za macho. Kwa kuongeza, holmium pia ina jukumu muhimu katika nyanja za dawa, nishati, na ulinzi wa mazingira. Leo, hebu tuende kwenye kipengele hiki cha kichawi na aina mbalimbali za maombi - holmium. Chunguza mafumbo yake na uhisi mchango wake mkubwa kwa jamii ya wanadamu.
Mashamba ya maombi ya kipengele cha holmium
Holmium ni kipengele cha kemikali kilicho na nambari ya atomiki ya 67 na ni ya mfululizo wa lanthanide. Ufuatao ni utangulizi wa kina kwa baadhi ya nyanja za matumizi ya kipengele cha holmium:
1. Sumaku ya Holmium:Holmium ina sifa nzuri za sumaku na hutumiwa sana kama nyenzo ya kutengeneza sumaku. Hasa katika utafiti wa halijoto ya juu zaidi, sumaku za holmium hutumiwa mara nyingi kama nyenzo za waendeshaji wakuu ili kuongeza uwanja wa sumaku wa waendeshaji wakuu.
2. Kioo cha Holmium:Holmium inaweza kutoa glasi sifa maalum za macho na hutumiwa kutengeneza leza za glasi za holmium. Laser za Holmium hutumiwa sana katika dawa na viwanda, na inaweza kutumika kutibu magonjwa ya macho, kukata metali na vifaa vingine, nk.
3. Sekta ya nishati ya nyuklia:Isotopu ya Holmium holmium-165 ya isotopu ina sehemu ya juu ya kukamata nyutroni na hutumika kudhibiti mtiririko wa nyutroni na usambazaji wa nguvu wa vinu vya nyuklia.
4. Vifaa vya macho: Holmium pia ina baadhi ya programu katika vifaa vya macho, kama vile miongozo ya mawimbi ya macho, vitambua picha, vidhibiti, n.k. katika mawasiliano ya nyuzi macho.
5. Nyenzo za fluorescent:Misombo ya Holmium inaweza kutumika kama nyenzo za umeme kutengeneza taa za fluorescent, skrini za kuonyesha za umeme na viashiria vya fluorescent.6. Aloi za chuma:Holmium inaweza kuongezwa kwa metali nyingine ili kufanya aloi ili kuboresha utulivu wa joto, upinzani wa kutu na utendaji wa kulehemu wa metali. Mara nyingi hutumiwa kutengeneza injini za ndege, injini za gari na vifaa vya kemikali. Holmium ina matumizi muhimu katika sumaku, leza za glasi, tasnia ya nishati ya nyuklia, vifaa vya macho, nyenzo za fluorescent na aloi za chuma.
Mali ya kimwili ya kipengele cha holmium
1. Muundo wa atomiki: Muundo wa atomiki wa holmium unajumuisha elektroni 67. Katika usanidi wake wa kielektroniki, kuna elektroni 2 kwenye safu ya kwanza, elektroni 8 kwenye safu ya pili, elektroni 18 kwenye safu ya tatu, na elektroni 29 kwenye safu ya nne. Kwa hivyo, kuna jozi 2 za elektroni kwenye safu ya nje.
2. Uzito na ugumu: Uzito wa holmium ni 8.78 g/cm3, ambayo ni msongamano wa juu kiasi. Ugumu wake ni kama ugumu wa 5.4 Mohs.
3. Kiwango myeyuko na kiwango cha kuchemka: Kiwango myeyuko cha holmium ni takriban nyuzi joto 1474 na kiwango cha mchemko ni takriban nyuzi 2695 Selsiasi.
4. Usumaku: Holmium ni chuma chenye sumaku nzuri. Inaonyesha ferromagnetism kwa joto la chini, lakini hatua kwa hatua hupoteza magnetism yake kwa joto la juu. Usumaku wa holmium huifanya kuwa muhimu katika matumizi ya sumaku na katika utafiti wa halijoto ya juu ya upitishaji hewa.
5. Sifa za taharuki: Holmium huonyesha njia dhahiri za ufyonzwaji na utoaji wa hewa chafu katika wigo unaoonekana. Laini zake za kutoa uchafu ziko hasa katika safu za spectral za kijani na nyekundu, na kusababisha misombo ya holmium kwa kawaida kuwa na rangi ya kijani au nyekundu.
6. Uendeshaji wa joto: Holmium ina conductivity ya juu ya mafuta ya takriban 16.2 W/m·Kelvin. Hii hufanya holmium kuwa ya thamani katika baadhi ya programu zinazohitaji upitishaji bora wa mafuta. Holmium ni chuma chenye msongamano mkubwa, ugumu na sumaku. Ina jukumu muhimu katika sumaku, superconductors za joto la juu, spectroscopy na conductivity ya mafuta.
Tabia ya kemikali ya holmium
1. Utendaji tena: Holmium ni metali thabiti ambayo humenyuka polepole ikiwa na vipengele na asidi nyingi zisizo za metali. Haifanyiki na hewa na maji kwenye joto la kawaida, lakini inapokanzwa hadi joto la juu, humenyuka na oksijeni hewani kuunda oksidi ya holmium.
2. Umumunyifu: Holmium ina umumunyifu mzuri katika miyeyusho ya tindikali na inaweza kuitikia ikiwa na asidi ya sulfuriki iliyokolea, asidi ya nitriki na asidi hidrokloriki ili kutoa chumvi za holmium zinazolingana.
3. Hali ya oxidation: Hali ya oksidi ya holmium kawaida ni +3. Inaweza kutengeneza misombo mbalimbali, kama vile oksidi (Ho2O3kloridi ()HoCl3, sulfati (Ho2(SO4)3), n.k. Kwa kuongeza, holmium pia inaweza kuwasilisha hali za oksidi kama vile +2, +4 na +5, lakini hali hizi za oksidi si za kawaida.
4. Complexes: Holmium inaweza kuunda aina ya complexes, ya kawaida ambayo ni complexes unaozingatia holmium (III) ions. Mchanganyiko huu una jukumu muhimu katika uchambuzi wa kemikali, vichocheo na utafiti wa biochemical.
5. Utendaji tena: Holmium kwa kawaida huonyesha utendakazi mdogo kiasi katika athari za kemikali. Inaweza kushiriki katika aina nyingi za athari za kemikali kama vile athari za kupunguza oksidi, miitikio ya uratibu na athari changamano. Holmium ni chuma thabiti, na mali yake ya kemikali huonyeshwa hasa katika utendakazi mdogo, umumunyifu mzuri, hali mbalimbali za oxidation, na uundaji wa aina mbalimbali. Sifa hizi hufanya holmium kutumika sana katika athari za kemikali, kemia ya uratibu, na utafiti wa biokemikali.
Mali ya kibaolojia ya holmium
Sifa za kibaolojia za holmium zimesomwa kidogo, na habari tunayojua hadi sasa ni ndogo. Zifuatazo ni baadhi ya mali za holmium katika viumbe:
1. Upatikanaji wa viumbe hai: Holmium ni nadra sana katika asili, hivyo maudhui yake katika viumbe ni ya chini sana. Holmium ina bioavailability duni, ambayo ni, uwezo wa kiumbe wa kumeza na kunyonya holmium ni mdogo, ambayo ni moja ya sababu kwa nini kazi na athari za holmium katika mwili wa binadamu hazieleweki kikamilifu.
2. Utendaji wa kisaikolojia: Ingawa kuna ujuzi mdogo wa kazi za kisaikolojia za holmium, tafiti zimeonyesha kuwa holmium inaweza kuhusika katika michakato muhimu ya biokemikali katika mwili wa binadamu. Uchunguzi wa kisayansi umeonyesha kuwa holmium inaweza kuhusishwa na afya ya mfupa na misuli, lakini utaratibu maalum bado haueleweki.
3. Sumu: Kwa sababu ya upatikanaji wake mdogo, holmium ina sumu ya chini kwa mwili wa binadamu. Katika tafiti za wanyama za maabara, mfiduo wa viwango vya juu vya misombo ya holmium kunaweza kusababisha uharibifu fulani kwa ini na figo, lakini utafiti wa sasa juu ya sumu kali na sugu ya holmium ni mdogo. Sifa za kibaolojia za holmium katika viumbe hai bado hazijaeleweka kikamilifu. Utafiti wa sasa unazingatia kazi zake zinazowezekana za kisaikolojia na athari za sumu kwa viumbe hai. Pamoja na maendeleo endelevu ya sayansi na teknolojia, utafiti juu ya mali ya kibayolojia ya holmium utaendelea kuongezeka.
Usambazaji wa asili wa holmium
Usambazaji wa holmium katika asili ni nadra sana, na ni moja wapo ya vitu vyenye kiwango cha chini sana kwenye ukoko wa dunia. Ifuatayo ni usambazaji wa holmium katika asili:
1. Mtawanyiko katika ukoko wa dunia: Maudhui ya holmium katika ukoko wa dunia ni takriban 1.3ppm (sehemu kwa milioni), ambayo ni kipengele adimu katika ukoko wa dunia. Licha ya maudhui yake ya chini, holmium inaweza kupatikana katika baadhi ya mawe na madini, kama vile madini yenye vipengele adimu vya dunia.
2. Uwepo katika madini: Holmium hupatikana hasa katika ore katika mfumo wa oksidi, kama vile oksidi ya holmium (Ho2O3) Ho2O3 nioksidi ya ardhi adimumadini ambayo yana mkusanyiko mkubwa wa holmium.
3. Muundo katika asili: Holmium kawaida huishi pamoja na vipengele vingine adimu vya dunia na sehemu ya vipengele vya lanthanide. Inaweza kuwepo kwa asili kwa namna ya oksidi, sulfates, carbonates, nk.
4. Eneo la kijiografia la usambazaji: Usambazaji wa holmium ni sare kiasi duniani kote, lakini uzalishaji wake ni mdogo sana. Baadhi ya nchi zina rasilimali fulani za madini ya holmium, kama vile Uchina, Australia, Brazili, n.k. Holmium ni nadra sana kimaumbile na inapatikana katika mfumo wa oksidi katika ore. Ingawa maudhui ni ya chini, yanaishi pamoja na vipengele vingine adimu vya dunia na yanaweza kupatikana katika baadhi ya mazingira mahususi ya kijiolojia. Kutokana na vikwazo vyake vya uchache na usambazaji, uchimbaji na utumiaji wa holmium ni mgumu kiasi.
Uchimbaji na Uyeyushaji wa Kipengele cha Holmium
Holmium ni kipengele cha nadra duniani, na mchakato wake wa uchimbaji na uchimbaji ni sawa na vipengele vingine vya nadra vya dunia. Ufuatao ni utangulizi wa kina wa mchakato wa uchimbaji na uchimbaji wa kipengele cha holmium:
1. Kutafuta madini ya holmium: Holmium inaweza kupatikana katika madini adimu ya ardhini, na madini ya kawaida ya holmium ni pamoja na ore oksidi na ore za kaboni. Ore hizi zinaweza kuwepo katika amana za madini chini ya ardhi au shimo wazi.
2. Kusagwa na Kusaga Madini: Baada ya uchimbaji, madini ya holmium yanahitaji kusagwa na kusagwa katika chembe ndogo na kusafishwa zaidi.
3. Flotation: Kutenganishwa kwa madini ya holmium kutoka kwa uchafu mwingine kwa njia ya kuelea. Katika mchakato wa kuelea, wakala wa diluent na povu hutumiwa mara nyingi kufanya ore ya holmium kuelea kwenye uso wa kioevu, na kisha kufanya matibabu ya kimwili na kemikali.
4. Upunguzaji wa maji: Baada ya kuelea, madini ya holmium yatafanyiwa matibabu ya ugavi na kuyageuza kuwa chumvi ya holmium. Matibabu ya maji kwa kawaida huhusisha kuitikia ore na mmumunyo wa asidi ya dilute ili kuunda suluji ya chumvi ya asidi ya holmium.
5. Kunyesha na kuchujwa: Kwa kurekebisha hali ya mmenyuko, holmium katika suluhisho la chumvi la asidi ya holmium hutupwa. Kisha, chuja mvua ili kutenganisha mvua safi ya holmium.
6. Ukaushaji: Maji ya Holmium yanahitaji kufanyiwa matibabu ya ukalisishaji. Utaratibu huu unahusisha kupasha joto la hewa ya holmium hadi joto la juu ili kuibadilisha kuwa oksidi ya holmium.
7. Kupunguza: Oksidi ya Holmium hupitia matibabu ya kupunguza na kubadilika kuwa holmium ya metali. Kawaida, mawakala wa kupunguza (kama vile hidrojeni) hutumiwa kupunguza chini ya hali ya juu ya joto. 8. Usafishaji: Holmium ya chuma iliyopunguzwa inaweza kuwa na uchafu mwingine na inahitaji kusafishwa na kusafishwa. Mbinu za kusafisha ni pamoja na uchimbaji wa kutengenezea, electrolysis, na kupunguza kemikali. Baada ya hatua zilizo hapo juu, usafi wa juuchuma cha holmiuminaweza kupatikana. Metali hizi za holmium zinaweza kutumika kwa utayarishaji wa aloi, nyenzo za sumaku, tasnia ya nishati ya nyuklia na vifaa vya leza. Inafaa kumbuka kuwa mchakato wa uchimbaji madini na uchimbaji wa vitu adimu vya ardhini ni ngumu kiasi na unahitaji teknolojia ya hali ya juu na vifaa ili kufikia uzalishaji mzuri na wa bei ya chini.
Njia za kugundua kipengele cha holmium
1. Sekta ya ufyonzaji wa atomiki (AAS): Taswira ya ufyonzaji wa atomiki ni mbinu ya uchanganuzi wa kiasi inayotumiwa sana ambayo hutumia mwonekano wa ufyonzaji wa urefu mahususi wa mawimbi ili kubaini mkusanyiko wa holmium katika sampuli. Huweka atomi sampuli ili kujaribiwa katika mwali wa moto, na kisha kupima kasi ya ufyonzwaji wa holmium kwenye sampuli kupitia spectrometa. Njia hii inafaa kwa kugundua holmium kwa viwango vya juu.
2. Vipimo vya uchanganuzi vilivyounganishwa kwa njia ya kufata (ICP-OES): Vipimo vya kuchambua vilivyounganishwa kwa njia ya kufata ni njia nyeti sana na ya uchanganuzi inayotumika sana katika uchanganuzi wa vipengele vingi. Huweka atomi sampuli na kuunda plazima kupima urefu mahususi wa wimbi na ukubwa wa utoaji wa holmium katika spectrometa.
3. Vipimo vya plasma vilivyounganishwa kwa kufata (ICP-MS): Vipimo vya plasma vilivyounganishwa kwa kufata ni njia ya uchanganuzi ambayo ni nyeti sana na yenye azimio la juu ambayo inaweza kutumika kubainisha uwiano wa isotopu na ufuatiliaji wa vipengele. Huweka atomi sampuli na kuunda plasma ili kupima uwiano wa wingi-kwa-chaji wa holmium katika spectrometa ya wingi.
4. Kiorometa cha umeme wa X-ray (XRF): Kiorometa cha fluorescence ya X-ray hutumia wigo wa fluorescence unaotolewa na sampuli baada ya kusisimka na mionzi ya X ili kuchanganua maudhui ya vipengele. Inaweza kubainisha kwa haraka na bila uharibifu maudhui ya holmium kwenye sampuli. Njia hizi hutumiwa sana katika maabara na nyanja za viwanda kwa uchambuzi wa kiasi na udhibiti wa ubora wa holmium. Uteuzi wa mbinu inayofaa inategemea vipengele kama vile aina ya sampuli, kikomo cha ugunduzi kinachohitajika na usahihi wa kutambua.
Utumiaji mahususi wa mbinu ya kunyonya atomiki ya holmium
Katika kipimo cha vipengele, mbinu ya ufyonzaji wa atomiki ina usahihi wa hali ya juu na unyeti, na hutoa njia bora ya kuchunguza sifa za kemikali, utungaji wa mchanganyiko na maudhui ya vipengele. Kisha, tunatumia mbinu ya ufyonzwaji wa atomiki kupima maudhui ya holmium. Hatua mahususi ni kama zifuatazo: Tayarisha sampuli itakayopimwa. Tayarisha sampuli ili kupimwa kuwa suluji, ambayo kwa ujumla inahitaji kusagwa na asidi iliyochanganywa kwa kipimo kinachofuata. Chagua spectrometer inayofaa ya kunyonya atomiki. Kulingana na sifa za sampuli itakayopimwa na anuwai ya maudhui ya holmium ya kupimwa, chagua spectrometa inayofaa ya kunyonya atomiki. Rekebisha vigezo vya spectrometa ya kunyonya atomiki. Kulingana na kipengele cha kupimwa na muundo wa chombo, rekebisha vigezo vya spectrometa ya kunyonya atomiki, ikijumuisha chanzo cha mwanga, atomiza, kigunduzi, n.k. Pima ufyonzwaji wa holmium. Weka sampuli ya kupimwa katika atomiza, na utoe mionzi ya mwanga ya urefu mahususi wa wimbi kupitia chanzo cha mwanga. Kipengele cha holmium kitakachopimwa kitafyonza miale hii ya mwanga na kutoa mabadiliko ya kiwango cha nishati. Pima ufyonzaji wa holmium kupitia kigunduzi. Kuhesabu maudhui ya holmium. Kulingana na kunyonya na kiwango cha kawaida, maudhui ya holmium huhesabiwa. Vifuatavyo ni vigezo maalum vinavyotumiwa na chombo kupima holmium.
Kiwango cha Holmium (Ho): oksidi ya holmium (daraja la uchambuzi).
Njia: Pima kwa usahihi 1.1455g Ho2O3, futa katika 20mL 5Mole hidrokloriki asidi, punguza hadi 1L na maji, mkusanyiko wa Ho katika suluhisho hili ni 1000μg/mL. Hifadhi kwenye chupa ya polyethilini mbali na mwanga.
Aina ya moto: nitrous oksidi-asetilini, moto mwingi
Vigezo vya uchambuzi: Wavelength (nm) 410.4 Kipimo cha data cha Spectral (nm) 0.2
Mgawo wa kichujio 0.6 wa sasa wa taa unaopendekezwa (mA) 6
Voltage hasi ya juu (v) 384.5
Urefu wa kichwa cha mwako (mm) 12
Muda wa muunganisho (S) 3
Shinikizo la hewa na mtiririko (MP, mL/min) 0.25, 5000
Shinikizo na mtiririko wa oksidi ya nitrojeni (MP, mL/min) 0.22, 5000
Shinikizo na mtiririko wa asetilini (MP, mL/min) 0.1, 4500
Mgawo wa uunganisho wa mstari 0.9980
Mkusanyiko wa tabia (μg/mL) 0.841
Mbinu ya kukokotoa Mbinu endelevu Ufumbuzi wa asidi 0.5%
Jedwali la kipimo cha HCl:
Curve ya urekebishaji:
Kuingilia: Holmium imetiwa ioni kwa kiasi katika mwali wa nitrous oksidi-asetilini. Kuongeza nitrati ya potasiamu au kloridi ya potasiamu kwenye mkusanyiko wa mwisho wa potasiamu ya 2000μg/mL kunaweza kuzuia uwekaji wa ionization ya holmium. Katika kazi halisi, ni muhimu kuchagua njia inayofaa ya kipimo kulingana na mahitaji maalum ya tovuti. Njia hizi hutumiwa sana katika uchambuzi na kugundua cadmium katika maabara na viwanda.
Holmium imeonyesha uwezo mkubwa katika nyanja nyingi na mali yake ya kipekee na anuwai ya matumizi. Kwa kuelewa historia, mchakato wa ugunduzi,umuhimu na matumizi ya holmium, tunaweza kuelewa vyema umuhimu na thamani ya kipengele hiki cha kichawi. Hebu tutazamie holmium kuleta mshangao zaidi na mafanikio kwa jamii ya binadamu katika siku zijazo na kutoa mchango mkubwa zaidi katika kukuza maendeleo ya sayansi na teknolojia na maendeleo endelevu.
Kwa habari zaidi au uchunguzi Holmium karibuwasiliana nasi
Whats&tel:008613524231522
Email:sales@shxlchem.com
Muda wa kutuma: Nov-13-2024