Holmium Element at Mga Karaniwang Paraan ng Detection
Sa periodic table ng mga elemento ng kemikal, mayroong tinatawag na elementoholmium, na isang bihirang metal. Ang elementong ito ay solid sa temperatura ng silid at may mataas na punto ng pagkatunaw at punto ng kumukulo. Gayunpaman, hindi ito ang pinakakaakit-akit na bahagi ng elemento ng holmium. Ang tunay na kagandahan nito ay nakasalalay sa katotohanan na kapag ito ay nasasabik, ito ay naglalabas ng magandang berdeng ilaw. Ang elemento ng holmium sa nasasabik na estado na ito ay parang isang kumikislap na berdeng hiyas, maganda at misteryoso. Ang mga tao ay may medyo maikling cognitive history ng elementong holmium. Noong 1879, unang natuklasan ng Swedish chemist na si Per Theodor Klebe ang elementong holmium at pinangalanan ito sa kanyang bayan. Habang nag-aaral ng maruming erbium, nakapag-iisa niyang natuklasan ang holmium sa pamamagitan ng pag-alisyttriumatscandium. Pinangalanan niya ang kayumangging sangkap na Holmia (ang Latin na pangalan para sa Stockholm) at ang berdeng sangkap na Thulia. Pagkatapos ay matagumpay niyang nahiwalay ang dysprosium upang paghiwalayin ang purong holmium. Ang Holmium ay isang bihirang elemento ng lupa na may napakalakas na magnetism, kaya madalas itong ginagamit upang gumawa ng mga magnetic na materyales. Kasabay nito, ang holmium ay mayroon ding mataas na refractive index, na ginagawa itong perpektong materyal para sa paggawa ng mga optical na instrumento at optical fibers. Bilang karagdagan, ang holmium ay gumaganap din ng isang mahalagang papel sa larangan ng medisina, enerhiya, at proteksyon sa kapaligiran. Ngayon, punta tayo sa mahiwagang elementong ito na may malawak na hanay ng mga application - holmium. Tuklasin ang mga misteryo nito at damhin ang malaking kontribusyon nito sa lipunan ng tao.
Mga larangan ng aplikasyon ng elemento ng holmium
Ang Holmium ay isang kemikal na elemento na may atomic number na 67 at kabilang sa lanthanide series. Ang sumusunod ay isang detalyadong panimula sa ilang larangan ng aplikasyon ng elemento ng holmium:
1. Holmium magnet:Ang Holmium ay may magandang magnetic properties at malawakang ginagamit bilang isang materyal para sa paggawa ng mga magnet. Lalo na sa mataas na temperatura na superconductivity na pananaliksik, ang mga holmium magnet ay kadalasang ginagamit bilang mga materyales para sa mga superconductor upang mapahusay ang magnetic field ng mga superconductor.
2. Holmium glass:Ang Holmium ay maaaring magbigay sa salamin ng mga espesyal na optical na katangian at ginagamit upang gumawa ng holmium glass laser. Ang mga laser ng Holmium ay malawakang ginagamit sa medisina at industriya, at maaaring gamitin sa paggamot sa mga sakit sa mata, pagputol ng mga metal at iba pang materyales, atbp.
3. Industriya ng enerhiya ng nukleyar:Ang isotope ng Holmium na holmium-165 ay may mataas na neutron capture cross section at ginagamit upang kontrolin ang neutron flux at power distribution ng mga nuclear reactor.
4. Mga optical na aparato: Ang Holmium ay mayroon ding ilang mga aplikasyon sa mga optical device, tulad ng mga optical waveguides, photodetector, modulators, atbp. sa mga komunikasyong optical fiber.
5. Mga fluorescent na materyales:Ang mga holmium compound ay maaaring gamitin bilang mga fluorescent na materyales sa paggawa ng mga fluorescent lamp, fluorescent display screen at fluorescent indicator.6. Mga haluang metal:Maaaring idagdag ang Holmium sa iba pang mga metal upang makagawa ng mga haluang metal upang mapabuti ang thermal stability, corrosion resistance at welding performance ng mga metal. Madalas itong ginagamit sa paggawa ng mga makina ng sasakyang panghimpapawid, makina ng sasakyan at kagamitang kemikal. Ang Holmium ay may mahahalagang aplikasyon sa mga magnet, glass laser, industriya ng enerhiyang nuklear, optical device, fluorescent na materyales at metal na haluang metal.
Mga pisikal na katangian ng elemento ng holmium
1. Atomic na istraktura: Ang atomic na istraktura ng holmium ay binubuo ng 67 electron. Sa electronic configuration nito, mayroong 2 electron sa unang layer, 8 electron sa pangalawang layer, 18 electron sa ikatlong layer, at 29 electron sa ikaapat na layer. Samakatuwid, mayroong 2 nag-iisang pares ng mga electron sa pinakalabas na layer.
2. Densidad at tigas: Ang density ng holmium ay 8.78 g/cm3, na medyo mataas ang density. Ang tigas nito ay humigit-kumulang 5.4 Mohs na tigas.
3. Melting point at boiling point: Ang natutunaw na punto ng holmium ay humigit-kumulang 1474 degrees Celsius at ang kumukulo ay humigit-kumulang 2695 degrees Celsius.
4. Magnetism: Ang Holmium ay isang metal na may magandang magnetism. Nagpapakita ito ng ferromagnetism sa mababang temperatura, ngunit unti-unting nawawala ang magnetism nito sa mataas na temperatura. Ang magnetism ng holmium ay ginagawang mahalaga sa mga aplikasyon ng magnet at sa mataas na temperatura na superconductivity na pananaliksik.
5. Spectral na katangian: Ang Holmium ay nagpapakita ng malinaw na pagsipsip at mga linya ng paglabas sa nakikitang spectrum. Ang mga linya ng paglabas nito ay pangunahing matatagpuan sa berde at pulang spectral range, na nagreresulta sa mga holmium compound na kadalasang may berde o pulang kulay.
6. Thermal conductivity: Ang Holmium ay may medyo mataas na thermal conductivity na humigit-kumulang 16.2 W/m·Kelvin. Ginagawa nitong mahalaga ang holmium sa ilang mga application na nangangailangan ng mahusay na thermal conductivity. Ang Holmium ay isang metal na may mataas na density, tigas at magnetism. Ito ay gumaganap ng isang mahalagang papel sa mga magnet, mataas na temperatura na superconductor, spectroscopy at thermal conductivity.
Mga kemikal na katangian ng holmium
1. Reaktibidad: Ang Holmium ay isang medyo matatag na metal na mabagal na tumutugon sa karamihan ng mga di-metal na elemento at acid. Hindi ito tumutugon sa hangin at tubig sa temperatura ng silid, ngunit kapag pinainit sa mataas na temperatura, tumutugon ito sa oxygen sa hangin upang bumuo ng holmium oxide.
2. Solubility: Ang Holmium ay may mahusay na solubility sa acidic na solusyon at maaaring tumugon sa concentrated sulfuric acid, nitric acid at hydrochloric acid upang makagawa ng kaukulang mga holmium salts.
3. Oxidation state: Ang oxidation state ng holmium ay karaniwang +3. Maaari itong bumuo ng iba't ibang mga compound, tulad ng mga oxide (Ho2O3), mga klorido (HoCl3), sulfates (Ho2(SO4)3), atbp. Bilang karagdagan, ang holmium ay maaari ding magpakita ng mga estado ng oksihenasyon tulad ng +2, +4 at +5, ngunit ang mga estado ng oksihenasyon na ito ay hindi gaanong karaniwan.
4. Mga Complex: Ang Holmium ay maaaring bumuo ng iba't ibang mga complex, ang pinakakaraniwan ay mga complex na nakasentro sa mga holmium (III) ions. Ang mga complex na ito ay may mahalagang papel sa pagsusuri ng kemikal, mga katalista at biochemical na pananaliksik.
5. Reaktibidad: Ang Holmium ay karaniwang nagpapakita ng medyo banayad na reaktibiti sa mga reaksiyong kemikal. Maaari itong lumahok sa maraming uri ng mga reaksiyong kemikal tulad ng mga reaksyon ng pagbabawas ng oksihenasyon, mga reaksyon ng koordinasyon, at mga kumplikadong reaksyon. Ang Holmium ay isang medyo matatag na metal, at ang mga kemikal na katangian nito ay pangunahing makikita sa medyo mababang reaktibidad, mahusay na solubility, iba't ibang mga estado ng oksihenasyon, at ang pagbuo ng iba't ibang mga complex. Ang mga katangiang ito ay ginagawang malawakang ginagamit ang holmium sa mga reaksiyong kemikal, kimika ng koordinasyon, at biochemical na pananaliksik.
Biological na katangian ng holmium
Ang mga biological na katangian ng holmium ay medyo maliit na pinag-aralan, at ang impormasyon na alam natin sa ngayon ay limitado. Ang mga sumusunod ay ilan sa mga katangian ng holmium sa mga organismo:
1. Bioavailability: Ang Holmium ay medyo bihira sa kalikasan, kaya ang nilalaman nito sa mga organismo ay napakababa. Ang Holmium ay may mahinang bioavailability, ibig sabihin, ang kakayahan ng organismo na makain at sumipsip ng holmium ay limitado, na isa sa mga dahilan kung bakit ang mga function at epekto ng holmium sa katawan ng tao ay hindi lubos na nauunawaan.
2. Physiological function: Bagama't may limitadong kaalaman sa physiological function ng holmium, ipinakita ng mga pag-aaral na ang holmium ay maaaring kasangkot sa ilang mahahalagang biochemical na proseso sa katawan ng tao. Ipinakita ng mga siyentipikong pag-aaral na ang holmium ay maaaring nauugnay sa kalusugan ng buto at kalamnan, ngunit ang partikular na mekanismo ay hindi pa rin malinaw.
3. Toxicity: Dahil sa mababang bioavailability nito, ang holmium ay medyo mababa ang toxicity sa katawan ng tao. Sa mga pag-aaral ng hayop sa laboratoryo, ang pagkakalantad sa mataas na konsentrasyon ng mga compound ng holmium ay maaaring magdulot ng ilang pinsala sa atay at bato, ngunit ang kasalukuyang pananaliksik sa talamak at talamak na toxicity ng holmium ay medyo limitado. Ang mga biological na katangian ng holmium sa mga buhay na organismo ay hindi pa ganap na nauunawaan. Nakatuon ang kasalukuyang pananaliksik sa mga posibleng physiological function nito at nakakalason na epekto sa mga buhay na organismo. Sa patuloy na pagsulong ng agham at teknolohiya, patuloy na lalalim ang pananaliksik sa mga biyolohikal na katangian ng holmium.
Likas na pamamahagi ng holmium
Ang pamamahagi ng holmium sa kalikasan ay napakabihirang, at ito ay isa sa mga elemento na may napakababang nilalaman sa crust ng lupa. Ang sumusunod ay ang pamamahagi ng holmium sa kalikasan:
1. Distribusyon sa crust ng lupa: Ang nilalaman ng holmium sa crust ng lupa ay humigit-kumulang 1.3ppm (parts per million), na medyo bihirang elemento sa crust ng lupa. Sa kabila ng mababang nilalaman nito, ang holmium ay matatagpuan sa ilang mga bato at ores, tulad ng mga ores na naglalaman ng mga rare earth elements.
2. Presensya sa mga mineral: Ang holmium ay pangunahing umiiral sa mga ores sa anyo ng mga oxide, tulad ng holmium oxide (Ho2O3). Ang Ho2O3 ay abihirang lupa oksidoore na naglalaman ng mataas na konsentrasyon ng holmium.
3. Komposisyon sa kalikasan: Ang Holmium ay kadalasang kasama ng iba pang mga bihirang elemento ng lupa at isang bahagi ng mga elemento ng lanthanide. Maaari itong umiral sa kalikasan sa anyo ng mga oxide, sulfate, carbonates, atbp.
4. Heograpikal na lokasyon ng pamamahagi: Ang pamamahagi ng holmium ay medyo pare-pareho sa buong mundo, ngunit ang produksyon nito ay napakalimitado. Ang ilang mga bansa ay may ilang partikular na mapagkukunan ng holmium ore, tulad ng China, Australia, Brazil, atbp. Ang Holmium ay medyo bihira sa kalikasan at higit sa lahat ay umiiral sa anyo ng mga oxide sa ores. Bagama't mababa ang nilalaman, ito ay kasama ng iba pang mga bihirang elemento ng lupa at maaaring matagpuan sa ilang partikular na geological na kapaligiran. Dahil sa pambihira at paghihigpit sa pamamahagi nito, medyo mahirap ang pagmimina at paggamit ng holmium.
Pagkuha at Pagtunaw ng Holmium Element
Ang Holmium ay isang rare earth element, at ang proseso ng pagmimina at pagkuha nito ay katulad ng iba pang rare earth elements. Ang sumusunod ay isang detalyadong panimula sa proseso ng pagmimina at pagkuha ng elemento ng holmium:
1. Paghahanap ng holmium ore: Ang holmium ay matatagpuan sa mga rare earth ores, at ang karaniwang holmium ores ay kinabibilangan ng oxide ores at carbonate ores. Ang mga ores na ito ay maaaring umiiral sa ilalim ng lupa o open-pit na mga deposito ng mineral.
2. Pagdurog at Paggiling ng Ore: Pagkatapos ng pagmimina, ang holmium ore ay kailangang durugin at durugin sa mas maliliit na particle at higit na pino.
3. Paglutang: Paghihiwalay ng holmium ore mula sa iba pang mga impurities sa pamamagitan ng flotation method. Sa proseso ng flotation, ang diluent at foam agent ay kadalasang ginagamit upang lumutang ang holmium ore sa likidong ibabaw, at pagkatapos ay magsagawa ng pisikal at kemikal na paggamot.
4. Hydration: Pagkatapos ng flotation, ang holmium ore ay sasailalim sa hydration treatment para gawing holmium salts. Ang paggamot sa hydration ay kadalasang kinabibilangan ng pagtugon sa ore na may dilute acid solution upang bumuo ng holmium acid salt solution.
5. Pag-ulan at pagsasala: Sa pamamagitan ng pagsasaayos ng mga kondisyon ng reaksyon, ang holmium sa holmium acid salt solution ay namuo. Pagkatapos, i-filter ang precipitate upang paghiwalayin ang purong holmium precipitate.
6. Calcination: Ang Holmium precipitates ay kailangang sumailalim sa calcination treatment. Ang prosesong ito ay nagsasangkot ng pag-init ng holmium precipitate sa isang mataas na temperatura upang mabago ito sa holmium oxide.
7. Pagbabawas: Ang Holmium oxide ay sumasailalim sa reduction treatment upang mag-transform sa metal na holmium. Karaniwan, ang mga ahente ng pagbabawas (tulad ng hydrogen) ay ginagamit para sa pagbabawas sa ilalim ng mga kondisyon ng mataas na temperatura. 8. Pagpino: Ang pinababang metal holmium ay maaaring maglaman ng iba pang mga dumi at kailangang dalisayin at dalisayin. Kasama sa mga paraan ng pagpino ang solvent extraction, electrolysis, at chemical reduction. Pagkatapos ng mga hakbang sa itaas, mataas na kadalisayanholmium na metalmaaaring makuha. Ang mga metal na holmium na ito ay maaaring gamitin para sa paghahanda ng mga haluang metal, magnetic na materyales, industriya ng enerhiyang nuklear, at mga aparatong laser. Kapansin-pansin na ang proseso ng pagmimina at pagkuha ng mga elemento ng bihirang lupa ay medyo kumplikado at nangangailangan ng advanced na teknolohiya at kagamitan upang makamit ang mahusay at murang produksyon.
Mga paraan ng pagtuklas ng elemento ng holmium
1. Atomic absorption spectrometry (AAS): Ang atomic absorption spectrometry ay isang karaniwang ginagamit na quantitative analysis method na gumagamit ng absorption spectra ng mga partikular na wavelength upang matukoy ang konsentrasyon ng holmium sa isang sample. Atomize nito ang sample na susuriin sa isang apoy, at pagkatapos ay sinusukat ang intensity ng pagsipsip ng holmium sa sample sa pamamagitan ng spectrometer. Ang pamamaraang ito ay angkop para sa pagtuklas ng holmium sa mas mataas na konsentrasyon.
2. Inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP-OES): Ang inductively coupled plasma optical emission spectrometry ay isang napakasensitibo at piling analytical na pamamaraan na malawakang ginagamit sa pagsusuri ng maraming elemento. Atomize nito ang sample at bumubuo ng plasma upang masukat ang tiyak na wavelength at intensity ng holmium emission sa isang spectrometer.
3. Inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS): Ang inductively coupled plasma mass spectrometry ay isang napakasensitibo at high-resolution na analytical na paraan na maaaring gamitin para sa pagtukoy ng isotope ratio at pagsusuri ng trace element. Ito ay nag-atomize ng sample at bumubuo ng isang plasma upang masukat ang mass-to-charge ratio ng holmium sa isang mass spectrometer.
4. X-ray fluorescence spectrometry (XRF): Ginagamit ng X-ray fluorescence spectrometry ang fluorescence spectrum na ginawa ng sample pagkatapos ma-excite ng X-ray upang suriin ang nilalaman ng mga elemento. Maaari nitong mabilis at hindi mapanirang matukoy ang nilalaman ng holmium sa sample. Ang mga pamamaraang ito ay malawakang ginagamit sa mga laboratoryo at industriyal na larangan para sa quantitative analysis at quality control ng holmium. Ang pagpili ng naaangkop na paraan ay nakasalalay sa mga salik tulad ng uri ng sample, kinakailangang limitasyon sa pagtuklas at katumpakan ng pagtuklas.
Tukoy na aplikasyon ng holmium atomic absorption method
Sa pagsukat ng elemento, ang paraan ng pagsipsip ng atom ay may mataas na katumpakan at pagiging sensitibo, at nagbibigay ng isang epektibong paraan para sa pag-aaral ng mga kemikal na katangian, komposisyon ng tambalan at nilalaman ng mga elemento. Susunod, ginagamit namin ang paraan ng pagsipsip ng atomic upang sukatin ang nilalaman ng holmium. Ang mga tiyak na hakbang ay ang mga sumusunod: Ihanda ang sample na susukat. Ihanda ang sample na susukat sa isang solusyon, na sa pangkalahatan ay kailangang digested na may pinaghalong acid para sa kasunod na pagsukat. Pumili ng angkop na atomic absorption spectrometer. Ayon sa mga katangian ng sample na susukat at ang hanay ng nilalaman ng holmium na susukat, pumili ng angkop na atomic absorption spectrometer. Ayusin ang mga parameter ng atomic absorption spectrometer. Ayon sa elementong susukatin at sa modelo ng instrumento, ayusin ang mga parameter ng atomic absorption spectrometer, kabilang ang light source, atomizer, detector, atbp. Sukatin ang absorbance ng holmium. Ilagay ang sample na susukatin sa atomizer, at maglabas ng liwanag na radiation ng isang partikular na wavelength sa pamamagitan ng light source. Ang elemento ng holmium na susukatin ay sumisipsip ng mga light radiation na ito at magbubunga ng mga paglipat ng antas ng enerhiya. Sukatin ang absorbance ng holmium sa pamamagitan ng detector. Kalkulahin ang nilalaman ng holmium. Ayon sa absorbance at standard curve, kinakalkula ang nilalaman ng holmium. Ang mga sumusunod ay ang mga partikular na parameter na ginagamit ng isang instrumento upang sukatin ang holmium.
Holmium (Ho) standard: holmium oxide (analytical grade).
Paraan: Tumpak na timbangin ang 1.1455g Ho2O3, matunaw sa 20mL 5Mole hydrochloric acid, maghalo sa 1L ng tubig, ang konsentrasyon ng Ho sa solusyon na ito ay 1000μg/mL. Itabi sa isang bote ng polyethylene na malayo sa liwanag.
Uri ng apoy: nitrous oxide-acetylene, mayaman na apoy
Mga parameter ng pagsusuri: Wavelength (nm) 410.4 Spectral bandwidth (nm) 0.2
Filter coefficient 0.6 Inirerekomendang lamp current (mA) 6
Negatibong mataas na boltahe (v) 384.5
Taas ng ulo ng pagkasunog (mm) 12
Oras ng pagsasama (S) 3
Presyon at daloy ng hangin (MP, mL/min) 0.25, 5000
Nitrous oxide pressure at daloy (MP, mL/min) 0.22, 5000
Presyon at daloy ng acetylene (MP, mL/min) 0.1, 4500
Linear correlation coefficient 0.9980
Katangiang konsentrasyon (μg/mL) 0.841
Paraan ng pagkalkula Continuous method Solusyon acidity 0.5%
HCl sinusukat talahanayan:
Kurba ng pagkakalibrate:
Panghihimasok: Ang Holmium ay bahagyang na-ionize sa nitrous oxide-acetylene flame. Ang pagdaragdag ng potassium nitrate o potassium chloride sa panghuling konsentrasyon ng potassium na 2000μg/mL ay maaaring makahadlang sa ionization ng holmium. Sa aktwal na trabaho, kinakailangang pumili ng angkop na paraan ng pagsukat ayon sa mga partikular na pangangailangan ng site. Ang mga pamamaraang ito ay malawakang ginagamit sa pagsusuri at pagtuklas ng cadmium sa mga laboratoryo at industriya.
Ang Holmium ay nagpakita ng malaking potensyal sa maraming larangan na may mga natatanging katangian at malawak na hanay ng mga gamit. Sa pamamagitan ng pag-unawa sa kasaysayan, proseso ng pagtuklas,kahalagahan at aplikasyon ng holmium, mas mauunawaan natin ang kahalagahan at halaga ng mahiwagang elementong ito. Asahan natin ang holmium na magdadala ng higit pang mga sorpresa at tagumpay sa lipunan ng tao sa hinaharap at gumawa ng mas malaking kontribusyon sa pagtataguyod ng siyentipiko at teknolohikal na pag-unlad at napapanatiling pag-unlad.
Para sa karagdagang impormasyon o katanungan, maligayang pagdating sa Holmiummakipag-ugnayan sa amin
Whats&tel:008613524231522
Email:sales@shxlchem.com
Oras ng post: Nob-13-2024