Kim loại nguyên tố erbium, ứng dụng, tính chất và phương pháp thử nghiệm thường được sử dụng là gì

https:

 

Khi chúng ta khám phá thế giới tuyệt vời của các yếu tố,ErbiumThu hút sự chú ý của chúng tôi với các thuộc tính độc đáo và giá trị ứng dụng tiềm năng của nó. Từ biển sâu ra ngoài vũ trụ, từ các thiết bị điện tử hiện đại đến công nghệ năng lượng xanh, ứng dụng củaErbiumTrong lĩnh vực khoa học tiếp tục mở rộng, cho thấy giá trị không thể so sánh của nó.
Erbium được phát hiện bởi nhà hóa học người Thụy Điển Mosander vào năm 1843 bằng cách phân tích yttri. Ban đầu anh ấy đặt tên cho oxit của erbium làoxit terbium,Vì vậy, trong tài liệu đầu tiên của Đức, oxit terbium và oxit erbium đã bị nhầm lẫn.

Mãi đến sau năm 1860, nó đã được sửa chữa. Trong cùng một khoảng thời gian khilanthanumđược phát hiện, Mosander đã phân tích và nghiên cứuyttrivà xuất bản một báo cáo vào năm 1842, làm rõ rằng ban đầu được phát hiệnyttrikhông phải là một oxit nguyên tố duy nhất, mà là một oxit gồm ba nguyên tố. Anh ta vẫn gọi một trong số họ là yttri, và đặt tên là một trong số họErbia(Trái đất Erbium). Biểu tượng phần tử được đặt làEr. Nó được đặt theo tên của nơi đầu tiên được phát hiện, thị trấn nhỏ Ytter của Stockholm, Thụy Điển. Việc phát hiện ra erbium và hai yếu tố khác,lanthanumTerbium, mở ra cánh cửa thứ hai để khám pháCác yếu tố đất hiếm, đó là giai đoạn thứ hai của việc phát hiện ra các yếu tố đất hiếm. Khám phá của họ là thứ ba trong số các yếu tố đất hiếm sauCeriumyttri.

Hôm nay, chúng tôi sẽ bắt đầu hành trình khám phá này cùng nhau để có được sự hiểu biết sâu sắc hơn về các tính chất độc đáo của Erbium và ứng dụng của nó trong công nghệ hiện đại.

https:

 

Các trường ứng dụng của phần tử erbium

1. Công nghệ laser:Yếu tố Erbium được sử dụng rộng rãi trong công nghệ laser, đặc biệt là trong laser trạng thái rắn. Các ion Erbium có thể tạo ra laser với bước sóng khoảng 1,5 micron trong vật liệu laser trạng thái rắn, có ý nghĩa lớn đối với các trường như truyền thông sợi quang và phẫu thuật laser y tế.
2. Truyền thông sợi quang:Vì phần tử Erbium có thể tạo ra bước sóng cần thiết để hoạt động trong giao tiếp cáp quang, nó được sử dụng trong các bộ khuếch đại sợi. Điều này giúp tăng cường khoảng cách truyền và hiệu quả của các tín hiệu quang học và cải thiện hiệu suất của các mạng truyền thông.
3. Phẫu thuật laser y tế:Laser erbium được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực y tế, đặc biệt là để cắt và đông máu. Việc lựa chọn bước sóng của nó cho phép các laser erbium được hấp thụ và sử dụng hiệu quả cho phẫu thuật laser có độ chính xác cao, chẳng hạn như phẫu thuật nhãn khoa.
4. Vật liệu từ tính và hình ảnh cộng hưởng từ (MRI):Việc bổ sung Erbium vào một số vật liệu từ tính có thể thay đổi tính chất từ ​​tính của chúng, làm cho chúng làm cho chúng các ứng dụng quan trọng trong hình ảnh cộng hưởng từ (MRI). Vật liệu từ tính được tăng cường Erbium có thể được sử dụng để cải thiện độ tương phản của hình ảnh MRI.

5. Bộ khuếch đại quang học:Erbium cũng được sử dụng trong các bộ khuếch đại quang học. Bằng cách thêm Erbium vào bộ khuếch đại, có thể đạt được mức tăng trong hệ thống truyền thông, tăng cường độ và khoảng cách truyền của tín hiệu quang.
6. Công nghiệp năng lượng hạt nhân:Đồng vị Erbium-167 có mặt cắt neutron cao, do đó nó được sử dụng làm nguồn neutron trong ngành năng lượng hạt nhân để phát hiện neutron và kiểm soát các lò phản ứng hạt nhân.
7. Nghiên cứu và phòng thí nghiệm:Erbium được sử dụng như một máy dò và điểm đánh dấu duy nhất trong phòng thí nghiệm cho các ứng dụng nghiên cứu và phòng thí nghiệm. Các thuộc tính quang phổ đặc biệt của nó và tính chất từ ​​tính làm cho nó đóng vai trò quan trọng trong nghiên cứu khoa học.
Erbium đóng một vai trò không thể thiếu trong khoa học và công nghệ và y học hiện đại, và các đặc tính độc đáo của nó cung cấp hỗ trợ quan trọng cho các ứng dụng khác nhau.

https:

Tính chất vật lý của erbium


Ngoại hình: Erbium là một kim loại màu trắng bạc, rắn.

Mật độ: Erbium có mật độ khoảng 9.066 g/cm3. Điều này chỉ ra rằng Erbium là một kim loại tương đối dày đặc.

Điểm nóng chảy: Erbium có điểm nóng chảy là 1.529 độ C. Điều này có nghĩa là ở nhiệt độ cao, Erbium có thể chuyển từ trạng thái rắn sang trạng thái lỏng.

Điểm sôi: Erbium có điểm sôi là 2.870 độ Celsius (5.198 độ Fahrenheit). Đây là điểm mà Erbium chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái khí ở nhiệt độ cao.

Độ dẫn điện: Erbium là một trong những kim loại dẫn điện hơn và có độ dẫn điện tốt.

Từ tính: Ở nhiệt độ phòng, Erbium là vật liệu sắt từ. Nó thể hiện tính ferromagnetism dưới một nhiệt độ nhất định, nhưng mất tính chất này ở nhiệt độ cao hơn.

Khoảnh khắc từ tính: Erbium có một khoảnh khắc từ tính tương đối lớn, điều này làm cho nó quan trọng trong các vật liệu từ tính và các ứng dụng từ tính.

Cấu trúc tinh thể: Ở nhiệt độ phòng, cấu trúc tinh thể của erbium là đóng gói gần nhất lục giác. Cấu trúc này ảnh hưởng đến tính chất của nó trong trạng thái rắn.

Độ dẫn nhiệt: Erbium có độ dẫn nhiệt cao, chỉ ra rằng nó hoạt động tốt trong độ dẫn nhiệt.

Độ phóng xạ: Bản thân Erbium không phải là một yếu tố phóng xạ và các đồng vị ổn định của nó tương đối phong phú.

Tính chất quang phổ: Erbium cho thấy các đường hấp thụ và phát xạ cụ thể trong các vùng quang phổ nhìn thấy và gần hồng ngoại, giúp nó hữu ích trong công nghệ laser và các ứng dụng quang học.

Các tính chất vật lý của yếu tố erbium làm cho nó được sử dụng rộng rãi trong công nghệ laser, truyền thông quang học, y học và các lĩnh vực khoa học và công nghệ khác.

https:

Tính chất hóa học của erbium


Biểu tượng hóa học: Biểu tượng hóa học của erbium là er.

Trạng thái oxy hóa: Erbium thường tồn tại ở trạng thái oxy hóa +3, là trạng thái oxy hóa phổ biến nhất của nó. Trong các hợp chất, erbium có thể hình thành các ion 3+.

Khả năng phản ứng: Erbium tương đối ổn định ở nhiệt độ phòng, nhưng nó sẽ bị oxy hóa từ từ trong không khí. Nó phản ứng chậm với nước và axit, vì vậy nó có thể vẫn tương đối ổn định trong một số ứng dụng.

Độ hòa tan: Erbium hòa tan các axit vô cơ chung để tạo ra các muối erbium tương ứng.
Phản ứng với oxy: Erbium phản ứng với oxy để tạo thành các oxit, chủ yếu làER2O3 (Erbium dioxide). Đây là một chất rắn đỏ hồng thường được sử dụng trong các men gốm và các ứng dụng khác.

Phản ứng với halogens: erbium có thể phản ứng với halogen để hình thành các halogen tương ứng, chẳng hạn nhưErbium fluoride (ERF3), Erbium clorua (ERCL3), vân vân.

Phản ứng với lưu huỳnh: Erbium có thể phản ứng với lưu huỳnh để tạo thành sunfua, chẳng hạn nhưErbium sulfide (ER2S3).

Phản ứng với nitơ: erbium phản ứng với nitơ để hình thànherbium nitride (ERN).

Phức hợp: Erbium tạo thành một loạt các phức hợp, đặc biệt là trong hóa học organometallic. Các phức hợp này có giá trị ứng dụng trong xúc tác và các trường khác.

Các đồng vị ổn định: Erbium có nhiều đồng vị ổn định, trong đó phong phú nhất là ER-166. Ngoài ra, Erbium có một số đồng vị phóng xạ, nhưng sự phong phú tương đối của chúng là thấp.

Các tính chất hóa học của phần tử erbium làm cho nó trở thành một thành phần quan trọng của nhiều ứng dụng công nghệ cao, cho thấy tính linh hoạt của nó trong các lĩnh vực khác nhau.

https:

 

Tính chất sinh học của erbium

Erbium có tương đối ít tính chất sinh học trong các sinh vật, nhưng một số nghiên cứu đã chỉ ra rằng nó có thể tham gia vào một số quá trình sinh học trong một số điều kiện nhất định.

Tính khả dụng sinh học: Erbium là một yếu tố vi lượng cho nhiều sinh vật, nhưng khả dụng sinh học của nó trong các sinh vật là tương đối thấp.LanthanumCác ion rất khó được hấp thụ và sử dụng bởi các sinh vật, vì vậy chúng hiếm khi đóng một vai trò quan trọng trong các sinh vật.

Độc tính: Erbium thường được coi là có độc tính thấp, đặc biệt là so với các yếu tố đất hiếm khác. Các hợp chất erbium được coi là tương đối vô hại ở nồng độ nhất định. Tuy nhiên, nồng độ cao của các ion lanthanum có thể có tác dụng có hại đối với các sinh vật, chẳng hạn như tổn thương tế bào và can thiệp vào các chức năng sinh lý.

Sự tham gia sinh học: Mặc dù erbium có tương đối ít chức năng trong các sinh vật, một số nghiên cứu đã chỉ ra rằng nó có thể tham gia vào một số quá trình sinh học cụ thể. Ví dụ, một số nghiên cứu đã chỉ ra rằng Erbium có thể đóng một vai trò nhất định trong việc thúc đẩy sự phát triển và ra hoa của thực vật.

Ứng dụng y tế: Erbium và các hợp chất của nó cũng có một số ứng dụng nhất định trong lĩnh vực y tế. Ví dụ, Erbium có thể được sử dụng trong điều trị một số hạt nhân phóng xạ nhất định, như là một tác nhân tương phản cho đường tiêu hóa và là một chất phụ gia phụ trợ cho một số loại thuốc. Trong hình ảnh y tế, các hợp chất Erbium đôi khi được sử dụng làm chất tương phản.

Nội dung trong cơ thể: Erbium tồn tại với số lượng nhỏ trong tự nhiên, vì vậy nội dung của nó trong hầu hết các sinh vật cũng tương đối thấp. Trong một số nghiên cứu, người ta đã phát hiện ra rằng một số vi sinh vật và thực vật có thể hấp thụ và tích lũy erbium.

Cần lưu ý rằng Erbium không phải là một yếu tố thiết yếu cho cơ thể con người, vì vậy sự hiểu biết về các chức năng sinh học của nó vẫn còn tương đối hạn chế. Hiện tại, các ứng dụng chính của erbium vẫn tập trung trong các lĩnh vực kỹ thuật như khoa học vật liệu, quang học và y học, thay vì trong lĩnh vực sinh học.

Khai thác và sản xuất erbium


Erbium là một yếu tố đất hiếm có tương đối hiếm trong tự nhiên.

1. Sự tồn tại trong lớp vỏ của Trái đất: Erbium tồn tại trong lớp vỏ của Trái đất, nhưng nội dung của nó tương đối thấp. Nội dung trung bình của nó là khoảng 0,3 mg/kg. Erbium chủ yếu tồn tại dưới dạng quặng, cùng với các yếu tố đất hiếm khác.
2. Phân phối trong quặng: Erbium chủ yếu tồn tại dưới dạng quặng. Quặng phổ biến bao gồm quặng yttri erbium, đá nhôm erbium, đá kali erbium, v.v ... Những quặng này thường chứa các yếu tố đất hiếm khác cùng một lúc. Erbium thường tồn tại ở dạng hóa trị ba.

3. Các quốc gia sản xuất lớn: Các quốc gia lớn sản xuất Erbium bao gồm Trung Quốc, Hoa Kỳ, Úc, Brazil, v.v ... Các quốc gia này đóng vai trò quan trọng trong việc sản xuất các yếu tố đất hiếm.

4. Phương pháp trích xuất: Erbium thường được chiết xuất từ ​​quặng thông qua quá trình chiết xuất các phần tử đất hiếm. Điều này liên quan đến một loạt các bước hóa học và luyện kim để tách và tinh chế erbium.

5. Mối quan hệ với các yếu tố khác: Erbium có các đặc tính tương tự với các yếu tố đất hiếm khác, vì vậy trong quá trình khai thác và phân tách, thường cần phải xem xét sự cùng tồn tại và ảnh hưởng lẫn nhau với các yếu tố đất hiếm khác.
6. Các khu vực ứng dụng: Erbium được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực khoa học và công nghệ, đặc biệt là trong truyền thông quang học, công nghệ laser và hình ảnh y tế. Do tính chất chống phản xạ của nó trong thủy tinh, Erbium cũng được sử dụng trong việc chuẩn bị thủy tinh quang học.

Mặc dù Erbium tương đối hiếm trong lớp vỏ của Trái đất, do tính chất độc đáo của nó trong một số ứng dụng công nghệ cao, nhu cầu về nó đã tăng dần, dẫn đến sự phát triển liên tục và cải thiện các công nghệ khai thác và tinh chế liên quan.

https:

Phương pháp phát hiện phổ biến cho erbium
Các phương pháp phát hiện cho erbium thường liên quan đến các kỹ thuật hóa học phân tích. Sau đây là giới thiệu chi tiết về một số phương pháp phát hiện Erbium thường được sử dụng:

1. Phổ hấp thụ nguyên tử (AAS): AAS là phương pháp phân tích định lượng thường được sử dụng phù hợp để xác định hàm lượng của các phần tử kim loại trong một mẫu. Trong AAS, mẫu được nguyên tử hóa và truyền qua một chùm ánh sáng của một bước sóng cụ thể và cường độ của ánh sáng được hấp thụ trong mẫu được phát hiện để xác định nồng độ của phần tử.

2. Trong ICP-OES, mẫu đi qua một plasma được ghép nối tự động để tạo ra một plasma nhiệt độ cao kích thích các nguyên tử trong mẫu để phát ra phổ. Bằng cách phát hiện bước sóng và cường độ của ánh sáng phát ra, có thể xác định nồng độ của từng phần tử trong mẫu.

3. Phổ khối (ICP-MS): ICP-MS kết hợp việc tạo ra plasma kết hợp tự cảm với độ phân giải cao của quang phổ khối và có thể được sử dụng để phân tích nguyên tố ở nồng độ cực thấp. Trong ICP-MS, mẫu được hóa hơi và ion hóa, và sau đó được phát hiện bằng máy quang phổ khối để thu được phổ khối của từng phần tử, do đó xác định nồng độ của nó.

4. Quang phổ huỳnh quang: Quang phổ huỳnh quang xác định nồng độ bằng cách hấp dẫn nguyên tố erbium trong mẫu và đo tín hiệu huỳnh quang phát ra. Phương pháp này đặc biệt hiệu quả để theo dõi các yếu tố đất hiếm.

5. Sắc ký: Sắc ký có thể được sử dụng để tách và phát hiện các hợp chất Erbium. Ví dụ, sắc ký trao đổi ion và sắc ký chất lỏng pha đảo ngược đều có thể được áp dụng để phân tích erbium.

Những phương pháp này thường cần được thực hiện trong môi trường phòng thí nghiệm và yêu cầu sử dụng các dụng cụ và thiết bị tiên tiến. Việc lựa chọn một phương pháp phát hiện thích hợp thường phụ thuộc vào bản chất của mẫu, độ nhạy, độ phân giải cần thiết và sự sẵn có của thiết bị phòng thí nghiệm.

Ứng dụng cụ thể của phương pháp hấp thụ nguyên tử để đo nguyên tố erbium

Trong đo lường nguyên tố, phương pháp hấp thụ nguyên tử có độ chính xác và độ nhạy cao, và cung cấp một phương tiện hiệu quả để nghiên cứu các tính chất hóa học, thành phần hợp chất và nội dung của các phần tử.
Tiếp theo, chúng tôi sử dụng phương pháp hấp thụ nguyên tử để đo nội dung của nguyên tố erbium. Các bước cụ thể như sau:
Đầu tiên, cần phải chuẩn bị một mẫu chứa phần tử erbium. Mẫu có thể là chất rắn, chất lỏng hoặc khí. Đối với các mẫu rắn, thường cần phải hòa tan hoặc làm tan chảy chúng cho quá trình nguyên tử hóa tiếp theo.

Chọn một máy quang phổ hấp thụ nguyên tử phù hợp. Theo các tính chất của mẫu được đo và phạm vi hàm lượng erbium cần đo, chọn một máy quang phổ hấp thụ nguyên tử phù hợp.

Điều chỉnh các tham số của máy quang phổ hấp thụ nguyên tử. Theo phần tử được đo và mô hình dụng cụ, điều chỉnh các tham số của máy quang phổ hấp thụ nguyên tử, bao gồm nguồn sáng, bộ nguyên tử, máy dò, v.v.

Đo độ hấp thụ của nguyên tố erbium. Đặt mẫu sẽ được kiểm tra trong bộ nguyên tử và phát ra bức xạ ánh sáng của một bước sóng cụ thể thông qua nguồn sáng. Phần tử Erbium được kiểm tra sẽ hấp thụ bức xạ ánh sáng này và tạo ra sự chuyển đổi mức năng lượng. Độ hấp thụ của nguyên tố erbium được đo bằng máy dò.

Tính nội dung của phần tử erbium. Tính hàm lượng của phần tử erbium dựa trên độ hấp thụ và đường cong tiêu chuẩn.

Trên sân khấu khoa học, Erbium, với các đặc tính bí ẩn và độc đáo của nó, đã thêm một liên lạc tuyệt vời vào thăm dò và đổi mới công nghệ của con người. Từ độ sâu của lớp vỏ trái đất đến các ứng dụng công nghệ cao trong phòng thí nghiệm, hành trình của Erbium đã chứng kiến ​​sự theo đuổi không ngừng của nhân loại về bí ẩn của yếu tố. Ứng dụng của nó trong truyền thông quang học, công nghệ laser và y học đã đưa ra nhiều khả năng vào cuộc sống của chúng ta, cho phép chúng ta nhìn trộm vào các khu vực đã từng bị che khuất.

Ngay khi Erbium tỏa sáng qua một mảnh thủy tinh pha lê trong quang học để chiếu sáng con đường chưa biết phía trước, nó mở ra một cánh cửa cho vực thẳm kiến ​​thức cho các nhà nghiên cứu trong Hội trường Khoa học. Erbium không chỉ là một ngôi sao sáng trên bàn tuần hoàn, mà còn là trợ lý mạnh mẽ cho nhân loại để leo lên đỉnh cao của khoa học và công nghệ.

Tôi hy vọng rằng trong những năm tới, chúng ta có thể khám phá bí ẩn của Erbium sâu sắc hơn và đào sâu các ứng dụng tuyệt vời hơn, để "Ngôi sao nguyên tố" này sẽ tiếp tục tỏa sáng và chiếu sáng con đường phía trước trong quá trình phát triển của con người. Câu chuyện về yếu tố erbium tiếp tục, và chúng tôi đang mong chờ những gì phép lạ trong tương lai erbium sẽ cho chúng ta thấy trên sân khấu khoa học.

Để biết thêm thông tin, xin vui lòngLiên hệ với chúng tôidưới :

WhatsApp & tel: 008613524231522

Email:sales@shxlchem.com


Thời gian đăng: Tháng 11-21-2024