Phần tử yttri, ứng dụng của nó, các phương pháp thử nghiệm thường được sử dụng của nó là gì?

https:

 

Bạn có biết không? Quá trình con người khám pháyttriđã đầy những khúc quanh và thử thách. Vào năm 1787, Thụy Điển Karl Axel Arrhenius đã vô tình phát hiện ra một quặng đen dày đặc và nặng nề trong một mỏ đá gần quê hương của anh ta ở làng Ytterby và đặt tên là "Ytterbite". Sau đó, nhiều nhà khoa học bao gồm Johan Gadolin, Anders Gustav Ekberg, Friedrich Wöhler và những người khác đã thực hiện nghiên cứu chuyên sâu về quặng này.

Năm 1794, nhà hóa học người Phần Lan Johan Gadolin đã tách thành công một oxit mới khỏi quặng ytterbium và đặt tên cho nó là yttri. Đây là lần đầu tiên con người phát hiện ra một yếu tố đất hiếm. Tuy nhiên, khám phá này đã không thu hút ngay lập tức sự chú ý rộng rãi.

Theo thời gian, các nhà khoa học đã phát hiện ra các yếu tố đất hiếm khác. Năm 1803, Klaproth của Đức và Thụy Điển Hitzinger và Berzelius đã phát hiện ra Cerium. Năm 1839, người Thụy Điển Mosander đã phát hiện ralanthanum. Năm 1843, ông phát hiện ra Erbium vàTerbium. Những khám phá này cung cấp một nền tảng quan trọng cho nghiên cứu khoa học tiếp theo.

Mãi đến cuối thế kỷ 19, các nhà khoa học mới tách thành công yếu tố "yttri" khỏi quặng yttri. Năm 1885, Áo Wilsbach đã phát hiện ra Neodymium và Praseodymium. Năm 1886, Bois-Baudran đã phát hiện raDysprosium. Những khám phá này làm phong phú thêm gia đình lớn của các yếu tố đất hiếm.

Trong hơn một thế kỷ sau khi phát hiện ra yttri, do những hạn chế của các điều kiện kỹ thuật, các nhà khoa học đã không thể thanh lọc yếu tố này, điều này cũng gây ra một số tranh chấp và lỗi học thuật. Tuy nhiên, điều này đã không ngăn các nhà khoa học từ sự nhiệt tình của họ để nghiên cứu yttri.

Vào đầu thế kỷ 20, với sự tiến bộ liên tục của khoa học và công nghệ, các nhà khoa học cuối cùng đã bắt đầu có thể thanh lọc các yếu tố đất hiếm. Năm 1901, người Pháp Eugene de Marseille phát hiện raEuropium. Vào năm 1907-1908, người Pháp Wilsbach và người Pháp Urbain đã độc lập phát hiện ra Lutetium. Những khám phá này cung cấp một nền tảng quan trọng cho nghiên cứu khoa học tiếp theo.

Trong khoa học và công nghệ hiện đại, việc áp dụng yttri ngày càng trở nên rộng lớn. Với sự tiến bộ liên tục của khoa học và công nghệ, sự hiểu biết và ứng dụng của chúng tôi về yttri sẽ ngày càng trở nên sâu sắc hơn.

Các trường ứng dụng của phần tử yttri
1.Kính quang học và gốm sứ:Yttri được sử dụng rộng rãi trong sản xuất thủy tinh quang học và gốm sứ, chủ yếu trong việc sản xuất gốm sứ trong suốt và kính quang học. Các hợp chất của nó có đặc tính quang học tuyệt vời và có thể được sử dụng để sản xuất các thành phần của laser, thông tin liên lạc sợi quang và các thiết bị khác.
2.Các hợp chất Yttri đóng vai trò quan trọng trong phốt pho và có thể phát ra huỳnh quang sáng, vì vậy chúng thường được sử dụng để sản xuất màn hình TV, màn hình và thiết bị chiếu sáng.Oxit yttrivà các hợp chất khác thường được sử dụng làm vật liệu phát quang để tăng cường độ sáng và độ trong của ánh sáng.
3. Phụ gia hợp kim: Trong việc sản xuất hợp kim kim loại, yttri thường được sử dụng như một chất phụ gia để cải thiện tính chất cơ học và khả năng chống ăn mòn của kim loại.Hợp kim Yttrithường được sử dụng để chế tạo thép cường độ cao vàHợp kim nhôm, làm cho chúng chống nhiệt hơn và chống ăn mòn hơn.
4. Chất xúc tác: Các hợp chất yttri đóng một vai trò quan trọng trong một số chất xúc tác và có thể tăng tốc tốc độ của các phản ứng hóa học. Chúng được sử dụng để sản xuất các thiết bị tinh chế khí thải ô tô và chất xúc tác trong các quy trình sản xuất công nghiệp, giúp giảm phát thải các chất có hại.
5. Công nghệ hình ảnh y tế: Các đồng vị Yttri được sử dụng trong công nghệ hình ảnh y tế để chuẩn bị các đồng vị phóng xạ, chẳng hạn như để dán nhãn dược phẩm phóng xạ và chẩn đoán hình ảnh y tế hạt nhân.

6. Công nghệ laser:Laser ion Yttri là một laser trạng thái rắn phổ biến được sử dụng trong các nghiên cứu khoa học, y học laser và các ứng dụng công nghiệp. Việc sản xuất các laser này đòi hỏi phải sử dụng một số hợp chất yttriCác yếu tố .yttriVà các hợp chất của họ đóng một vai trò quan trọng trong khoa học và công nghệ và công nghiệp hiện đại, liên quan đến nhiều lĩnh vực như quang học, khoa học vật liệu và y học, và đã đóng góp tích cực cho sự tiến bộ và phát triển của xã hội loài người.

https:

Tính chất vật lý của yttri
Số nguyên tử củayttrilà 39 và biểu tượng hóa học của nó là Y.
1. Ngoại hình:Yttri là một kim loại màu trắng bạc.
2. Mật độ:Mật độ của yttri là 4,47 g/cm3, điều này làm cho nó trở thành một trong những yếu tố tương đối nặng trong lớp vỏ trái đất.
3. Điểm nóng chảy:Điểm nóng chảy của yttri là 1522 độ Celsius (2782 độ Fahrenheit), trong đó đề cập đến nhiệt độ mà Yttri thay đổi từ chất rắn sang chất lỏng trong điều kiện nhiệt.
4. Điểm sôi:Điểm sôi của yttri là 3336 độ C;
5. Giai đoạn:Ở nhiệt độ phòng, yttri ở trạng thái rắn.
6. Độ dẫn:Yttri là một chất dẫn điện tốt có độ dẫn cao, do đó, nó có một số ứng dụng nhất định trong công nghệ sản xuất thiết bị điện tử và công nghệ mạch.
7. Từ tính:Yttri là một vật liệu thuận từ ở nhiệt độ phòng, điều đó có nghĩa là nó không có phản ứng từ tính rõ ràng với từ trường.
8. Cấu trúc tinh thể: Yttri tồn tại trong một cấu trúc tinh thể đóng gói hình lục giác.
9. Khối lượng nguyên tử:Thể tích nguyên tử của yttri là 19,8 cm khối mỗi mol, trong đó đề cập đến khối lượng chiếm bởi một mol các nguyên tử yttri.
Yttri là một yếu tố kim loại với mật độ và điểm nóng chảy tương đối cao, và có độ dẫn tốt, vì vậy nó có các ứng dụng quan trọng trong thiết bị điện tử, khoa học vật liệu và các lĩnh vực khác. Đồng thời, Yttri cũng là một yếu tố hiếm tương đối phổ biến, đóng vai trò quan trọng trong một số công nghệ tiên tiến và ứng dụng công nghiệp.

https:

Tính chất hóa học của yttri
1. Biểu tượng hóa học và nhóm: Biểu tượng hóa học của yttri là Y, và nó nằm trong giai đoạn thứ năm của bảng tuần hoàn, nhóm thứ ba, tương tự như các yếu tố lanthanide.
2. Cấu trúc điện tử: Cấu trúc điện tử của Yttri là 1S² 2S² 2P⁶ 3S² 3P⁶ 3D⁰ 4S² 4P⁶ 4D⁰ 4F⁴ 5S². Trong lớp electron bên ngoài, Yttri có hai electron hóa trị.
3. Trạng thái hóa trị: Yttri thường cho thấy trạng thái hóa trị +3, là trạng thái hóa trị phổ biến nhất, nhưng nó cũng có thể hiển thị trạng thái hóa trị +2 và +1.
4. Khả năng phản ứng: Yttri là một kim loại tương đối ổn định, nhưng nó sẽ dần bị oxy hóa khi tiếp xúc với không khí, tạo thành một lớp oxit trên bề mặt. Điều này làm cho yttri mất độ bóng của nó. Để bảo vệ yttri, nó thường được lưu trữ trong môi trường khô.

5. Phản ứng với oxit: yttri phản ứng với các oxit để tạo thành các hợp chất khác nhau, bao gồm cảoxit yttri(Y2O3). Oxit yttri thường được sử dụng để tạo ra phốt pho và gốm sứ.
6. ** Phản ứng với axit **: Yttri có thể phản ứng với các axit mạnh để tạo ra các muối tương ứng, chẳng hạn nhưyttri clorua (Ycl3) hoặcyttri sunfat (Y2 (SO4) 3).
7. Phản ứng với nước: Yttri không phản ứng trực tiếp với nước trong điều kiện bình thường, nhưng ở nhiệt độ cao, nó có thể phản ứng với hơi nước để tạo ra hydro và yttri oxit.
8. Phản ứng với sunfua và cacbua: Yttri có thể phản ứng với sunfua và cacbua để tạo thành các hợp chất tương ứng như yttri sulfide (YS) và yttri cacbua (YC2). 9. Đồng vị: Yttri có nhiều đồng vị, ổn định nhất là Yttri-89 (^89y), có thời gian bán hủy dài và được sử dụng trong y học hạt nhân và ghi nhãn đồng vị.
Yttri là một yếu tố kim loại tương đối ổn định với nhiều trạng thái hóa trị và khả năng phản ứng với các yếu tố khác để tạo thành các hợp chất. Nó có một loạt các ứng dụng trong quang học, khoa học vật liệu, y học và công nghiệp, đặc biệt là trong phốt pho, sản xuất gốm và công nghệ laser.

https:

Tính chất sinh học của yttri

Các tính chất sinh học củayttriTrong các sinh vật sống tương đối hạn chế.
1. Các sinh vật có thể ăn một lượng yttri qua chuỗi thức ăn, thường là từ đất và thực vật.
2. Tính khả dụng sinh học: Khả dụng sinh học của yttri là tương đối thấp, điều đó có nghĩa là các sinh vật thường gặp khó khăn trong việc hấp thụ và sử dụng yttri một cách hiệu quả. Hầu hết các hợp chất yttri không dễ dàng hấp thụ trong các sinh vật, vì vậy chúng có xu hướng được bài tiết.
3. Phân phối trong các sinh vật: Một lần ở một sinh vật, yttri được phân phối chủ yếu trong các mô như gan, thận, lách, phổi và xương. Đặc biệt, xương chứa nồng độ yttri cao hơn.
4. Hầu hết được bài tiết qua nước tiểu, và nó cũng có thể được bài tiết dưới dạng đại tiện.

5. Độc tính: Do khả dụng sinh học thấp, yttri thường không tích lũy đến mức có hại ở các sinh vật bình thường. Tuy nhiên, phơi nhiễm yttri liều cao có thể có tác dụng có hại đối với các sinh vật, dẫn đến tác dụng độc hại. Tình huống này thường xảy ra hiếm khi do nồng độ yttri trong tự nhiên thường thấp và nó không được sử dụng rộng rãi hoặc tiếp xúc với các sinh vật. Đặc điểm sinh học của yttri trong các sinh vật chủ yếu được biểu hiện cho cuộc sống. Mặc dù nó không có tác dụng độc hại rõ ràng đối với các sinh vật trong những trường hợp bình thường, nhưng việc tiếp xúc với yttri liều cao có thể gây ra các mối nguy hiểm cho sức khỏe. Do đó, nghiên cứu và giám sát khoa học vẫn rất quan trọng đối với các tác động an toàn và sinh học của yttri.

 

Phân phối yttri trong tự nhiên
Yttri là một yếu tố đất hiếm được phân phối tương đối rộng rãi trong tự nhiên, mặc dù nó không tồn tại ở dạng nguyên tố thuần túy.
1. Sự xuất hiện trong lớp vỏ của Trái đất: Sự phong phú của yttri trong lớp vỏ trái đất tương đối thấp, với nồng độ trung bình khoảng 33 mg/kg. Điều này làm cho yttri một trong những yếu tố hiếm.
Yttri chủ yếu tồn tại dưới dạng khoáng chất, thường cùng với các yếu tố đất hiếm khác. Một số khoáng chất yttri chính bao gồm garnet sắt yttri (YIG) và yttri oxalate (Y2 (C2O4) 3).
2. Phân phối địa lý: Tiền gửi yttri được phân phối trên toàn thế giới, nhưng một số khu vực có thể giàu yttri. Một số tiền gửi lớn của Yttri có thể được tìm thấy ở các khu vực sau: Úc, Trung Quốc, Hoa Kỳ, Nga, Canada, Ấn Độ, Scandinavia, v.v. 3. Tách yttri. Điều này thường liên quan đến quá trình lọc axit và phân tách hóa học để có được yttri an toàn cao.
Điều quan trọng cần lưu ý là các yếu tố đất hiếm như yttri thường không tồn tại dưới dạng các nguyên tố thuần túy, nhưng được trộn lẫn với các yếu tố đất hiếm khác. Do đó, việc chiết xuất yttri tinh khiết cao hơn đòi hỏi các quá trình xử lý và phân tách hóa học phức tạp. Ngoài ra, việc cung cấpCác yếu tố đất hiếmđược hạn chế, vì vậy việc xem xét quản lý tài nguyên và bền vững môi trường của họ cũng rất quan trọng.

 

Khai thác, khai thác và luyện kim yếu tố yttri

Yttri là một nguyên tố đất hiếm mà thường không tồn tại dưới dạng yttri tinh khiết, nhưng ở dạng quặng yttri. Sau đây là phần giới thiệu chi tiết về quá trình khai thác và tinh chế của yếu tố yttri:

1. Khai thác quặng yttri:
Thăm dò: Đầu tiên, các nhà địa chất và kỹ sư khai thác tiến hành công việc thăm dò để tìm tiền gửi có chứa yttri. Điều này thường liên quan đến các nghiên cứu địa chất, thăm dò địa vật lý và phân tích mẫu. Khai thác: Một khi một khoản tiền gửi có chứa yttri được tìm thấy, quặng được khai thác. Các tiền gửi này thường bao gồm quặng oxit như garnet sắt yttri (YIG) hoặc yttri oxalate (Y2 (C2O4) 3). Quặng nghiền: Sau khi khai thác, quặng thường cần được chia thành các mảnh nhỏ hơn để xử lý tiếp theo.
2. Trích xuất yttri:Lò rỉ hóa học: Quặng bị nghiền nát thường được gửi đến một nhà máy luyện kim, trong đó yttri được chiết xuất thông qua việc lọc hóa học. Quá trình này thường sử dụng dung dịch lọc axit, chẳng hạn như axit sunfuric, để hòa tan yttri từ quặng. Tách biệt: Một khi yttri được hòa tan, nó thường được trộn với các yếu tố và tạp chất đất hiếm khác. Để chiết xuất yttri có độ tinh khiết cao hơn, cần có một quá trình tách, thường sử dụng chiết dung môi, trao đổi ion hoặc các phương pháp hóa học khác. Lượng mưa: Yttri được tách ra khỏi các nguyên tố đất hiếm khác thông qua các phản ứng hóa học thích hợp để tạo thành các hợp chất yttri tinh khiết. Làm khô và nung: Các hợp chất yttri thu được thường cần được sấy khô và nung để loại bỏ bất kỳ độ ẩm và tạp chất còn lại để cuối cùng có được kim loại hoặc hợp chất yttri tinh khiết.

 

Phương pháp phát hiện của yttri
Các phương pháp phát hiện phổ biến cho yttri chủ yếu bao gồm quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS), quang phổ khối plasma kết hợp theo kết hợp (ICP-MS), quang phổ huỳnh quang tia X (XRF), v.v.

1. Quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS):AAS là một phương pháp phân tích định lượng thường được sử dụng phù hợp để xác định hàm lượng yttri trong dung dịch. Phương pháp này dựa trên hiện tượng hấp thụ khi phần tử đích trong mẫu hấp thụ ánh sáng của một bước sóng cụ thể. Đầu tiên, mẫu được chuyển đổi thành một dạng có thể đo lường được thông qua các bước tiền xử lý như đốt khí và sấy khô ở nhiệt độ cao. Sau đó, ánh sáng tương ứng với bước sóng của phần tử đích được truyền vào mẫu, cường độ ánh sáng được hấp thụ bởi mẫu được đo và hàm lượng yttri trong mẫu được tính toán bằng cách so sánh nó với dung dịch yttri tiêu chuẩn có nồng độ đã biết.
2.ICP-MS là một kỹ thuật phân tích có độ nhạy cao phù hợp để xác định hàm lượng yttri trong các mẫu chất lỏng và rắn. Phương pháp này chuyển đổi mẫu thành các hạt tích điện và sau đó sử dụng máy quang phổ khối để phân tích khối lượng. ICP-MS có phạm vi phát hiện rộng và độ phân giải cao và có thể xác định nội dung của nhiều yếu tố cùng một lúc. Để phát hiện yttri, ICP-MS có thể cung cấp các giới hạn phát hiện rất thấp và độ chính xác cao.
3. Phổ huỳnh quang tia X (XRF):XRF là một phương pháp phân tích không phá hủy phù hợp để xác định hàm lượng yttri trong các mẫu rắn và chất lỏng. Phương pháp này xác định hàm lượng phần tử bằng cách chiếu xạ bề mặt của mẫu bằng tia X và đo cường độ cực đại đặc trưng của phổ huỳnh quang trong mẫu. XRF có những ưu điểm của tốc độ nhanh, hoạt động đơn giản và khả năng xác định nhiều yếu tố cùng một lúc. Tuy nhiên, XRF có thể bị can thiệp trong phân tích yttri nội dung thấp, dẫn đến các lỗi lớn.
4.Phương pháp quang phổ phát xạ quang plasma kết hợp theo khả năng là một phương pháp phân tích có tính nhạy cảm và chọn lọc được sử dụng rộng rãi trong phân tích đa nguyên tố. Nó nguyên tử hóa mẫu và tạo thành một plasma để đo bước sóng cụ thể và cường độ of yttriPhát xạ trong máy quang phổ. Ngoài các phương pháp trên, còn có các phương pháp thường được sử dụng khác để phát hiện yttri, bao gồm phương pháp điện hóa, quang phổ, v.v ... Việc lựa chọn phương pháp phát hiện phù hợp phụ thuộc vào các yếu tố như tính chất mẫu, phạm vi đo bắt buộc và độ chính xác phát hiện và tiêu chuẩn hiệu chuẩn thường được yêu cầu để kiểm soát chất lượng để đảm bảo độ chính xác và độ tin cậy của kết quả đo lường.

Ứng dụng cụ thể của phương pháp hấp thụ nguyên tử yttri

Trong phép đo phần tử, phép đo phổ khối plasma kết hợp theo cảm ứng (ICP-MS) là một kỹ thuật phân tích đa nguyên tố rất nhạy và nhiều nguyên tố, thường được sử dụng để xác định nồng độ của các phần tử, bao gồm cả yttri. Sau đây là một quy trình chi tiết để kiểm tra yttri trong ICP-MS:

1. Chuẩn bị mẫu:

Mẫu thường cần được hòa tan hoặc phân tán thành dạng chất lỏng để phân tích ICP-MS. Điều này có thể được thực hiện bằng cách hòa tan hóa học, tiêu hóa sưởi ấm hoặc các phương pháp chuẩn bị thích hợp khác.

Việc chuẩn bị mẫu đòi hỏi các điều kiện cực kỳ sạch sẽ để ngăn ngừa ô nhiễm bởi bất kỳ yếu tố bên ngoài nào. Phòng thí nghiệm nên thực hiện các biện pháp cần thiết để tránh ô nhiễm mẫu.

2. Thế hệ ICP:

ICP được tạo ra bằng cách giới thiệu khí hỗn hợp argon hoặc argon-oxy vào một ngọn đuốc plasma thạch anh kín. Khớp nối cảm ứng tần số cao tạo ra một ngọn lửa plasma cường độ cao, đó là điểm khởi đầu của phân tích.

Nhiệt độ của plasma là khoảng 8000 đến 10000 độ C.
3. Sự ion hóa và phân tách:Khi mẫu đi vào huyết tương, các yếu tố trong đó được ion hóa. Điều này có nghĩa là các nguyên tử mất một hoặc nhiều electron, hình thành các ion tích điện. ICP-MS sử dụng máy quang phổ khối để tách các ion của các yếu tố khác nhau, thường là theo tỷ lệ khối lượng-phụ trách (m/z). Điều này cho phép các ion của các yếu tố khác nhau được phân tách và sau đó được phân tích.
4. Phổ khối lượng:Các ion được phân tách đi vào máy quang phổ khối, thường là máy quang phổ khối tứ giác hoặc máy quang phổ khối quét từ tính. Trong máy quang phổ khối, các ion của các yếu tố khác nhau được phân tách và phát hiện theo tỷ lệ khối lượng-tính phí của chúng. Điều này cho phép sự hiện diện và nồng độ của từng yếu tố được xác định. Một trong những ưu điểm của phép đo khối lượng khối plasma được ghép nối tự động là độ phân giải cao của nó, cho phép nó phát hiện đồng thời nhiều yếu tố.
5. Xử lý dữ liệu:Dữ liệu được tạo bởi ICP-MS thường cần được xử lý và phân tích để xác định nồng độ của các yếu tố trong mẫu. Điều này bao gồm so sánh tín hiệu phát hiện với các tiêu chuẩn về nồng độ đã biết, và thực hiện hiệu chuẩn và hiệu chỉnh.

6. Báo cáo kết quả:Kết quả cuối cùng được trình bày dưới dạng nồng độ hoặc tỷ lệ phần trăm khối lượng của phần tử. Những kết quả này có thể được sử dụng trong một loạt các ứng dụng, bao gồm khoa học trái đất, phân tích môi trường, thử nghiệm thực phẩm, nghiên cứu y học, v.v.

ICP-MS là một kỹ thuật rất chính xác và nhạy cảm phù hợp để phân tích đa yếu tố, bao gồm cả yttri. Tuy nhiên, nó đòi hỏi thiết bị và chuyên môn phức tạp, vì vậy nó thường được thực hiện trong phòng thí nghiệm hoặc một trung tâm phân tích chuyên nghiệp. Trong công việc thực tế, cần phải chọn phương pháp đo thích hợp theo nhu cầu cụ thể của trang web. Những phương pháp này được sử dụng rộng rãi trong phân tích và phát hiện ytterbium trong các phòng thí nghiệm và ngành công nghiệp.

Sau khi tóm tắt những điều trên, chúng ta có thể kết luận rằng Yttri là một yếu tố hóa học rất thú vị với các tính chất vật lý và hóa học độc đáo, có ý nghĩa lớn trong các lĩnh vực nghiên cứu và ứng dụng khoa học. Mặc dù chúng tôi đã đạt được một số tiến bộ trong sự hiểu biết của chúng tôi về nó, nhưng vẫn có nhiều câu hỏi cần nghiên cứu và khám phá thêm. Tôi hy vọng rằng lời giới thiệu của chúng tôi có thể giúp độc giả hiểu rõ hơn về yếu tố hấp dẫn này và truyền cảm hứng cho tình yêu của mọi người đối với khoa học và sự quan tâm đến khám phá.

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

Tel & Whats: 008613524231522

Email:Sales@shxlchem.com


Thời gian đăng: tháng 11-28-2024