Co je to prvek holmium?

1. Objev prvků holmia
Poté, co se Mosander oddělilerbiumaterbiumzyttriumV roce 1842 mnoho chemiků použilo spektrální analýzu k jejich identifikaci a zjistilo, že se nejedná o čisté oxidy prvku, což chemiky povzbudilo k tomu, aby v jejich separaci pokračovali. Po odděleníoxid ytterbiaaoxid skandiaV roce 1879 Cliff oddělil z oxidu ytterbia dva nové oxidy prvků. Jeden z nich byl pojmenován holmium na památku Cliffova rodiště, starověkého latinského názvu Stockholmu, hlavního města Švédska, Holmia, a symbolu prvku Ho. Později, v roce 1886, Boisbodran oddělil z holmia další prvek, ale název holmium zůstal zachován. Objevem holmia a některých dalších prvků vzácných zemin byla dokončena druhá polovina třetí etapy objevování prvků vzácných zemin.

Ho

2. Fyzikální vlastnosti holmia
Holmium je stříbřitě bílý kov, měkký a tvárný; bod tání 1474 °C, bod varu 2695 °C, hustota 8,7947 g/cm³. Holmium je stabilní na suchém vzduchu a při vysokých teplotách rychle oxiduje;oxid holmiaje nejsilnější známá paramagnetická látka. Sloučeniny holmia lze použít jako přísady do nových feromagnetických materiálů;jodid holmiaPoužívá se k výrobě halogenidových výbojek – holmiových výbojek. Je stabilní na suchém vzduchu při pokojové teplotě a snadno oxiduje ve vlhkém vzduchu a při vysokých teplotách. Zabraňte kontaktu se vzduchem, oxidy, kyselinami, halogeny a vlhkou vodou. Při kontaktu s vodou uvolňuje hořlavé plyny; je rozpustný v anorganických kyselinách. Je stabilní na suchém vzduchu při pokojové teplotě, ale rychle oxiduje ve vlhkém vzduchu a při teplotě vyšší než pokojová. Má aktivní chemické vlastnosti. Pomalu rozkládá vodu. Může se slučovat s téměř všemi nekovovými prvky. Vyskytuje se v křemičitanu yttritém, monazitu a dalších minerálech vzácných zemin. Používá se k výrobě magnetických slitinových materiálů.

https://www.epomaterial.com/rare-earth-material-holmium-metal-ho-ingots-cas-7440-60-0-product/

3. Chemické vlastnosti holmia
Je stabilní v suchém vzduchu při pokojové teplotě a snadno oxiduje ve vlhkém vzduchu a při vysokých teplotách. Zabraňte kontaktu se vzduchem, oxidy, kyselinami, halogeny a vlhkou vodou. Při kontaktu s vodou uvolňuje hořlavé plyny; rozpouští se v anorganických kyselinách. Je stabilní v suchém vzduchu při pokojové teplotě, ale rychle oxiduje ve vlhkém vzduchu a nad pokojovou teplotou. Má aktivní chemické vlastnosti. Pomalu rozkládá vodu. Může se kombinovat s téměř všemi nekovovými prvky. Existuje v yttriumsilikátu, monazitu a dalších minerálech vzácných zemin. Používá se k výrobě magnetických slitin. Stejně jako dysprosium je to kov, který dokáže absorbovat neutrony vznikající štěpením jader. V jaderném reaktoru na jedné straně nepřetržitě hoří a na straně druhé řídí rychlost řetězové reakce. Popis prvku: Má kovový lesk. Může pomalu reagovat s vodou a rozpouštět se ve zředěné kyselině. Sůl je žlutá. Oxid Ho2O2 je světle zelený. Rozpouští se v minerální kyselině za vzniku trojmocné žluté soli. Zdroj prvku: Vyrábí se redukcífluorid holmiaHoF3·2H2O s vápníkem.
Sloučeniny
(1)Oxid holmiaJe bílý a má dvě struktury: objemově centrovanou kubickou a monoklinickou. Ho2O3 je jediný stabilní oxid. Jeho chemické vlastnosti a metody přípravy jsou stejné jako u oxidu lanthanu. Lze jej použít k výrobě holmiových lamp.
(2)Dusičnan holmiaMolekulární vzorec: Ho(NO3)3·5H2O; Molekulová hmotnost: 441,02; Obvykle je mírně škodlivý pro vodní útvary. Nedovolte, aby se neředěný produkt nebo velké množství produktu dostalo do kontaktu s podzemními vodami, vodními toky nebo kanalizací. Nevypouštějte materiál do okolního prostředí bez povolení úřadu.

https://www.epomaterial.com/rare-earth-material-holmium-metal-ho-ingots-cas-7440-60-0-product/

4. Metoda syntézy holmia
1. Holmium kovlze získat redukcí bezvodéhochlorid holmia or fluorid holmias kovovým vápníkem
2. Po oddělení holmia od ostatních prvků vzácných zemin pomocí iontové výměny nebo extrakce rozpouštědlem lze kovové holmium připravit tepelnou redukcí kovu. Termická redukce chloridu vzácných zemin lithiem se liší od tepelné redukce chloridu vzácných zemin vápníkem. Redukční proces první z nich probíhá v plynné fázi. Reaktor pro tepelnou redukci lithia je rozdělen do dvou topných zón a redukční a destilační procesy probíhají ve stejném zařízení. Bezvodýchlorid holmiase umístí do horního titanového reakčního kelímku (také destilační komory HoCl3) a redukční činidlo kovové lithium se umístí do spodního kelímku. Poté se reakční nádrž z nerezové oceli evakuuje na 7 Pa a poté se zahřeje. Když teplota dosáhne 1000 ℃, udržuje se po určitou dobu, aby se umožniloHoCl3páry a páry lithia k úplné reakci a redukované pevné částice kovového holmia padají do spodního kelímku. Po dokončení redukční reakce se zahřívá pouze spodní kelímek, aby se LiCl destiloval do horního kelímku. Proces redukční reakce obvykle trvá asi 10 hodin. Pro výrobu čistšího kovového holmia by redukčním činidlem kovového lithia mělo být 99,97% lithium s vysokou čistotou a měl by se použít dvakrát destilovaný bezvodý HoCl3.

 

5. Aplikace holmia
(1) Používá se jako přísada do halogenidových výbojek. Halogenidové výbojky jsou typem plynové výbojky vyvinuté na základě vysokotlakých rtuťových výbojek. Jejich charakteristickým znakem je, že baňky jsou naplněny různými halogenidy vzácných zemin. Používají se především jodidy vzácných zemin, které při výboji plynu emitují různé spektrální barvy. Pracovní látkou používanou v holmiových výbojkách je jodid holmia, který dokáže dosáhnout vyšší koncentrace atomů kovu v zóně oblouku, čímž se výrazně zlepšuje účinnost záření.
(2) Holmium lze použít jako přísadu do yttrium-železitého nebo yttrium-hlinitého granátu;
(3) Holmiem dopovaný yttrium-hlinitý granát (Ho:YAG) může emitovat 2μm lasery. Míra absorpce 2μm laserů lidskými tkáněmi je vysoká, téměř o 3 řády vyšší než u Hd:YAG. Proto při použití Ho:YAG laserů v lékařské chirurgii lze nejen zlepšit účinnost a přesnost operace, ale také zmenšit oblast tepelného poškození. Volný paprsek generovaný holmiovým krystalem dokáže eliminovat tuk bez generování nadměrného tepla, čímž se snižuje tepelné poškození zdravých tkání. Uvádí se, že Spojené státy používají holmiový laser k léčbě glaukomu, což může pacientům zmírnit bolest při operaci. Úroveň čínského 2μm laserového krystalu dosáhla mezinárodní úrovně a měli bychom tento druh laserového krystalu energicky vyvíjet a vyrábět.
(4) Do magnetostrikční slitiny lze také přidat malé množství holmia, aby se snížilo vnější pole potřebné pro saturační magnetizaci slitiny.
(5) Kromě toho lze optická vlákna dopovaná holmiem použít k výrobě optických vláknových laserů, optických vláknových zesilovačů, optických vláknových senzorů a dalších optických komunikačních zařízení, která budou hrát důležitější roli v dnešním rychlém rozvoji optické vláknové komunikace.

Holmiový laser Použití holmiového laseru posunulo léčbu močových kamenů na novou úroveň. Holmiový laser má vlnovou délku 2,1 μm a jedná se o pulzní laser. Je to nejnovější z mnoha laserů používaných v chirurgických operacích. Generovaná energie dokáže odpařit vodu mezi koncem optického vlákna a kamenem, čímž vznikají drobné kavitační bublinky a přenáší energii na kámen, čímž jej drtí na prášek. Voda absorbuje velké množství energie, čímž snižuje poškození okolních tkání. Zároveň je hloubka průniku holmiového laseru do lidské tkáně velmi malá, pouze 0,38 mm. Proto lze při drcení kamenů minimalizovat poškození okolních tkání a bezpečnost je extrémně vysoká.
Technologie holmiové laserové litotripsie: lékařská holmiová laserová litotripsie, která je vhodná pro tvrdé ledvinové kameny, močovodové kameny a kameny v močovém měchýři, které nelze rozbít extrakorporální rázovou vlnou. Při použití lékařské holmiové laserové litotripsie prochází tenké optické vlákno lékařského holmiového laseru močovou trubicí a močovodem pomocí cystoskopu a flexibilního ureteroskopu, aby se dostalo ke kamenům v močovém měchýři, močovodu a ledvinovým kamenům, a poté urolog manipuluje s holmiovým laserem, aby kameny rozbil. Výhodou této léčebné metody je, že dokáže rozbít močovodové kameny, kameny v močovém měchýři a většinu ledvinových kamenů. Nevýhodou je, že u některých kamenů v horním a dolním kalichu ledviny zůstane malé množství kamenů, protože vlákno holmiového laseru vstupující z močovodu se nemůže dostat k místu kamene.
Holmiový laser je nový typ laseru produkovaného pulzním laserovým zařízením na pevném materiálu vyrobeným z laserového krystalu (Cr:Tm:Ho:YAG) s yttrium-hlinitým granátem (YAG) jako aktivačním médiem a dopovaným senzibilizačními ionty chromu (Cr), ionty přenosu energie thuliem (Tm) a aktivačními ionty holmiem (Ho). Lze jej použít v chirurgických zákrokech na odděleních, jako je urologie, ORL, dermatologie a gynekologie. Tato laserová operace je neinvazivní nebo minimálně invazivní a pacient během ošetření pociťuje jen velmi malou bolest.


Čas zveřejnění: 14. listopadu 2024