Oxid de holmiu

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Oxid de holmiu
Tl2O3structure.jpg
Holmium (III) oxid.jpg
Numele IUPAC
Trioxid de diolmiu
Caracteristici generale
Formula moleculară sau brută Am 2 sau 3
Masa moleculară ( u ) 377,859
Aspect cristale galbene
numar CAS 12055-62-8
Numărul EINECS 235-015-3
PubChem 4232365
ZÂMBETE
O=[Ho]O[Ho]=O
Proprietăți fizico-chimice
Densitate (g / cm 3 , în cs ) 8.41
Solubilitate în apă insolubil
Temperatură de topire 2415 ° C
Temperatura de fierbere 3900 ° C
Informații de siguranță
Fraze H ---
Sfaturi P --- [1]
Editați datele pe Wikidata · Manual

Oxidul de holmiu este un compus chimic al unui element de pământ rar holmiu și oxigen , cu formula chimică Ho 2 O 3 . Împreună cu oxidul de disproziu (III) (Dy 2 O 3 ), oxidul de holmiu este una dintre cele mai puternice substanțe paramagnetice cunoscute. Oxidul, numit și olmia, apare ca o componentă secundară a mineralului oxid de erbiu numit erbia. De obicei, oxizii de lantanidă trivalenți coexistă în natură și separarea acestor componente necesită metode specializate.

Oxidul de holmiu este utilizat la fabricarea sticlei colorate speciale. Sticlele care conțin oxid de holmiu și soluții de oxid de holmiu prezintă o serie de vârfuri de absorbție optică acută în intervalul spectral vizibil . Prin urmare, acestea sunt utilizate în mod tradițional ca standard convenabil de calibrare pentru spectrofotometre optice .

Proprietate

Aspect

Oxidul de holmiu are unele modificări de culoare destul de drastice, în funcție de condițiile de iluminare. La lumina zilei, este de culoare galbenă. Sub lumina tricromatică, este un roșu aprins, aproape indistinct de felul în care apare oxidul de erbiu sub aceeași iluminare. Acest lucru este legat de benzile de emisii clare ale fosforilor . [2] Oxidul de holmiu are o gamă largă de benzi de 5,3 eV și, prin urmare, ar trebui să pară incolor. Culoarea galbenă provine din defecte de rețea abundente (cum ar fi golurile de oxigen) și este legată de tranzițiile interne ale ionilor Ho 3+ . [2]

Structură cristalină

Oxidul de holmiu are o structură cubică, dar destul de complexă, cu mulți atomi pe unitate celulară și o constantă mare de rețea de 1,06 nm. Această structură este caracteristică oxizilor elementelor grele de pământ rar, cum ar fi Tb 2 O 3 , Dy 2 O 3 , Er 2 O 3 , Tm 2 O 3 , Yb 2 O 3 și Lu 2 O 3 . Coeficientul de dilatare termică a Ho 2 O 3 este, de asemenea, relativ mare, egal cu aproximativ 7,4 · 10 −6 / ° C. [3]

Caracteristici chimice

Tratamentul oxidului de holmiu cu acid clorhidric sau clorură de amoniu dă clorura de holmiu corespunzătoare: [4]

Istorie

Holmium (de la Holmia , nume latin al Stockholmului ) a fost descoperit de Marc Delafontaine și Jacques-Louis Soret în 1878, care au observat benzile anormale de absorbție spectrografică ale elementului necunoscut de atunci (îl numeau „Elementul X”). [5] [6] Mai târziu în 1878, Per Teodor Cleve a descoperit în mod independent elementul în timp ce lucra pe pământul erbiei ( oxid de erbiu ). [7] [8]

Folosind metoda dezvoltată de Carl Gustaf Mosander , Cleve a îndepărtat mai întâi toți contaminanții cunoscuți din plantă. Rezultatul acestui efort a fost două materiale noi, unul maro și unul verde. El a numit substanța brună holmia (de la numele latin al orașului natal Cleve, Stockholm) și cea verde thulia. Ulterior s-a descoperit că holmia era oxid de holmiu și thulia era oxid de tuliu . [9]

Distribuție

Oxidul de holmiu apare în cantități mici în gadolinit , monazit și alte minerale din pământuri rare. Holmiul metalic se oxidează ușor în aer. Cu valoarea de 1,4 mg / kg, holmiul este cel de-al 56-lea cel mai abundent element din scoarța terestră. [9] Principalele zone miniere sunt China , Statele Unite , Brazilia , India , Sri Lanka și Australia, cu rezerve de oxid de holmiu estimate la 400.000 de tone. [9]

Producție

Pentru a efectua extracția oxidului de holmiu, amestecurile minerale sunt zdrobite și măcinate. Monazitul, datorită proprietăților sale magnetice, poate fi separat prin separări electromagnetice repetate. După separare, materialul este tratat cu acid sulfuric concentrat fierbinte pentru a produce sulfați solubili în apă din numeroase elemente de pământuri rare. Filtratele acide sunt parțial neutralizate cu hidroxid de sodiu la pH 3-4. Toriu precipită din soluție sub formă de hidroxid și este îndepărtat. Apoi, soluția este tratată cu oxalat de amoniu pentru a transforma pământurile rare în oxalații lor insolubili. Oxalații sunt transformați în oxizi prin recoacere. Oxizii se dizolvă în acid azotic care exclude una dintre componentele principale, ceriu , al cărui oxid este insolubil în HNO3.

Cea mai eficientă rutină de separare pentru oxidul de holmiu de pământuri rare este schimbul de ioni . În acest proces, ionii de pământ rar sunt adsorbiți pe o rășină de schimb ionic adecvată prin schimb cu ioni de hidrogen, amoniu sau cuprici prezenți în rășină. Ionii de pământ rar sunt apoi eliminați selectiv de un agent de complexare adecvat, cum ar fi citrat de amoniu sau nitrilotriacetat . [4]

Utilizări

Oxidul de holmiu este unul dintre coloranții folosiți pentru sticlă, căruia îi conferă o culoare galbenă sau roșie [10] . Paharele care conțin soluții de oxid de holmiu și oxid de holmiu (în general în acid percloric ) au vârfuri de absorbție optică înguste în intervalul 200-900 nm; prin urmare, acestea sunt utilizate ca standarde de calibrare pentru spectrofotometre optice [11] [12] și sunt disponibile comercial [13] .

La fel ca majoritatea celorlalți oxizi de pământuri rare, oxidul de holmiu este utilizat ca catalizator și în lasere . Laserul cu holmiu funcționează la o lungime de undă de aproximativ 2,08 microni. Acest laser este sigur pentru ochi și este utilizat în medicină, LIDAR , măsurători ale vitezei vântului și monitorizare atmosferică [14] .

Efecte asupra sănătății

Oxidul de Holmiu (III) nu este, în comparație cu mulți alți compuși, foarte periculos, deși supraexpunerea repetată poate provoca granulom și hemoglobinemie . Are o toxicitate redusă pe cale orală, cutanată și prin inhalare și nu este iritant. LD 50 este mai mare de 1 g per kilogram de greutate corporală. [15]

Notă

  1. ^ Sigma-Aldrich; rev. din 24.10.2011
  2. ^ a b Su, Yiguo, Guangshe Li, Xiaobo Chen, Junjie Liu și Liping Li, Hydrothermal Synthesis of GdVO4: Ho3 + Nanorods with a Novel White-light Emission , in Chemistry Letters , vol. 37, n. 7, 2008, p. 762, DOI : 10.1246 / cl . 2008.762 .
  3. ^ Singh, H și B Dayal, Determinarea precisă a parametrilor de rețea ai sesquioxizilor de holmiu și erbiu la temperaturi ridicate , în Journal of the Less Common Metals , vol. 18, nr. 2, 1969, p. 172, DOI : 10.1016 / 0022-5088 (69) 90137-4 .
  4. ^ a b Pradyot Patnaik, Manual de compuși chimici anorganici , McGraw-Hill, 2003, pp. 340; 445, ISBN 0-07-049439-8 . Adus la 6 iunie 2009 .
  5. ^ Jacques-Louis Soret, Sur les spectres d'absorption ultra-violets des terres de la gadolinite , în Comptes rendus de l'Académie des sciences , vol. 87, 1878, p. 1062.
  6. ^ Jacques-Louis Soret, Sur le spectre des terres faisant partie du groupe de l'yttria , în Comptes rendus de l'Académie des sciences , vol. 89, 1879, p. 521.
  7. ^ Pentru Teodor Cleve , Sur deux nouveaux éléments dans l'erbine , în Comptes rendus de l'Académie des sciences , vol. 89, 1879, p. 478.
  8. ^ Pentru Teodor Cleve, Sur l'erbine , în Comptes rendus de l'Académie des sciences , vol. 89, 1879, p. 708.
  9. ^ a b c John Emsley, Nature's building blocks: an AZ guide to the elements , SUA, Oxford University Press, 2001, pp. 180–181 , ISBN 0-19-850341-5 .
  10. ^ Zirconiu cubic , la geologyrocks.co.uk . Adus la 6 iunie 2009 (arhivat din original la 24 aprilie 2009) .
  11. ^ RP MacDonald, Uses for a Holmium Oxide Filter in Spectrophotometry ( PDF ), în Clinical Chemistry , vol. 10, 1964, p. 1117. Adus la 4 martie 2010 (arhivat din original la 5 decembrie 2011) .
  12. ^ Travis, John C. și colab. , O evaluare internațională a materialelor de referință pentru soluția de oxid de holmiu pentru calibrarea lungimii de undă în spectrofotometrie de absorbție moleculară , în chimia analitică , vol. 74, nr. 14, 2002, p. 3408, DOI : 10.1021 / ac0255680 , PMID 12139047 .
  13. ^ Filtru de sticlă de Holmiu pentru calibrarea spectrofotometrului , la labshoponline.com . Adus la 6 iunie 2009 (arhivat din original la 14 martie 2010) .
  14. ^ Yehoshua Y. Kalisky, The physics and engineering of solid state lasers , SPIE Press, 2006, p. 125, ISBN 0-8194-6094-X .
  15. ^ MSDS extern ( PDF ), pe espimetals.com . Adus la 6 iunie 2009 (arhivat din original la 9 martie 2008) .

Alte proiecte

Chimie Portalul chimiei : portalul științei compoziției, proprietăților și transformărilor materiei
Adus de la „ https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Oxide_of_olmium&oldid=121930088 ”