¿Qué es el elemento holmio?

1. Descubrimiento de los elementos holmio
Después de que Mosander se separóerbioyterbiodeitrioEn 1842, muchos químicos utilizaron el análisis espectral para identificarlos y determinaron que no eran óxidos puros de un elemento, lo que animó a los químicos a seguir separándolos. Después de separarlos...óxido de iterbioyóxido de escandioA partir del óxido de iterbio, Cliff separó dos nuevos óxidos de elementos en 1879. Uno de ellos recibió el nombre de holmio para conmemorar su lugar de nacimiento, el antiguo nombre latino de Estocolmo, capital de Suecia, Holmia, y el símbolo del elemento Ho. Posteriormente, en 1886, Boisbodran separó otro elemento del holmio, pero conservó el nombre de holmio. Con el descubrimiento del holmio y otros elementos de tierras raras, se completó la otra mitad de la tercera etapa del descubrimiento de estos elementos.

Ho

2. Propiedades físicas del holmio
El holmio es un metal blanco plateado, blando y dúctil; su punto de fusión es de 1474 °C y su punto de ebullición es de 2695 °C; su densidad es de 8,7947 g/cm³. Es estable en aire seco y se oxida rápidamente a altas temperaturas.óxido de holmioEs la sustancia paramagnética más potente conocida. Los compuestos de holmio pueden utilizarse como aditivos para nuevos materiales ferromagnéticos.yoduro de holmioSe utiliza para fabricar lámparas de halogenuros metálicos (holmio). Es estable en aire seco a temperatura ambiente y se oxida fácilmente en aire húmedo y a altas temperaturas. Evite el contacto con aire, óxidos, ácidos, halógenos y agua húmeda. Libera gases inflamables al entrar en contacto con el agua; es soluble en ácidos inorgánicos. Es estable en aire seco a temperatura ambiente, pero se oxida rápidamente en aire húmedo y a temperaturas superiores. Tiene propiedades químicas activas. Se descompone lentamente en agua. Puede combinarse con casi todos los elementos no metálicos. Se encuentra en el silicato de itrio, la monacita y otros minerales de tierras raras. Se utiliza para fabricar materiales de aleaciones magnéticas.

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3. Propiedades químicas del holmio
Es estable en aire seco a temperatura ambiente y se oxida fácilmente en aire húmedo y a altas temperaturas. Evite el contacto con aire, óxidos, ácidos, halógenos y agua húmeda. Libera gases inflamables al entrar en contacto con el agua; se disuelve en ácidos inorgánicos. Es estable en aire seco a temperatura ambiente, pero se oxida rápidamente en aire húmedo y por encima de la temperatura ambiente. Tiene propiedades químicas activas. Se descompone lentamente en agua. Se puede combinar con casi todos los elementos no metálicos. Existe en silicato de itrio, monacita y otros minerales de tierras raras. Se utiliza para hacer materiales de aleación magnética. Al igual que el disprosio, es un metal que puede absorber neutrones producidos por fisión nuclear. En un reactor nuclear, arde continuamente por un lado y controla la velocidad de la reacción en cadena por el otro. Descripción del elemento: Tiene un brillo metálico. Puede reaccionar lentamente con agua y disolverse en ácido diluido. La sal es amarilla. El óxido Ho2O2 es verde claro. Se disuelve en ácido mineral para producir sal amarilla de iones trivalentes. Fuente del elemento: Se obtiene reduciendofluoruro de holmioHoF3·2H2O con calcio.
Compuestos
(1)óxido de holmioEs blanco y presenta dos estructuras: cúbica centrada en el cuerpo y monoclínica. El Ho₂O₃ es el único óxido estable. Sus propiedades químicas y métodos de preparación son los mismos que los del óxido de lantano. Se puede utilizar para fabricar lámparas de holmio.
(2)Nitrato de holmioFórmula molecular: Ho(NO₃)₃·5H₂O; Masa molecular: 441,02; Suele ser ligeramente nocivo para las masas de agua. Evite que el producto, sin diluir o en grandes cantidades, entre en contacto con aguas subterráneas, cursos de agua o sistemas de alcantarillado. No vierta el material al entorno sin autorización gubernamental.

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4.Método de síntesis del holmio
1. Holmio metálicoSe puede obtener reduciendo el anhidro.tricloruro de holmio or trifluoruro de holmiocon calcio metálico
2. Tras separar el holmio de otros elementos de tierras raras mediante intercambio iónico o extracción por solventes, el holmio metálico puede prepararse mediante reducción térmica. La reducción térmica del cloruro de tierras raras con litio es diferente de la reducción térmica del cloruro de tierras raras con calcio. El proceso de reducción del primero se realiza en fase gaseosa. El reactor de reducción térmica de litio se divide en dos zonas de calentamiento, y los procesos de reducción y destilación se llevan a cabo en el mismo equipo. Anhidro.cloruro de holmioSe coloca en el crisol superior del reactor de titanio (también la cámara de destilación de HoCl₃), y el agente reductor, litio metálico, se coloca en el crisol inferior. A continuación, el tanque de reacción de acero inoxidable se vacía a 7 Pa y se calienta. Cuando la temperatura alcanza los 1000 ℃, se mantiene durante un tiempo determinado para permitir...HoCl3El vapor de agua y el vapor de litio reaccionan completamente, y las partículas sólidas de holmio metálico reducido caen al crisol inferior. Una vez completada la reacción de reducción, solo se calienta el crisol inferior para destilar LiCl en el crisol superior. El proceso de reducción suele durar unas 10 h. Para producir holmio metálico más puro, el agente reductor, litio metálico, debe ser litio de alta pureza al 99,97 % y se debe utilizar HoCl₃ anhidro bidestilado.

 

5. Aplicaciones del holmio
(1) Se utiliza como aditivo para lámparas de halogenuros metálicos. Las lámparas de halogenuros metálicos son un tipo de lámpara de descarga de gas desarrollada a partir de lámparas de mercurio de alta presión. Se caracterizan por contener diversos haluros de tierras raras. Los principales son los yoduros de tierras raras, que emiten diferentes colores espectrales al descargarse el gas. El yoduro de holmio es la sustancia activa de las lámparas de holmio, que permite obtener una mayor concentración de átomos metálicos en la zona de arco, mejorando así considerablemente la eficiencia de la radiación.
(2) El holmio se puede utilizar como aditivo para el granate de itrio-hierro o de itrio-aluminio;
(3) El granate de itrio y aluminio dopado con holmio (Ho:YAG) puede emitir láseres de 2 μm. La tasa de absorción de los láseres de 2 μm por los tejidos humanos es alta, casi tres órdenes de magnitud mayor que la del Hd:YAG. Por lo tanto, el uso de láseres Ho:YAG en cirugía médica no solo mejora la eficiencia y la precisión de la cirugía, sino que también reduce el área de daño térmico. El haz libre generado por el cristal de holmio puede eliminar la grasa sin generar calor excesivo, reduciendo así el daño térmico a los tejidos sanos. Se informa que Estados Unidos utiliza el láser de holmio para tratar el glaucoma, lo que puede reducir el dolor de la cirugía. El cristal láser de 2 μm de China ha alcanzado un nivel internacional, y debemos desarrollar y producir vigorosamente este tipo de cristal láser.
(4) También se puede agregar una pequeña cantidad de holmio a la aleación magnetoestrictiva para reducir el campo externo requerido para la magnetización de saturación de la aleación.
(5) Además, la fibra óptica dopada con holmio se puede utilizar para fabricar láseres de fibra óptica, amplificadores de fibra óptica, sensores de fibra óptica y otros dispositivos de comunicación óptica, que desempeñarán un papel más importante en el rápido desarrollo actual de la comunicación por fibra óptica.

Láser de holmio. La aplicación del láser de holmio ha llevado el tratamiento de los cálculos urinarios a un nuevo nivel. El láser de holmio tiene una longitud de onda de 2,1 μm y es un láser pulsado. Es el más reciente de los muchos láseres utilizados en intervenciones quirúrgicas. La energía generada puede vaporizar el agua entre el extremo de la fibra óptica y el cálculo, formando pequeñas burbujas de cavitación y transmitiendo energía al cálculo, triturándolo hasta convertirlo en polvo. El agua absorbe gran cantidad de energía, lo que reduce el daño a los tejidos circundantes. Al mismo tiempo, la profundidad de penetración del láser de holmio en el tejido humano es muy baja, tan solo 0,38 mm. Por lo tanto, al triturar cálculos, se puede minimizar el daño a los tejidos circundantes y la seguridad es extremadamente alta.
Tecnología de litotricia con láser de holmio: litotricia médica con láser de holmio, adecuada para cálculos renales duros, ureterales y vesicales que no se pueden descomponer mediante litotricia extracorpórea por ondas de choque. En la litotricia médica con láser de holmio, la fina fibra óptica del láser de holmio atraviesa la uretra y el uréter con la ayuda de un cistoscopio y un ureteroscopio flexible para alcanzar los cálculos vesicales, ureterales y renales. Posteriormente, el urólogo manipula el láser de holmio para descomponerlos. La ventaja de este método de tratamiento es que puede descomponer cálculos ureterales, vesicales y la mayoría de los cálculos renales. La desventaja es que, en algunos cálculos en los cálices renales superiores e inferiores, quedará una pequeña cantidad, ya que la fibra del láser de holmio que entra desde el uréter no puede alcanzar la zona afectada.
El láser de holmio es un nuevo tipo de láser producido mediante un dispositivo láser sólido pulsado compuesto de cristal láser (Cr:Tm:Ho:YAG) con granate de itrio y aluminio (YAG) como medio de activación y dopado con iones sensibilizantes de cromo (Cr), iones de transferencia de energía de tulio (Tm) e iones de activación de holmio (Ho). Se puede utilizar en cirugías en departamentos como urología, otorrinolaringología, dermatología y ginecología. Esta cirugía láser es no invasiva o mínimamente invasiva y el paciente experimenta muy poco dolor durante el tratamiento.


Hora de publicación: 14 de noviembre de 2024