稀土元素含量
稀土元素分配型式及地球化学参数的计算

一、实习目的由于稀土元素的原子结构、原子半径、离子半径及化合价的相似性,导致它们在自然界中常常紧密共生在一起。
因镧系收缩的缘故,使得稀土元素的离子半径从La→Lu逐渐减小,于是在岩浆过程中,这些元素在固相和液相间的分配呈现出明显的规律性变化。
Ce和Eu在自然界具有变价(Ce4+、Eu2+)的特征,Ce 和Eu的相对富集与亏损程度往往反映了特殊的地质背景。
本次实习要求掌握稀土元素的计算和作图方法,理解稀土元素的富集程度、分馏程度的地质意义,掌握Eu的亏损与富集的地质背景。
二、实习内容某地区的岩浆岩种类极为发育(表1—1和表1—2),请画出各岩类的稀土配分曲线图、结合稀土元素参数进行地质过程分析。
两种方法所得到的稀土元素参数表1—1 岩浆岩稀土元素成分表(×10-6)注:1-橄榄苏长岩,2-钾长花岗岩,3-H型花岗岩,4-A型花岗岩,5-石英闪长岩(M型花岗岩)。
稀土元素由某单位等离子光谱方法分析。
表1—2 岩浆岩稀土元素成分表(×10-6)注:表中数据由中子活化方法分析一、基本原理稀土元素通常指的是镧系元素的(La 、Ce 、Pr 、Nd 、Pm 、Sm 、Eu 、Gd 、Tb 、Dy 、Ho 、Er 、Tm 、Yb 、Lu ,其中Pm 在自然界无天然同位素),由于稀土元素的原子结构、原子半径、离子半径(RE 3+变化于0.86Å—1.14Å)及化合价的相似性使得它们在自然界往往紧密共生。
因镧系收缩造成稀土元素的离子半径从La →Lu 逐渐减小,Ce 和Eu 在自然界具有变价(Ce 4+、Eu 2+)的特征,以及介质(岩石、土壤、矿物等)的不同而引起稀土元素在自然界的分离。
为便于研究稀土元素在某介质中的分配型式,必须排除“偶数规则”的影响,最常用的方法是利用球粒陨石丰度值对稀土元素进行标准化。
这里向大家推荐W.V .Boynton(1984)提出的球粒陨石丰度值(×10-6):La 0.31;Ce 0.808;Pr 0.122;Nd 0.6;Sm 0.195;Eu 0.0735;Gd 0.259;Tb 0.047;Dy 0.322;Ho 0.0718;Er 0.21;Tm 0.0324;Yb 0.209;Lu 0.0322。
稀土元素在地球化学样品中的含量分析
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186管理及其他M anagement and other稀土元素在地球化学样品中的含量分析彭 萌(四川省地质矿产勘查开发局成都综合岩矿测试中心,四川 成都 610081)摘 要:稀土元素存在于在地球化学样品中,且具有非常相似的物理化学特性,因此常作为研究地球化学的示踪剂。
本文主要对地球化学样品中稀土元素的分析方法进行介绍与研究,稀土分析主要应用现代仪器进行分析,现代仪器分析手段繁多,不同的实验分析所用到的化学仪器也不一样,本文从地球化学样品的特点入手,简单介绍现代仪器在地球化学样品分析中的技术应用,并着重介绍电感耦合等离子体质谱分析技术(ICP-MS)分析地球化学样品中稀土元素含量的方法。
关键词:稀土元素;地球化学样品;含量;特征 中图分类号:X53 文献标识码:A 文章编号:11-5004(2020)17-0186-2收稿日期:2020-09作者简介:彭萌,男,生于1983年,汉族,四川成都人,大学本科,工程师,研究方向:岩矿分析。
地球化学样品组分复杂,不同元素在不同的样品中含量相差较大,实验分析的物质种类繁多,问题也多种多样。
在使用现代仪器分析实验的过程中,要对实验数据和仪器操作慎之又慎。
由于地球化学样品分析的物质品类广,影响分析结果的因素也比较多,这就造成了无机化学的分析难度大,所以如何合理应用现代仪器分析地球化学样品,得出准确的实验数据和结论,体现出现代仪器分析的实际价值。
稀土元素主要指的是镧系元素以及和镧系元素密切相关的钪(Sc)、钇(Y),共17种元素总称为稀土元素(RE)。
La (镧),Ce (铈),Pr (镨),Nd (钕),Pm (钷),Sm (钐),Eu (铕)称为铈组稀土(轻稀土);Gd (钆),Tb (铽),Dy (镝),Ho (钬),Er (铒),Tm (铥),Yb (镱),Lu (镥),Sc,Y 称为钇组稀土(中重稀土)。
稀土元素含量分析是地质科学研究最常用的方式之一。
稀土元素
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力学因素)。
Ln3+颜色:
La3+(4f0)、Lu3+(4f14)具有封闭电子构型,在可见区、紫外区均 无吸收;Ce3+(4f1)、Eu3+(4f6)、Gd3+(4f7) 、Tb3+(4f8)吸收带全部 或绝大部分在紫外区,Yb3+(4f13)的吸收带出现在近红外区。它 们的4f轨道为全空、半空、全充满、半充满、或接近全空、全充
以上过程只是把稀土元素从矿石中分离出来,得到的氧 化物是混合稀土氧化物,或混合稀土盐。
1.2 稀土元素的分离方法
稀土元素及其+3价态化合物的性质很相似,在自然界中 广泛共存,给分离和提纯工作带来很大困难。 1.分级结晶法 依据稀土元素盐类溶解度差异的方法。 进行多次反复操作。可能反复结晶数十次,百次,甚至 上千次 才可得到符合纯度要求的产品。 2.分级沉淀法 也是依据稀土盐类的溶解度不同,加入化学试剂生产难 溶化合物,沉淀出来,再溶解、沉淀,反复多次。
3.选择性氧化还原法 对于易被氧化或还原的+3价镧系离子,可用合适的氧化 剂或还原剂改变它们的价态,使形成性质上与其它+3价离子 有明显区别的化合物,从而分离。 如Ce3+易氧化为Ce4+ ,Ce4+可形成Ce(IO3)4或Ce(OH)4 从酸性溶液中沉淀出来。
4.离子交换法 利用Ln3+在阳离子交换树脂上吸附强弱不同。 如在磺酸基聚苯乙烯强酸性阳离子树脂(HR)上有: Ln 3+(aq)+ 3HSO3SR(s)= Ln(O3SR)3(s)+3H+(aq) Ln3+在树脂上的吸附次序是La→Lu逐渐减弱。用某种络 合剂(如Na2EDTA)溶液洗淋,洗脱顺序是Lu3+ → La 3+ .
稀土资源概述
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稀⼟资源概述1.稀⼟概述稀⼟指元素周期表中镧系元素及与之化学⾏为密切相关的两个元素———钪和钇,共17种元素,⼜称稀⼟⾦属,其名称分别是镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)、钇(Y)、钪(Sc)。
稀⼟元素在地壳中平均含量为165.35×10-6。
在⾃然界中稀⼟元素主要以单矿物形式存在,⽬前世界上已发现的稀⼟矿物和含稀⼟元素的矿物有250多种,其中重要的稀⼟矿物有氟碳酸盐和磷酸盐等,⽽适合现今冶炼条件的⼯业⽤矿物仅有10余种。
稀⼟在⼯业上有⼴泛的应⽤,主要有冶⾦⼯业、⽯油化⼯、玻璃陶瓷制造、航天⼯业、电⼦⼯业等,近年来,含有稀⼟元素钇的钡基氧化物⼜在超导材料的研制⽅⾯发挥了巨⼤的作⽤。
此外,稀⼟还在热电材料、贮氧材料的研制⽅⾯发挥着越来越⼤的作⽤。
2.世界稀⼟资源的分布⽬前全球可开采的稀⼟矿主要集中在中国、美国、俄罗斯、澳⼤利亚、印度、南⾮等⼏个国家。
(1)中国占世界稀⼟资源的41.36%,稀⼟资源丰富,分布合理。
中国主要的稀⼟矿有⽩云鄂博稀⼟矿、⼭东微⼭稀⼟矿、冕宁稀⼟矿、江西风化壳淋积型稀⼟矿、湖南褐钇铌矿和漫长海岸线上的海滨砂矿等等。
(2)美国的稀⼟资源约占12.50%,主要有氟碳铈矿、独居⽯及在选别其它矿物时,作为副产品回收的⿊稀⾦矿、硅铍钇矿和磷钇矿。
(3)印度主要矿床是砂矿,此外,独居⽯的⽣产也有着悠久的历史的可观的产量。
(4)前苏联的稀⼟矿物主要是从磷灰⽯矿⽯中回收的,⽐如铈铌钙钛矿,此外还有独⽴的氟碳铈矿。
(5)澳⼤利亚是独居⽯的⽣产⼤国,同时也产磷钇矿,以及矿主要集中在西部地区的砂矿。
(6)加拿⼤主要从铀矿中副产稀⼟。
此外,在魁北克省奥卡地区的烧绿⽯矿以及含有钇和重稀⼟的斯特伦奇湖矿也是重要来源。
(7)南⾮是⾮洲地区最重要的独居⽯⽣产国,其中开普省的斯廷坎普斯克拉尔的磷灰⽯矿,是世界上唯⼀的单⼀脉状型独居⽯稀⼟矿。
稀土元素常用的数据整理的方法及示踪意义
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表格1.1-1 九岭花岗岩稀土元素含量(单位10-6)
九岭花岗岩球粒陨石标准化的稀土配分曲线显示LREE分异较强,HREE分异较弱的明显右倾样式,显示轻、重稀土之间和轻稀土之间,以及重稀土之间有一定的分馏作用。
δEu=0.40-1.15,除个别样品发育弱的Eu负异常外,Eu显示明显负异常,具有显著的的呈右倾斜”V”形稀土元素配分模式。
其Eu相对相邻元素的明显亏损,指示岩浆演化过程中发生了与斜长石结晶分离有关的分异结晶作用,其异常大小反映分离结晶的程度变化。
说明该地区花岗岩具有重熔和同化混染作用。
稀土论文
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稀土元素一稀土元素的概况又称稀土金属。
为周期系(见周期律)第ⅢB族中的钪、钇和镧系元素的总称。
包括钪、钇、镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱和镥17种元素。
其中钷是人工放射性元素,其余的常以微量共同存在于独居石和钪钇等矿石中。
稀土元素都是具有银白色光泽的金属,质软。
它们的化学性质很活泼,也很相似,化合价一般是+3价;能与热水作用产生氢(钪除外),并易溶于稀酸;能形成稳定的配合物,也能形成微溶于水的草酸盐、氟化物、碳酸盐、磷酸盐和氢氧化物等。
稀土元素可应用于冶金、电子、原子能、化学等工业,在合金钢和非铁合金中掺入少量混合稀土元素,可改善性能。
1.稀土元素的基本性质稀土元素的性质与应用大多数稀土金属呈现顺磁性。
钆在0℃时比铁具更强的铁磁性。
铽、镝、钬、铒等在低温下也呈现铁磁性,镧、铈的低熔点和钐、铕、镱的高蒸气压表现出稀土金属的物理性质有极大差异。
钐、铕、钇的热中子吸收截面比广泛用于核反应堆控制材料的镉、硼还大。
稀土金属具有可塑性,以钐和镱为最好。
除镱外,钇组稀土较铈组稀土具有更高的硬度。
稀土表面积研究是非常重要的,稀土的表面积检测数据只有采用BET方法检测出来的结果才是真实可靠的,国内目前有很多仪器只能做直接对比法的检测,现在国内也被淘汰了。
目前国内外比表面积测试统一采用多点BET法,国内外制定出来的比表面积测定标准都是以BET测试方法为基础的,参看我国国家标准(GB/T 19587-2004)----气体吸附BET原理测定固态物质比表面积的方法。
比表面积检测其实是比较耗费时间的工作,由于样品吸附能力的不同,有些样品的测试可能需要耗费一整天的时间,如果测试过程没有实现完全自动化,那测试人员就时刻都不能离开,并且要高度集中,观察仪表盘,操控旋钮,稍不留神就会导致测试过程的失败,这会浪费测试人员很多的宝贵时间。
真正完全自动化智能化比表面积测试仪产品,才符合测试仪器行业的国际标准,同类国际产品全部是完全自动化的,人工操作的仪器国外早已经淘汰。
稀土元素分类
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稀土元素分类
稀土元素是指原子序数为57至71的元素,它们在化学性质上非常相似,因此被归为一类。
稀土元素可以分为轻稀土元素和重稀土元素两类。
1. 轻稀土元素:包括镧系元素和钪、钕、钷、钐、铕、铽、瑞铂、钆、铒等元素。
它们的原子序数从57到64,化学性质相似,且在自然界中分布广泛。
其中,镧系元素是最常见的轻稀土元素,其在工业中的应用也最为广泛。
2. 重稀土元素:包括钆系元素和镝、钬、铒、铥、镱、钇等元素。
它们的原子序数从64到71,化学性质相似,但在自然界中分布较少。
重稀土元素具有较高的磁学、光学和电学性质,因此在高科技领域中有着广泛的应用。
除此之外,稀土元素还可以按照其在自然界中的分布情况进行分类,包括:
1. 光稀土元素:包括镧、铈、钕、钐、铕等元素,它们在自然界中分布较广,含量较多。
2. 重稀土元素:包括镝、钬、铒、铥、镱等元素,它们在自然界中分布较少,含量较少。
3. 中稀土元素:包括钆、铽、瑞铂等元素,它们在自然界中分布适中,含量也
较为适中。
总之,稀土元素是一类非常重要的元素,它们在现代工业、科技和军事等领域中有着广泛的应用。
()第二十二章稀土元素

5、 草酸盐
Ln2(C2O4)3难溶于水又难溶于酸,以此与 其它金属离子分离开来,对于提炼稀土
有重要的意义。硝酸盐或氯化物中加 6MHNO3和H2C2O4得到。
Ln2(C2O4)3 → ―→ ―→ ―→ CO,CO2,Ln2O3
Ln2(C2O4) (CO3)2, Ln2 (CO3)3, Ln2O (CO3)2,
⑤ 储氢材料,LaNi5,253kPa, 1kg吸氢15g; 1982年利用提取Ce后的富La混合稀土镍合金, 更廉价储氢更大,并可分离和纯化氢达6个9。 通常钢瓶15Mpa储氢0.5kg。
⑥ 高 温 超 导 , YBaCuO , Tc=90K , 1987 ; LaxBayCuzOw 1986,Tc=35K,之后发现加压 可提高Tc;再后用更小的Sc取代,则无超导性, 因得不到钙钛矿型;另外之后发现 Tl2Ba2Ca2Cu3O10 也是高温超导,所以超导与f 电子无关。
二、氧化态,+3常见态
少数的有+2价,但在溶液中有很强的还原性,如Sm2 +、Eu2+、Yb2+
少数的有+4价,但在溶液中有很强的氧化性,如Ce4+、 Pr4+、Tb4+
至于为什么有少数的例外价态,与该离子的水合热等 多种因素有关;另一主要原因是离子的f亚层全满、 半满、全空最稳定有关:Eu2+ (4f 7)、Yb2+(4f 14)、 Ce4+(4 f 0)、Tb4+(4f 7)
Hale Waihona Puke 稀土典型应用:① 热电子发射材料(LaB6)1951年,用于通讯 ② 石油催化裂解,生产轻质油,1962
③ Y2O3:Eu3+ 掺杂发光材料(红光),1963; LaPO4:Ce绿光;Sr5(PO4)3Cl:Eu2+蓝光
医药中的金属-稀土
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过量摄入稀土元素可能对生物 体产生毒性作用,损伤细胞结 构、影响代谢过程和干扰生物 信号传导等。
不同稀土元素对生物体的生理 功能影响存在差异,具有元素 特异性和剂量依赖性等特点。
04 医药领域中典型稀土化合 物介绍
氯化镧(LaCl3)
化学性质
氯化镧为白色结晶粉末,易溶于水,微溶于乙醇,不溶于乙醚。在空气中易潮解。
医药中的金属-稀土
目录
• 稀土元素概述 • 医药领域中稀土应用 • 稀土与生物体相互作用研究 • 医药领域中典型稀土化合物介绍
目录
• 医药领域中稀土化合物合成方法探讨 • 医药领域中稀土化合物安全性评价及
监管政策解读
01 稀土元素概述
定义与分类
稀土元素定义
稀土元素是指化学元素周期表中镧系元素(原子序数57-71)以及与镧系元素 密切相关的钪(Sc)和钇(Y),共17种元素。
生物体内稀土含量及分布规律
稀土元素在生物体内的含量极低,属于微量元素范畴。
不同生物体内稀土元素的含量和分布规律存在差异,与生物种类、生活环境等因素 有关。
一般来说,植物体内稀土含量高于动物体内,而动物体内稀土含量又高于人体内。
生物体对稀土元素吸收、转运和排泄机制
生物体对稀土元素的吸收主要通过食物链进 行,植物从土壤中吸收稀土元素,动物通过 摄食植物或其他动物间接获取稀土元素。
生物体对稀土元素的排泄主要通过尿 液、汗液和粪便等途径进行,不同生 物体的排泄机制可能存在差异。
稀土元素在生物体内的转运主要通过血 液和其他体液进行,可以与蛋白质、多 糖等生物大分子结合形成复合物。
稀土元素对生物体生理功能影响
稀土元素对生物体的生理功能 具有重要影响,适量摄入可以 促进生长发育、提高免疫力和 改善生理功能等。
(整理)稀土元素分配型式及地球化学参数的计算
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实习一稀土元素分配型式及地球化学参数的计算一、实习目的由于稀土元素的原子结构、原子半径、离子半径及化合价的相似性,导致它们在自然界中常常紧密共生在一起。
因镧系收缩的缘故,使得稀土元素的离子半径从La→Lu逐渐减小,于是在岩浆过程中,这些元素在固相和液相间的分配呈现出明显的规律性变化。
Ce和Eu在自然界具有变价(Ce4+、Eu2+)的特征,Ce 和Eu的相对富集与亏损程度往往反映了特殊的地质背景。
本次实习要求掌握稀土元素的计算和作图方法,理解稀土元素的富集程度、分馏程度的地质意义,掌握Eu的亏损与富集的地质背景。
二、实习内容某地区的岩浆岩种类极为发育(表1—1和表1—2),请画出各岩类的稀土配分曲线图、结合稀土元素参数进行地质过程分析。
两种方法所得到的稀土元素参数表1—1 岩浆岩稀土元素成分表(×10-6)注:1-橄榄苏长岩,2-钾长花岗岩,3-H型花岗岩,4-A型花岗岩,5-石英闪长岩(M型花岗岩)。
稀土元素由某单位等离子光谱方法分析。
表1—2 岩浆岩稀土元素成分表(×10-6)注:表中数据由中子活化方法分析实习一 稀土元素分配型式及地球化学参数的计算一、基本原理稀土元素通常指的是镧系元素的(La 、Ce 、Pr 、Nd 、Pm 、Sm 、Eu 、Gd 、Tb 、Dy 、Ho 、Er 、Tm 、Yb 、Lu ,其中Pm 在自然界无天然同位素),由于稀土元素的原子结构、原子半径、离子半径(RE 3+变化于0.86Å—1.14Å)及化合价的相似性使得它们在自然界往往紧密共生。
因镧系收缩造成稀土元素的离子半径从La →Lu 逐渐减小,Ce 和Eu 在自然界具有变价(Ce 4+、Eu 2+)的特征,以及介质(岩石、土壤、矿物等)的不同而引起稀土元素在自然界的分离。
为便于研究稀土元素在某介质中的分配型式,必须排除“偶数规则”的影响,最常用的方法是利用球粒陨石丰度值对稀土元素进行标准化。
稀土元素在地球化学样品中的含量分析
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稀土元素在地球化学样品中的含量分析摘要:地球化学样品中的稀土元素,具有相似的物化特性,常用来作为地球化学研究的示踪剂。
本文研究了地球化学样品中稀土元素含量的分析方法,稀土元素分析采用现代仪器设备进行,手段丰富多样。
从地球化学样品中稀土元素含量分析的特点与方法入手,介绍仪器分析的技术应用,以期为地球化学研究提供参考。
关键词:稀土元素;地球化学样品;含量分析地球化学样品的成分较为复杂,不同元素在不同样品中呈现的物化性质及含量都有所差别。
通过实验来分析地球化学样品中的物质种类,遇到的问题比较复杂。
当前地球化学样品分析大量引入了现代仪器,对仪器的操作和实验数据的分析应仔细谨慎。
地球化学样品分析的物质品类非常广泛,影响分析准确性的因素较多,提高了分析难度,应合理利用现代仪器展开分析,得出准确数据,推导正确的结论,体现现代仪器分析和分析技术的价值。
稀土元素含量测定分析可辅助地球化学样品研究。
稀土元素指的是镧系元素以及与之密切相关的两种元素,共17种元素。
一、稀土元素含量分析在地球化学样品研究中的意义当今稀土元素在战略矿藏储备上的重要意义已经越来越为人们所重视。
我国作为稀土资源大国,近年来在稀土资源的勘探、开采、生产、贸易领域深入耕耘,取得了较大成就,受到多方瞩目。
稀土元素被誉为“工业维生素”,在工业生产领域得到广泛应用。
而稀土在地球化学分析中也占据重要的地位,可以作为示踪剂,对于地球化学研究、地质理论研究、矿产勘探研究等有着极强的推动作用。
稀土元素和地球的地质发展过程联系紧密,参与了地球地质各个阶段的变化,通过测算和分析稀土元素的含量可以了解地球地质变化过程,为地质研究提供参考。
当前测算稀土元素含量采用的电感耦合等离子体质谱分析技术有以下作用:首先,稀土元素在地球化学样品中的含量分析可以通过仪器精确定量。
稀土元素分析的定量化能够解释地球的地质环境和条件,判断其中是否存在矿藏,有助于矿产资源的勘探开发。
根据不同的分析目的,采用不同的分析手段,对不同元素展开同位素分析,通过合理运用分析技术和分析手段来实现分析目的。
稀土简介
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稀土知识介绍简介:稀土资源的性质、特点、赋存状态、分解方法,与稀土金属的生产与制备一、概述稀土一词,是历史遗留下来的名称。
稀土元素是从18世纪末叶开始陆续发现,当时人们常把不溶于水的固体氧化物称为土。
稀土一般是以氧化物状态分离出来的,又很稀少,因而得名稀土。
通常把镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕,称为轻稀土或铈组稀土;把钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥钇称为重稀土或钇组稀土。
也有的根据稀土元素物理化学性质的相似性和差异性,除钪之外(有的将钪划归稀散元素),划分成三组,即轻稀土组为镧、铈、镨、钕、钷;中稀土组为钐、铕、钆、铽、镝;重稀土组为钬、铒、铥、镱、镥、钇。
这些稀土元素的发现,从1794年芬兰人加多林(J.Gadolin)分离出钇到1947年美国人马林斯基(J.A.Marinsky)等制得钷,历时150多年。
其中大部分稀土元素是欧洲的一些矿物学家、化学家、冶金学家等发现制取的。
钷是美国人马林斯基、格兰德宁(L.E.Glendenin)和科列尔(C.D.Coryell)用离子交换分离,在铀裂变产物的稀土元素中获得的。
过去认为自然界中不存在钷,直到1965年,芬兰一家磷酸盐工厂在处理磷灰石时发现了痕量的钷。
二、稀土元素的性质与应用大多数稀土金属呈现顺磁性。
钆在0℃时比铁具更强的铁磁性。
铽、镝、钬、铒等在低温下也呈现铁磁性,镧、铈的低熔点和钐、铕、镱的高蒸气压表现出稀土金属的物理性质有极大差异。
钐、铕、钇的热中子吸收截面比广泛用于核反应堆控制材料的镉、硼还大。
稀土金属具有可塑性,以钐和镱为最好。
除镱外,钇组稀土较铈组稀土具有更高的硬度。
稀土表面积研究是非常重要的,稀土的表面积检测数据只有采用BET 方法检测出来的结果才是真实可靠的,国内目前有很多仪器只能做直接对比法的检测,现在国内也被淘汰了。
目前国内外比表面积测试统一采用多点BET法,国内外制定出来的比表面积测定标准都是以BET测试方法为基础的,参看我国国家标准(GB/T 19587-2004)----气体吸附BET原理测定固态物质比表面积的方法。
什么是稀土?主要成分和用途是什么?
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什么是稀土?主要成分和用途是什么?一、稀土稀土就是化学元素周期表中镧系元素—镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu),以及与镧系的15个元素密切相关的两个元素—钪(Sc)和钇(Y)共17种元素,称为稀土元素(Rare Earth)。
简称稀土(RE或R)。
稀土元素通常分为二组:1)轻稀土(又称铈组):镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆。
2)重稀土(又称钇组):铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇。
铈组与钇组之别,是因为矿物经分离得到的稀土混合物中,常以铈或钇比例多的而得名。
稀土金属(rare earth metals)又称稀土元素,是元素周期表ⅢB族中钪、钇、镧系17种元素的总称,常用R或RE表示。
它们的名称和化学符号是钪(Sc)、钇(Y)、镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)。
它们的原子序数是21(Sc)、39(Y)、57(La)到71(Lu)。
稀土一词是历史遗留下来的名称。
稀土元素是从18世纪末叶开始陆续发现,当时人们常把不溶于水的固体氧化物称为土。
稀土一般是以氧化物状态分离出来的,又很稀少,因而得名为稀土。
通常把镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕称为轻稀土或铈组稀土;把钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥钇称为重稀土或钇组稀土。
也有的根据稀土元素物理化学性质的相似性和差异性,除钪之外(有的将钪划归稀散元素),划分成三组,即轻稀土组为镧、铈、镨、钕、钷;中稀土组为钐、铕、钆、铽、镝;重稀土组为钬、铒、铥、镱、镥、钇。
这些稀土元素的发现,从1794年芬兰人加多林(J.Gadolin)分离出钇到1947年美国人马林斯基(J.A.Marinsky)等制得钷,历时150多年。
稀土元素
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稀土元素地球化学通过研究地质体中稀土元素的组成特点,来探讨、形成条件以及、月球、等的形成和演化过程。
稀土元素(REE或TR)是指元素周期表中57号到71号的镧系元素和39号元素钇。
从镧到铕为铈组(轻稀土),从钆到镥及钇为钇组(重稀土)。
稀土元素在自然界的丰度和分布地壳中稀土元素的丰度为0.34~31ppm,总量为112ppm。
稀土元素在陨石、月球、地球各种岩石中的分布有如下规律。
①在岩浆岩中,从超基性岩→基性岩→中性岩→酸性岩→碱性岩,稀土元素总含量增加。
基性、超基性岩相对富含重稀土,酸性岩,尤其是碱性岩富含轻稀土。
②在中,以泥质岩石(如页岩)稀土含量最高,碳酸盐类(如)稀土含量最低。
③稀土元素在地壳中的分布不均匀。
地壳稀土组成相当于英云闪长岩,太古宙后地壳相当于花岗闪长岩。
大陆地壳稀土元素总量高,相对富轻稀土;大洋地壳稀土元素含量较低,相对富重稀土。
上地壳稀土元素含量高,相对富含轻稀土;下地壳稀土含量低,相对富含重稀土。
④地球的稀土元素丰度与球粒陨石相似,原始地幔的稀土元素含量约为普通球粒陨石的1.9~2.6倍。
⑤稀土元素在月表各种岩石中的含量相当于地球的3~10倍。
克里普岩(一种富钾、稀土和磷的岩石)稀土总含量达500ppm以上。
⑥球粒陨石稀土元素总含量为数个ppm,铁陨石稀土元素含量最低。
⑦河水、海水中稀土元素含量很低,总量低于1ppm,重稀土含量高于轻稀土。
稀土元素在自然样品中的分布特点可以用图解来表示。
将样品的稀土元素含量对球粒陨石标准化,取其对数值为纵坐标,以原子序数为横坐标作图,称为增田科里尔图解。
地球各种岩石的稀土元素分布形态绝大多数是两条直线性线段或一条完整的直线,即呈对数线性分布。
根据铕和铈的分布特征,可划分为5种类型(见图[稀土元素分布类型]):①铕亏损型,铕呈负异常,分布曲线在铕处为一谷形,如花岗岩;②铕富集型,铕呈正异常,分布曲线在铕处为一峰,如斜长岩;③平坦型(或球粒陨石型),分布曲线为平滑直线,铕无异常,如大洋拉斑玄武岩;④铈亏损型,分布曲线在铈处为一谷,铈呈明显亏损,如海水,现代海洋沉积物及某些铁建造;⑤铈富集型,富铈,分布曲线在铈处为一峰,如海洋中锰结核。
主量元素 稀土元素
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主量元素稀土元素主量元素和稀土元素是化学领域中常用的分类方式之一。
主量元素是指在地壳中含量较高的元素,而稀土元素则是指具有特殊性质和广泛应用价值的一组元素。
本文将分别介绍主量元素和稀土元素的特点和应用。
一、主量元素主量元素是指在地壳中含量较高的元素,它们在地球上广泛存在,并且对地球和生物体的构成起着重要作用。
主量元素包括氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾等。
1. 氧:氧是地壳中含量最多的元素,占地壳质量的46.6%。
氧是生物体进行呼吸和燃烧的必需气体,也是地球大气中的重要成分之一。
2. 硅:硅是地壳中第二丰富的元素,占地壳质量的27.7%。
硅是许多矿物和岩石的主要成分,也是人体骨骼和结缔组织的重要成分。
3. 铝:铝是地壳中第三丰富的元素,占地壳质量的8.1%。
铝是轻便、耐腐蚀的金属,广泛应用于建筑、航空航天、电子等领域。
4. 铁:铁是地壳中第四丰富的元素,占地壳质量的5%。
铁是人类最早使用的金属之一,广泛应用于制造工业、建筑、交通等领域。
5. 钙:钙是地壳中第五丰富的元素,占地壳质量的 3.6%。
钙是人体骨骼和牙齿的主要成分,也是维持神经传导和肌肉收缩的重要离子。
6. 钠:钠是地壳中第六丰富的元素,占地壳质量的 2.8%。
钠是人体细胞内外的重要离子,对维持体液平衡和神经传导起着重要作用。
7. 钾:钾是地壳中第七丰富的元素,占地壳质量的 2.6%。
钾是人体细胞内外的重要离子,对维持心脏节律和肌肉收缩起着重要作用。
二、稀土元素稀土元素是指一组具有特殊性质和广泛应用价值的元素,它们包括15个元素,分别是镧系元素(镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥)和钪系元素(钪)。
稀土元素在地壳中的含量较低,但在科学研究和工业生产中有着重要的应用。
稀土元素具有以下特点和应用:1. 特殊性质:稀土元素具有特殊的电磁、光学、磁学等性质,可用于制备高性能材料和器件。
2. 光学应用:稀土元素在光学领域有广泛应用,如激光器、荧光材料、磷光材料等。
稀土元素
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稀土元素摘要:本文简要介绍了什么是稀土元素,稀土元素的特殊结构,包括:稀土元素电子排列特征、化合价、离子半径、标准电极电位以及化合键,稀土元素作用和应用。
关键词:稀土元素特殊结构稀土资源一、稀土元素概述稀土元素包括镧系元素,以及镧系元素化学性质相近的钪(SC)和钇(Y),共17种元素,通常镧系元素用Ln表示,稀土元素用RE 表示。
稀土金属并不稀少,它们的总量在地壳中占0.0153%,其中丰度最大的是铈,它们在地壳中的含量比锡、铅、钼、钨和贵金属多几十倍或几百倍。
含稀土元素的矿物约有200多种,其中最重要的是磷钇矿、氟碳铈矿等。
我国是世界上的稀土储量最多的国家,储量超过世界上其它的国家已知储量的总和,其次是美国、印度和加拿大,我国钇的储量更高,占全世界的90%。
二、稀土元素的独特结构和化学特征(一)稀土元素的电子排列特征由于稀土元素在基态时最后填充的电子大都进入4f亚层(钇和镧例外),因而它们的原子最外层只有2个电子;同时镧系元素的原子半径及Ln3+离子半径,在总趋势上都随着原子核电荷数的增大而缩小,这种镧系收缩现象镧系使得元素的原子半径相近,因而稀土元素的化学性质十分相似。
稀土元素电子排列的独特特征决定了稀土元素的独特性。
其中钪(SC),钇(Y),镧(La)的情况稍有不同。
它们的结构可以表示为惰性气体的电子结构之外加上d1s1 电子。
而从铈到镥的14种元素,最显著的特征是有了4f电子,而且从铈到镱的13 种元素中,其4f 幅电子层上的电子未完全充满轨道。
虽然其它过渡金属元素也有未充满轨道的情况,但其未充满轨道均在原子的最外层。
稀土元素的4f 轨道则不然。
它不但深藏在原子内部,而且轨道也随原子序数增大而缩小。
而在稀土元素从金属变成离子的情况下,主量子数小的4f 电子却要越过主量子数大5S5 P电子而先失去,是因为其能级高的缘故。
在稀土金属中,6s电子和5d电子形成导带,4f 电子则在原子中定域,这种4f 电子定域化和不完全填充都反映要种种物性中。
碳酸镧原料药的稀土含量
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碳酸镧原料药的稀土含量碳酸镧(化学式:La2(CO3)3)是一种重要的稀土化合物,广泛应用于催化剂、光学材料、电子材料等领域。
稀土含量指的是碳酸镧中所含的稀土元素镧(La)的含量。
1.碳酸镧的化学组成碳酸镧的化学式为La2(CO3)3,说明它由两个镧离子(La3+)和三个碳酸根离子(CO32-)组成。
因此,每个碳酸镧分子中含有两个镧离子。
2.镧的相对原子质量镧的相对原子质量为138.91g/mol。
根据镧的相对原子质量,可以计算出碳酸镧中镧元素的质量百分比。
3.碳酸镧中的稀土含量计算由于每个碳酸镧分子中含有两个镧离子,因此可以通过下述计算公式来计算碳酸镧中的稀土含量(以镧元素的质量百分比表示):稀土含量(%)=(镧的相对原子质量×2)/碳酸镧的相对分子质量×1004.实际稀土含量实际上,碳酸镧原料药的稀土含量可能会有所不同,具体取决于原料药的生产工艺和纯度要求。
一般而言,工业级的碳酸镧原料药中镧元素的含量在60%至70%之间。
需要注意的是,稀土含量只是描述碳酸镧化合物中镧元素的相对比例,并不能直接反映其纯度。
除了镧元素外,碳酸镧原料药中还可能存在其他杂质或共存的稀土元素。
因此,在实际应用中,如果对碳酸镧的纯度要求较高,则需要进行进一步的分离、提纯和分析处理。
总结起来,碳酸镧是由两个镧离子和三个碳酸根离子组成的化合物。
稀土含量指的是碳酸镧中镧元素的含量。
根据镧的相对原子质量和碳酸镧的相对分子质量,可以计算出碳酸镧中镧元素的质量百分比。
然而,实际的碳酸镧原料药的稀土含量会有所不同,取决于原料药的生产工艺和纯度要求。
在应用中,如果对碳酸镧的纯度有特殊要求,则需要进行进一步的分离、提纯和分析处理。