Óxido de hólmio (III) - Holmium(III) oxide

Óxido de hólmio (III)
Amostras de óxido de hólmio (III) sob luz ambiente e luz tricromática
Nomes
Nome IUPAC
Óxido de hólmio (III)
Outros nomes
Óxido de hólmio, Holmia
Identificadores
Modelo 3D ( JSmol )
ChemSpider
ECHA InfoCard 100.031.820 Edite isso no Wikidata
Número EC
UNII
  • InChI = 1S / 2Ho.3O VerificaY
    Chave: JYTUFVYWTIKZGR-UHFFFAOYSA-N VerificaY
  • InChI = 1 / 2Ho.3O / rHo2O3 / c3-1-5-2-4
    Chave: JYTUFVYWTIKZGR-VLHOCPAZAL
  • [O] [Ho] O [Ho] [O]
  • O = [Ho] O [Ho] = O
Propriedades
Ho 2 O 3
Massa molar 377,858  g · mol −1
Aparência Pó opaco amarelo pálido.
Densidade 8,41 g cm -3
Ponto de fusão 2.415 ° C (4.379 ° F; 2.688 K)
Ponto de ebulição 3.900 ° C (7.050 ° F; 4.170 K)
Gap de banda 5,3 eV
+ 88.100 · 10 −6 cm 3 / mol
1,8
Estrutura
Cúbico, cI80
Ia-3, No. 206
Termoquímica
115,0 J mol −1 K −1
158,2 J mol −1 K −1
Entalpia
padrão de formação (Δ f H ⦵ 298 )
-1880,7 kJ mol −1
Perigos
Ficha de dados de segurança MSDS externo
Frases S (desatualizado) S22 , S24 / 25
Compostos relacionados
Outros ânions
Cloreto de hólmio (III)
Outros cátions
Óxido de disprósio (III) Óxido de
érbio (III)
Compostos relacionados
 Óxido de bismuto (III)

Óxido de európio (III) Óxido de
ouro (III) Óxido de
lantânio (III) Óxido de
lutécio (III) Óxido de
praseodímio (III) Óxido de
promécio (III) Óxido de
térbio (III) Óxido de
tálio (III) Óxido de
túlio (III)

Exceto onde indicado de outra forma, os dados são fornecidos para materiais em seu estado padrão (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
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Referências da Infobox

O óxido de hólmio (III) , ou óxido de hólmio, é um composto químico de um elemento de terras raras hólmio e oxigênio com a fórmula Ho 2 O 3 . Junto com o óxido de disprósio (III) (Dy 2 O 3 ), o óxido de hólmio é uma das substâncias paramagnéticas mais poderosas conhecidas. O óxido, também chamado de hólmia , ocorre como um componente do mineral de óxido de érbio relacionado, chamado érbia . Normalmente, os óxidos dos lantanídeos trivalentes coexistem na natureza e a separação desses componentes requer métodos especializados. O óxido de hólmio é usado na fabricação de vidros coloridos especiais . O vidro contendo soluções de óxido de hólmio e óxido de hólmio tem uma série de picos de absorção óptica agudos na faixa espectral visível . Eles são, portanto, tradicionalmente usados ​​como um padrão de calibração conveniente para espectrofotômetros ópticos .

Propriedades

Aparência

O óxido de hólmio tem algumas mudanças de cor bastante dramáticas dependendo das condições de iluminação. À luz do dia, é uma cor amarelo taninoso. Sob a luz tricromática, é um vermelho alaranjado ardente, quase indistinguível da aparência do óxido de érbio sob essa mesma iluminação. Isso está relacionado às faixas de emissão nítidas dos fósforos. O óxido de hólmio tem uma ampla lacuna de banda de 5,3 eV e, portanto, deve aparecer incolor. A cor amarela origina-se de defeitos de rede abundantes (como vacâncias de oxigênio) e está relacionada a transições internas nos íons Ho 3+ .

Estrutura cristalina

Estrutura à temperatura ambiente de Ho 2 O 3 vista ao longo de um eixo cúbico. Átomos vermelhos são oxigênios
Micrografia eletrônica de partículas lamelares e agregados de óxido de hólmio. A barra de escala na parte inferior mostra 10 μm .

O óxido de hólmio tem uma estrutura cúbica , embora bastante complexa, com muitos átomos por célula unitária e uma grande constante de rede de 1,06 nm. Esta estrutura é característica de óxidos de elementos pesados ​​de terras raras, como Tb 2 O 3 , Dy 2 O 3 , Er 2 O 3 , Tm 2 O 3 , Yb 2 O 3 e Lu 2 O 3 . O coeficiente de expansão térmica de Ho 2 O 3 também é relativamente grande a 7,4 × 10 -6 / ° C.

Químico

O tratamento do óxido de hólmio com cloreto de hidrogênio ou com cloreto de amônio fornece o cloreto de hólmio correspondente :

Ho 2 O 3 + 6 NH 4 Cl → 2 HoCl 3 + 6 NH 3 + 3 H 2 O

História

Holmium ( Holmia , nome latino para Estocolmo ) foi descoberto por Marc Delafontaine e Jacques-Louis Soret em 1878, que notaram as bandas de absorção espectrográfica aberrantes do elemento então desconhecido (eles o chamaram de "Elemento X"). Mais tarde, em 1878, Per Teodor Cleve descobriu independentemente o elemento enquanto trabalhava na terra de Érbia ( óxido de érbio ).

Usando o método desenvolvido por Carl Gustaf Mosander , Cleve primeiro removeu todos os contaminantes conhecidos da Érbia. O resultado desse esforço foram dois novos materiais, um marrom e outro verde. Ele chamou a substância marrom de holmia (em homenagem ao nome latino da cidade natal de Cleve, Estocolmo) e a verde de thulia. Mais tarde descobriu-se que Holmia era o óxido de hólmio e a tulia era o óxido de túlio .

Ocorrência

Gadolinita

O óxido de hólmio ocorre em pequenas quantidades nos minerais gadolinita , monazita e em outros minerais de terras raras . O metal de hólmio oxida prontamente no ar; portanto, a presença de hólmio na natureza é sinônimo de hólmia. Com abundância de 1,4 mg / kg, o hólmio é o 56º elemento mais abundante. As principais áreas de mineração são China , Estados Unidos , Brasil , Índia , Sri Lanka e Austrália, com reservas de óxido de hólmio estimadas em 400.000 toneladas.

Produção

Um processo típico de extração de óxido de hólmio pode ser simplificado da seguinte forma: as misturas de minerais são trituradas e moídas. A monazita, por causa de suas propriedades magnéticas, pode ser separada por repetidas separações eletromagnéticas. Após a separação, ele é tratado com ácido sulfúrico concentrado a quente para produzir sulfatos solúveis em água de vários elementos de terras raras. Os filtrados ácidos são parcialmente neutralizados com hidróxido de sódio para pH 3-4. O tório precipita da solução como hidróxido e é removido. Depois disso, a solução é tratada com oxalato de amônio para converter terras raras em seus oxalatos insolúveis . Os oxalatos são convertidos em óxidos por recozimento. Os óxidos são dissolvidos em ácido nítrico que exclui um dos componentes principais, o cério , cujo óxido é insolúvel em HNO 3 .

A rotina de separação mais eficiente para o óxido de hólmio das terras-raras é a troca iônica . Neste processo, íons de terras raras são adsorvidos em resina de troca iônica adequada por troca com hidrogênio, amônio ou íons cúpricos presentes na resina. Os íons de terras raras são então seletivamente removidos por um agente complexante adequado, como citrato de amônio ou nitrilotriacetato.

Formulários

Uma solução de 4% de óxido de hólmio em 10% de ácido perclórico, permanentemente fundido em uma cubeta de quartzo como um padrão de calibração óptica

O óxido de hólmio é um dos corantes usados ​​para zircônia cúbica e vidro , fornecendo coloração amarela ou vermelha. O vidro contendo soluções de óxido de hólmio e óxido de hólmio (geralmente em ácido perclórico ) têm picos de absorção óptica agudos na faixa espectral de 200-900 nm. Eles são, portanto, usados ​​como um padrão de calibração para espectrofotômetros ópticos e estão disponíveis comercialmente. Como a maioria dos outros óxidos de elementos de terras raras, o óxido de hólmio é usado como catalisador especial , fósforo e material a laser . O laser de hólmio opera em um comprimento de onda de cerca de 2,08 micrômetros, em regime pulsado ou contínuo. Este laser é seguro para os olhos e é usado em medicina, lidars , medições de velocidade do vento e monitoramento da atmosfera.

Efeitos na saúde

O óxido de hólmio (III) não é, em comparação com muitos outros compostos, muito perigoso, embora a superexposição repetida possa causar granuloma e hemoglobinemia . Possui baixa toxicidade oral, dérmica e inalatória e não é irritante. A dose letal mediana oral aguda (DL 50 ) é superior a 1 g por quilograma de peso corporal.

Referências