أكسيد الهولميوم (III)

أكسيد الهولميوم (III) ، أو أكسيد الهولميوم، _هو مركب كيميائي يتكون من عنصر الهولميوم، وهو عنصر من العناصر الأرضية النادرة، والأكسجين، وصيغته الكيميائية Ho₂O₃ . يُعدّ _أكسيد الهولميوم ، إلى جانب أكسيد _{الديسبروسيوم} ( III) (Dy₂O₃ ₎ ، من أقوى المواد البارامغناطيسية المعروفة. يُعرف هذا الأكسيد أيضًا باسم هولميا ، ويوجد كمكون من مكونات معدن أكسيد الإربيوم ذي الصلة، والذي يُسمى الإربيا . عادةً ما تتعايش أكاسيد اللانثانيدات ثلاثية التكافؤ في الطبيعة، ويتطلب فصل هذه المكونات أساليب متخصصة. يُستخدم أكسيد الهولميوم في صناعة أنواع خاصة من الزجاج الملون . يتميز الزجاج المحتوي على أكسيد الهولميوم ومحاليل أكسيد الهولميوم بسلسلة من قمم الامتصاص الضوئي الحادة في نطاق الطيف المرئي . ولذلك، يُستخدم تقليديًا كمعيار معايرة مناسب لأجهزة قياس الطيف الضوئي .

اكتُشف عنصر الهولميوم ( هولميا ، الاسم اللاتيني لستوكهولم ) على يد مارك ديلافونتين وجاك لويس سوريه عام 1878، حيث لاحظا نطاقات الامتصاص الطيفي الشاذة لهذا العنصر المجهول آنذاك (وأطلقا عليه اسم "العنصر X"). ^{[ 6 ] [ 7 ]} وفي وقت لاحق من عام 1878، اكتشف بير تيودور كليف العنصر بشكل مستقل أثناء عمله على تراب الإربيوم ( أكسيد الإربيوم ). ^{[ 8 ] [ 9 ]}

باستخدام الطريقة التي طورها كارل غوستاف موساندر ، أزال كليف أولًا جميع الملوثات المعروفة من نبات الإربيا. نتج عن هذا الجهد مادتان جديدتان، إحداهما بنية والأخرى خضراء. أطلق على المادة البنية اسم هولميا (نسبةً إلى الاسم اللاتيني لمدينة ستوكهولم، مسقط رأس كليف)، وعلى المادة الخضراء اسم ثوليا. تبين لاحقًا أن هولميا هي أكسيد الهولميوم، وأن ثوليا هي أكسيد الثوليوم . ^{[ 10 ]}

يتأكسد الهولميوم بسهولة في الهواء؛ لذا فإن وجوده في الطبيعة مرادف لوجود أكسيد الهولميوم. يوجد أكسيد الهولميوم بكميات ضئيلة في معادن الغادولينيت والمونازيت ، وفي معادن أخرى من العناصر الأرضية النادرة .

يمكن تبسيط عملية استخلاص أكسيد الهولميوم النموذجية كما يلي: تُسحق مخاليط المعادن وتُطحن. يمكن فصل المونازيت، نظرًا لخصائصه المغناطيسية، عن طريق الفصل الكهرومغناطيسي المتكرر. بعد الفصل، يُعالج بحمض الكبريتيك المركز الساخن لإنتاج كبريتات قابلة للذوبان في الماء لعدة عناصر أرضية نادرة. تُعادَل الرشاحة الحمضية جزئيًا بهيدروكسيد الصوديوم إلى درجة حموضة تتراوح بين 3 و4. يترسب الثوريوم من المحلول على شكل هيدروكسيد ويُزال. بعد ذلك، يُعالج المحلول بأكسالات الأمونيوم لتحويل العناصر الأرضية النادرة إلى أكسالاتها غير القابلة للذوبان . تُحوّل الأكسالات إلى أكاسيد عن طريق التلدين. تُذاب الأكاسيد في حمض النيتريك ، مما يستبعد أحد المكونات الرئيسية، وهو السيريوم ، الذي يكون أكسيده غير قابل للذوبان في حمض _{النيتريك} .

تُعدّ عملية التبادل الأيوني الطريقة الأكثر فعالية لفصل أكسيد الهولميوم عن العناصر الأرضية النادرة . في هذه العملية، تُمتص أيونات العناصر الأرضية النادرة على راتنج التبادل الأيوني المناسب عن طريق التبادل مع أيونات الهيدروجين أو الأمونيوم أو النحاس الموجودة في الراتنج. ثم تُغسل أيونات العناصر الأرضية النادرة بشكل انتقائي باستخدام عامل مُعقّد مناسب، مثل سترات الأمونيوم أو نيتريلوترياسيتات. ^{[ 4 ]}

يُعدّ أكسيد الهولميوم أحد الملونات المستخدمة في الزركونيا المكعبة والزجاج ، حيث يُضفي عليهما اللون الأصفر أو الأحمر. ^{[ 11 ]} يتميز الزجاج المحتوي على أكسيد الهولميوم ومحاليله (عادةً في حمض البيركلوريك ) بقمم امتصاص ضوئي حادة في النطاق الطيفي 200-900  نانومتر. ولذلك، يُستخدم كمعيار معايرة لأجهزة قياس الطيف الضوئي ^{[ 12 ] [ 13 ]} وهو متوفر تجاريًا. ^{[ 14 ]} وكما هو الحال مع معظم أكاسيد العناصر الأرضية النادرة الأخرى، يُستخدم أكسيد الهولميوم كعامل حفاز متخصص ، ومادة فسفورية ، ومادة ليزر . يعمل ليزر الهولميوم عند طول موجي يبلغ حوالي 2.08 ميكرومتر، إما بنظام نبضي أو مستمر. هذا الليزر آمن للعين ويُستخدم في الطب، وأجهزة الليدار ، وقياس سرعة الرياح، ومراقبة الغلاف الجوي. ^{[ 15 ]}

يُعدّ أكسيد الهولميوم (III) أقل خطورةً مقارنةً بالعديد من المركبات الأخرى، على الرغم من أن التعرض المفرط والمتكرر له قد يُسبب الورم الحبيبي واضطرابات الهيموغلوبين في الدم . يتميز بانخفاض سميته عند تناوله عن طريق الفم، أو ملامسته للجلد، أو استنشاقه، كما أنه غير مُهيّج. تبلغ الجرعة المميتة المتوسطة الحادة عن طريق الفم (LD50 ₎ أكثر من 1 غرام لكل كيلوغرام من وزن الجسم. ^{[ 16 ]}