Praseodimeste al treilea element cel mai abundent lantanidă din tabelul periodic al elementelor chimice, cu o abundență de 9,5 ppm în scoarță, doar mai mică decâtCeriu, Yttrium,Lanthanum, șiscandium. Este cel de -al cincilea element cel mai abundent din pământurile rare. Dar la fel ca și numele lui,Praseodimeste un membru simplu și neadornit al familiei de pământ rare.
CF Auer von Welsbach a descoperit Praseodymium în 1885.
În 1751, mineralogistul suedez Axel Fredrik Cronstedt a găsit un mineral greu în zona minieră Bastn ä, care a fost numită ulterior Cerite. Treizeci de ani mai târziu, Vilhelm Hisinger, în vârstă de cincisprezece ani, din familia care deținea mină și -a trimis mostrele lui Carl Scheele, dar nu a descoperit niciun element nou. În 1803, după ce Singer a devenit fierar, s -a întors în zona minieră cu J Ö ns Jacob Berzelius și a separat un nou oxid, planeta pitică Ceres, pe care au descoperit -o acum doi ani. Ceria a fost separată independent de Martin Heinrich Klaproth în Germania.
Între 1839 și 1843, chirurgul suedez și chimistul Carl Gustaf Mosander a descoperit căOxid de ceriua fost un amestec de oxizi. El a separat alți doi oxizi, pe care i -a numit Lanthana și Didymia „Didymia” (adică „gemeni” în greacă). El a descompus parțialNitrat de ceriuProba prin prăjirea acestuia în aer, apoi l -a tratat cu acid azotic diluat pentru a obține oxidul. Prin urmare, metalele care formează acești oxizi sunt numițiLanthanumşiPraseodim.
În 1885, CF Auer von Welsbach, un austriac care a inventat capacul de tifon cu lămpi de vapori de ceru de ceriu, a separat cu succes „Praseodymium Neodymium”, „gemenii conjugați”, de care sarea verde praseodim și sarea de neodim colorată de trandafiri au fost separate și determinate să fie două noi elemente. Unul este numit „praseodymium”, care provine din cuvântul grecesc prason, adică compus verde, deoarece o soluție de apă sărată praseodim va prezenta o culoare verde strălucitoare; Celălalt element este numit „Neodim„. Separarea cu succes a „gemenilor conjugați” le -a permis să -și afișeze talentele în mod independent.
Metal alb argintiu, moale și ductil. Praseodimul are o structură de cristal hexagonal la temperatura camerei. Rezistența la coroziune a aerului este mai puternică decât cea a Lanthanum, Cerium, Neodymium și Europium, dar atunci când este expusă la aer, se produce un strat de oxid negru fragil, iar un eșantion de metal praseodim de dimensiuni de un an se corodează complet într -un an.
Ca majoritateaelemente rare de pământ, Praseodymium este cel mai probabil să formeze o stare de oxidare A+3, care este singura sa stare stabilă în soluții apoase. Praseodimul există într -o stare de oxidare A+4 în unii compuși solizi cunoscuți, iar în condiții de separare a matricei, poate ajunge la o stare de oxidare unică+5 între elementele lantanidei.
Ionul apos de praseodim este chartreuse, iar multe utilizări industriale ale praseodimului implică capacitatea sa de a filtra lumina galbenă în surse de lumină.
Aspect electronic praseodim
Emisii electronice:
1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 4S2 3D10 4P6 5S2 4D10 5P66S2 4F3
Cei 59 de electroni de praseodim sunt aranjați ca [XE] 4F36S2. Teoretic, toți cei cinci electroni exteriori pot fi folosiți ca electron de valență, dar utilizarea tuturor celor cinci electroni exteriori necesită condiții extreme. În general, praseodimul emite doar trei sau patru electroni în compușii săi. Praseodymium este primul element lantanidă cu o configurație electronică care se conformează principiului Aufbau. Orbitalul său 4F are niveluri de energie mai mici decât orbitalul 5D, care nu se aplică lantanului și ceriului, deoarece contracția bruscă a orbitalului 4F nu apare decât după lantan și nu este suficientă pentru a evita ocuparea cochiliei 5D în ceriu. Cu toate acestea, praseodimul solid prezintă o configurație [XE] 4F25D16S2, unde un electron din cochilia 5D seamănă cu toate celelalte elemente lantanide trivalente (cu excepția Europium și Ytterbium, care sunt divalente în stări metalice).
La fel ca majoritatea elementelor de lantanidă, Praseodymium folosește de obicei doar trei electroni ca electroni de valență, iar restul de electroni 4F au un efect de legare puternic: acest lucru se datorează faptului că orbita 4F trece prin miezul xenon inert al electronului pentru a ajunge la nucleu, urmat de 5D și 6S și crește odată cu creșterea sarcinii ionice. Cu toate acestea, praseodimul poate continua să piardă al patrulea și chiar ocazional al cincilea electron de valență, deoarece apare foarte devreme în sistemul Lanthanide, unde sarcina nucleară este încă suficient de scăzută, iar energia subshell 4F este suficient de mare pentru a permite îndepărtarea mai multor electron de valență.
Praseodymium și toate elementele lantanide (cu excepțiaLanthanum, ytterbiumşiLutetum, nu există electroni 4F neperecheți) sunt paramagnetism la temperatura camerei. Spre deosebire de alte metale rare de pământ care prezintă o comandă antiferromagnetică sau ferromagnetică la temperaturi scăzute, praseodimul este paramagnetism la toate temperaturile peste 1k
Aplicarea praseodimului
Praseodimul este utilizat în mare parte sub formă de pământ mixt rar, cum ar fi un agent purificator și modificator pentru materiale metalice, catalizatori chimici, pământuri rare agricole și așa mai departe.Praseodymium Neodymiumeste cea mai asemănătoare și dificil de separată pereche de elemente de pământ rare, ceea ce este dificil de separat prin metode chimice. Producția industrială folosește de obicei metode de extracție și schimb de ioni. Dacă sunt utilizate în perechi sub formă de neodim de praseodim îmbogățit, comunitatea lor poate fi utilizată pe deplin, iar prețul este, de asemenea, mai ieftin decât produsele cu un singur element.
Aliaj de neodim de praseodim(Praseodymium Neodymium Metal)a devenit un produs independent, care poate fi utilizat atât ca material de magnet permanent, cât și ca aditiv de modificare pentru aliaje de metal neferoase. Activitatea, selectivitatea și stabilitatea catalizatorului de fisurare a petrolului pot fi îmbunătățite prin adăugarea de concentrat de praseodim de neodim în sită moleculară de zeolit. Ca aditiv de modificare a plasticului, adăugarea îmbogățirii praseodimului neodimului la politetrafluoroetilen (PTFE) poate îmbunătăți semnificativ rezistența la uzură a PTFE.
Pământ rarMaterialele cu magnet permanent sunt cel mai popular domeniu al aplicațiilor de pământ rare astăzi. Praseodymium singur nu este remarcabil ca material de magnet permanent, dar este un element sinergic excelent care poate îmbunătăți proprietățile magnetice. Adăugarea unei cantități adecvate de praseodim poate îmbunătăți eficient performanța materialelor cu magnet permanent. De asemenea, poate îmbunătăți performanța antioxidantă (rezistența la coroziune a aerului) și proprietățile mecanice ale magneților și a fost utilizat pe scară largă în diverse dispozitive și motoare electronice.
Praseodimul poate fi, de asemenea, utilizat pentru măcinarea și lustruirea materialelor. După cum știm cu toții, pulberea de lustruire pe bază de ceriu este de obicei galben deschis, ceea ce este un material de lustruit de înaltă calitate pentru sticlă optică și a înlocuit pulberea roșie de oxid de fier care are eficiență scăzută de lustruire și poluează mediul de producție. Oamenii au descoperit că praseodimul are proprietăți bune de lustruire. Pulberea rară de lustruire a pământului care conține praseodimul va apărea maro roșiatic, cunoscut și sub denumirea de „pulbere roșie”, dar această culoare roșie nu este roșu de oxid de fier, dar datorită prezenței oxidului de praseodim, culoarea rarului pulbere de lustruire a pământului devine mai închisă. Praseodymium a fost, de asemenea, utilizat ca un nou material de măcinare pentru a face roți de măcinare a corundului care conțin praseodim. În comparație cu alumina albă, eficiența și durabilitatea pot fi îmbunătățite cu mai mult de 30% atunci când măcinați oțelul structural carbon, oțelul inoxidabil și aliajele la temperaturi ridicate. Pentru a reduce costurile, materialele îmbogățite cu praseodymium neodim au fost adesea utilizate ca materii prime în trecut, de unde și roata de măcinare a coundumului Praseodymium Neodymium.
Cristalele de silicat dopate cu ioni de praseodim au fost utilizate pentru a încetini impulsurile ușoare până la câteva sute de metri pe secundă.
Adăugarea oxidului de praseodim la silicatul de zirconiu va deveni galben strălucitor și poate fi utilizat ca pigment ceramic - galben praseodim. Praseodymium Yellow (ZR02-Pr6Oll-Si02) este considerat cel mai bun pigment ceramic galben, care rămâne stabil la 1000 ℃ și poate fi utilizat pentru procese unice sau de reîncărcare.
Praseodymium este, de asemenea, folosit ca colorant de sticlă, cu culori bogate și piață potențială excelentă. Se pot produce produse din sticlă verde Praseodymium cu culori verzi de praz strălucitor și culori verzi, care pot fi utilizate pentru a produce filtre verzi și, de asemenea, pentru sticlă de arte și meșteșuguri. Adăugarea oxidului de praseodim și oxid de ceriu la sticlă poate fi utilizat ca ochelari pentru sudare. Sulfura de praseodim poate fi, de asemenea, utilizată ca colorant de plastic verde.
Timp post: 29-2023 mai