Praseodimioé o terceiro elemento lantánido máis abundante na táboa periódica dos elementos químicos, cunha abundancia de 9,5 ppm na codia, só inferior acerio, itrio,lantano, eescandioÉ o quinto elemento máis abundante nas terras raras. Pero igual que o seu nome,praseodimioé un membro sinxelo e sen adornos da familia das terras raras.
CF Auer von Welsbach descubriu o praseodimio en 1885.
En 1751, o mineraloxista sueco Axel Fredrik Cronstedt atopou un mineral pesado na zona mineira de Bastnäs, que máis tarde foi chamado cerita. Trinta anos despois, Vilhelm Hisinger, de quince anos, da familia propietaria da mina, enviou as súas mostras a Carl Scheele, pero este non descubriu ningún elemento novo. En 1803, despois de que Singer se convertese en ferreiro, regresou á zona mineira con Jöns Jacob Berzelius e separou un novo óxido, o planeta anano Ceres, que descubriran dous anos antes. A ceria foi separada de forma independente por Martin Heinrich Klaproth en Alemaña.
Entre 1839 e 1843, o cirurxián e químico sueco Carl Gustaf Mosander descubriu queóxido de cerioera unha mestura de óxidos. Separou outros dous óxidos, aos que chamou lantana e didimia, «didymia» (que significa «xemelgos» en grego). Descompuxo parcialmente onitrato de ceriomostra torrándoa ao aire e logo tratándoa con ácido nítrico diluído para obter o óxido. Polo tanto, os metais que forman estes óxidos denomínanselantanoepraseodimio.
En 1885, CF Auer Von Welsbach, un austríaco que inventou a cuberta de gasa para lámpadas de vapor de torio e cerio, separou con éxito o "neodimio praseodimio", os "xemelgos unidos", dos cales se separaron o sal verde de praseodimio e o sal de neodimio de cor rosa e determináronse como dous novos elementos. Un chámase "praseodimio", que provén da palabra grega prason, que significa composto verde porque unha solución de auga con sal de praseodimio presentará unha cor verde brillante; o outro elemento chámase "Neodimio". A separación exitosa dos "xemelgos siameses" permitiulles amosar os seus talentos de forma independente."
Metal branco prateado, brando e dúctil. O praseodimio ten unha estrutura cristalina hexagonal a temperatura ambiente. A resistencia á corrosión no aire é maior que a do lantano, cerio, neodimio e europio, pero cando se expón ao aire, prodúcese unha capa de óxido negro fráxil e unha mostra de praseodimio metálico dun centímetro corródese completamente nun prazo aproximado dun ano.
Como a maioríaelementos de terras raras, o praseodimio ten máis probabilidades de formar un estado de oxidación a+3, que é o seu único estado estable en solucións acuosas. O praseodimio existe no estado de oxidación a+4 nalgúns compostos sólidos coñecidos e, en condicións de separación da matriz, pode alcanzar un estado de oxidación +5 único entre os elementos lantánidos.
O ión praseodimio acuoso é de cor chartreuse, e moitos usos industriais do praseodimio implican a súa capacidade para filtrar a luz amarela en fontes de luz.
Maquetación electrónica do praseodimio
Emisións electrónicas:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p66s2 4f3
Os 59 electróns do praseodimio están dispostos como [Xe] 4f36s2. Teoricamente, os cinco electróns externos pódense usar como electróns de valencia, pero o uso dos cinco electróns externos require condicións extremas. Xeralmente, o praseodimio só emite tres ou catro electróns nos seus compostos. O praseodimio é o primeiro elemento lantánido cunha configuración electrónica que se axusta ao principio de Aufbau. O seu orbital 4f ten niveis de enerxía máis baixos que o orbital 5d, o que non é aplicable ao lantano e ao cerio, xa que a contracción repentina do orbital 4f non se produce ata despois do lantano e non é suficiente para evitar ocupar a capa 5d no cerio. Non obstante, o praseodimio sólido exhibe unha configuración [Xe] 4f25d16s2, onde un electrón na capa 5d se asemella a todos os demais elementos lantánidos trivalentes (agás o europio e o iterbio, que son divalentes en estados metálicos).
Como a maioría dos elementos lantánidos, o praseodimio adoita usar só tres electróns como electrón de valencia, e os electróns 4f restantes teñen un forte efecto de unión: isto débese a que a órbita 4f pasa a través do núcleo inerte de xenón do electrón para chegar ao núcleo, seguida de 5d e 6s, e aumenta co aumento da carga iónica. Non obstante, o praseodimio aínda pode seguir perdendo o cuarto e mesmo ocasionalmente o quinto electrón de valencia, porque aparece moi cedo no sistema lantánido, onde a carga nuclear aínda é o suficientemente baixa e a enerxía da subcapa 4f é o suficientemente alta como para permitir a eliminación de máis electróns de valencia.
Praseodimio e todos os elementos lantánidos (exceptolantano, iterbioelutecio, non hai electróns 4f non emparellados) son paramagnetismo a temperatura ambiente. A diferenza doutros metais de terras raras que presentan unha ordenación antiferromagnética ou ferromagnética a baixas temperaturas, o praseodimio é paramagnetismo a todas as temperaturas por riba de 1K
Aplicación do praseodimio
O praseodimio utilízase principalmente en forma de terras raras mixtas, como axente purificador e modificador de materiais metálicos, catalizadores químicos, terras raras agrícolas, etc.Praseodimio neodimioé o par de elementos de terras raras máis semellante e difícil de separar, que é difícil de separar por métodos químicos. A produción industrial adoita empregar métodos de extracción e intercambio iónico. Se se usan en pares en forma de praseodimio-neodimio enriquecido, a súa característica común pódese aproveitar plenamente e o prezo tamén é máis barato que os produtos dun só elemento.
Liga de praseodimio e neodimio(praseodimio neodimio metal)converteuse nun produto independente, que se pode empregar tanto como material magnético permanente como aditivo de modificación para aliaxes de metais non ferrosos. A actividade, selectividade e estabilidade do catalizador de craqueo do petróleo pódense mellorar engadindo concentrado de praseodimio-neodimio á peneira molecular de zeolita Y. Como aditivo de modificación de plásticos, engadir enriquecemento de praseodimio-neodimio ao politetrafluoroetileno (PTFE) pode mellorar significativamente a resistencia ao desgaste do PTFE.
Terras rarasOs materiais de imán permanente son o campo máis popular das aplicacións de terras raras na actualidade. O praseodimio por si só non destaca como material de imán permanente, pero é un excelente elemento sinérxico que pode mellorar as propiedades magnéticas. Engadir unha cantidade axeitada de praseodimio pode mellorar eficazmente o rendemento dos materiais de imán permanente. Tamén pode mellorar o rendemento antioxidante (resistencia á corrosión do aire) e as propiedades mecánicas dos imáns, e utilizouse amplamente en varios dispositivos electrónicos e motores.
O praseodimio tamén se pode usar para moer e pulir materiais. Como todos sabemos, o po de pulir a base de cerio puro adoita ser de cor amarela clara, que é un material de pulir de alta calidade para o vidro óptico, e substituíu o po vermello de óxido de ferro que ten unha baixa eficiencia de pulido e contamina o ambiente de produción. A xente descubriu que o praseodimio ten boas propiedades de pulido. O po de pulir de terras raras que contén praseodimio terá un aspecto marrón avermellado, tamén coñecido como "po vermello", pero esta cor vermella non é vermella de óxido de ferro, senón que debido á presenza de óxido de praseodimio, a cor do po de pulir de terras raras faise máis escura. O praseodimio tamén se utilizou como un novo material de moenda para fabricar rodas de moenda de corindón que conteñan praseodimio. En comparación coa alúmina branca, a eficiencia e a durabilidade poden mellorar en máis dun 30 % ao moer aceiro estrutural de carbono, aceiro inoxidable e aliaxes de alta temperatura. Para reducir custos, os materiais enriquecidos con praseodimio e neodimio utilizábanse a miúdo como materias primas no pasado, de aí o nome de roda de moenda de praseodimio e neodimio e corindón.
Os cristais de silicato dopados con ións de praseodimio foron empregados para ralentizar os pulsos de luz a varios centos de metros por segundo.
Engadir óxido de praseodimio ao silicato de circonio fará que se torne amarelo brillante e pode usarse como pigmento cerámico: amarelo de praseodimio. O amarelo de praseodimio (ZrO2-Pr6Oll-SiO2) considérase o mellor pigmento cerámico amarelo, que permanece estable ata 1000 ℃ e pode usarse para procesos puntuais ou de requeimado.
O praseodimio tamén se usa como colorante para vidro, con cores ricas e un gran mercado potencial. Pódense producir produtos de vidro verde praseodimio con cores verde porro brillante e verde cebolleta, que se poden usar para producir filtros verdes e tamén para vidro de artesanía. Engadir óxido de praseodimio e óxido de cerio ao vidro pode usarse como lentes para soldadura. O sulfuro de praseodimio tamén se pode usar como colorante plástico verde.
Data de publicación: 29 de maio de 2023