Praseodimioé o terceiro elemento lantánido máis abundante na táboa periódica dos elementos químicos, cunha abundancia de 9,5 ppm na codia, só inferior ácerio, itrio,lantano, eescandio.É o quinto elemento máis abundante nas terras raras.Pero igual que o seu nome,praseodimioé un membro simple 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 Bastn ä s, que máis tarde foi denominado cerite.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, volveu á zona mineira con J ö ns Jacob Berzelius e separou un novo óxido, o planeta anano Ceres, que descubriron hai dous anos.Ceria foi separada independentemente 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, que chamou lanthana e didymia "didymia" (que significa "xemelgos" en grego).Descompuxo parcialmente onitrato de ceriomostra asando ao aire e despois tratouse con ácido nítrico diluído para obter o óxido.Por iso chámanse os metais que forman estes óxidoslantanoepraseodimio.
En 1885, CF Auer Von Welsbach, un austríaco que inventou a cuberta de gasa da lámpada de vapor de torio de cerio, separou con éxito o "neodimio de praseodimio", os "xemelgos unidos", dos que se separou o sal de praseodimio verde e o sal de neodimio de cor rosa. dous elementos novos.Un chámase "Praseodimio", que provén da palabra grega prason, que significa composto verde porque unha solución de auga salgada de praseodimio presentará unha cor verde brillante;O outro elemento chámase "Neodimio“.A exitosa separación dos "xemelgos unidos" permitiulles mostrar o seu talento de forma independente.
Metal branco prata, suave e dúctil.O praseodimio ten unha estrutura cristalina hexagonal a temperatura ambiente.A resistencia á corrosión no aire é máis forte que a do lantano, cerio, neodimio e europio, pero cando se expón ao aire, prodúcese unha capa de fráxil óxido negro e unha mostra de praseodimio metálico do tamaño dun centímetro corroe completamente nun ano.
Como a maioríaelementos de terras raras, o praseodimio é máis probable que forme un estado de oxidación +3, que é o seu único estado estable en solucións acuosas.O praseodimio existe en estado de oxidación a+4 nalgúns compostos sólidos coñecidos e, en condicións de separación da matriz, pode alcanzar un estado de oxidación único+5 entre os elementos lantánidos.
O ión praseodimio acuoso é chartreuse, e moitos usos industriais do praseodimio implican a súa capacidade para filtrar a luz amarela nas fontes de luz.
Disposición electrónica de 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 poden usarse 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 casca 5d no cerio.Non obstante, o praseodimio sólido presenta unha configuración [Xe] 4f25d16s2, onde un electrón da capa 5d aseméllase a todos os outros elementos lantánidos trivalentes (excepto 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 atravesa o núcleo de xenón inerte do electrón para chegar ao núcleo, seguido 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 de lantánidos, 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 desapareados) son paramagnetismo a temperatura ambiente.A diferenza doutros metais de terras raras que presentan unha orde antiferromagnética ou ferromagnética a baixas temperaturas, o praseodimio é paramagnetismo a todas as temperaturas superiores a 1 K.
Aplicación de Praseodimio
O praseodimio utilízase principalmente en forma de mesturas de terras raras, 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 neodimio de praseodimio enriquecido, o seu común pode utilizarse plenamente e o prezo tamén é máis barato que os produtos dun só elemento.
Aliaxe de praseodimio neodimio(praseodimio neodimio metal)converteuse nun produto independente, que se pode usar tanto como material de imán permanente como aditivo de modificación para aliaxes de metais non férreos.A actividade, a selectividade e a estabilidade do catalizador de craqueo de petróleo pódense mellorar engadindo concentrado de praseodimio neodimio ao tamiz molecular de zeolita Y.Como aditivo de modificación de plástico, engadir enriquecemento de praseodimio neodimio ao politetrafluoroetileno (PTFE) pode mellorar significativamente a resistencia ao desgaste do PTFE.
Terra raraOs materiais de imán permanente son o campo máis popular de 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 adecuada 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 foi amplamente utilizado en varios dispositivos electrónicos e motores.
O praseodimio tamén se pode usar para moer e pulir materiais.Como todos sabemos, o po de pulido a base de cerio puro adoita ser amarelo claro, que é un material de pulido de alta calidade para o vidro óptico, e substituíu o po vermello de óxido de ferro que ten baixa eficiencia de pulido e contamina o ambiente de produción.A xente descubriu que o praseodimio ten boas propiedades de pulido.O po de pulido de terras raras que contén praseodimio aparecerá marrón avermellado, tamén coñecido como "po vermello", pero esta cor vermella non é vermella de óxido de ferro, pero debido á presenza de óxido de praseodimio, a cor do po de pulido de terras raras faise máis escura.O praseodimio tamén se utilizou como novo material de moenda para facer moas de corindón que conteñan praseodimio.En comparación coa alúmina branca, a eficiencia e a durabilidade poden mellorarse en máis dun 30% ao moer aceiro estrutural ao carbono, aceiro inoxidable e aliaxes de alta temperatura.Co fin de reducir os custos, os materiais enriquecidos con praseodimio neodimio adoitaban utilizarse como materias primas no pasado, de aí o nome de moeda de corindón de neodimio de praseodimio.
Os cristais de silicato dopados con ións praseodimio utilizáronse para ralentizar os pulsos de luz a varios centos de metros por segundo.
Engadindo óxido de praseodimio ao silicato de circonio volverase amarelo brillante e pódese usar como pigmento cerámico: amarelo de praseodimio.O amarelo de praseodimio (Zr02-Pr6Oll-Si02) considérase o mellor pigmento cerámico amarelo, que permanece estable ata 1000 ℃ e pode usarse para procesos únicos ou de requeimado.
O praseodimio tamén se usa como colorante de vidro, con cores ricas e gran mercado potencial.Pódense producir produtos de vidro verde praseodimio con cores verde porro brillante e verde cebollino, que se poden usar para producir filtros verdes e tamén para vidro de artesanía.Engadindo óxido de praseodimio e óxido de cerio ao vidro pódese usar como lentes para soldar.O sulfuro de praseodimio tamén se pode usar como colorante plástico verde.
Hora de publicación: 29-maio-2023