Prazeodimijumje treći najzastupljeniji element lantanida u periodičnoj tablici kemijskih elemenata, s obiljem od 9,5 ppm u kore, samo niže odcerijum, vitrija,lantan, iskandijum. To je peti najbrojniji element u rijetkim zemljama. Ali baš kao i njegovo ime,prazeodimijumje jednostavan i neovlašteni član obitelji rijetke zemlje.
CF Auer von Welsbach otkrio je Praseodimium 1885. godine.
1751. švedski mineralog Axel Fredrik Cronstedt pronašao je teški mineral u rudarskom području Bastn ä, koji je kasnije nazvan Cerite. Trideset godina kasnije, petnaestogodišnji Vilhelm Himinger iz obitelji koja je posjedovala rudnik poslala je svoje uzorke Carlu Scheeleu, ali nije otkrio nijedan novi element. 1803., nakon što je pjevač postao kovač, vratio se u rudarsko područje s J Ö NS Jacobom Berzeliusom i razdvojio novi oksid, patuljasti planet Ceres, koji su otkrili prije dvije godine. Ceria je neovisno razdvojila Martin Heinrich Klaproth u Njemačkoj.
Između 1839. i 1843. švedski kirurg i kemičar Carl Gustaf Mosander otkrili su tocerijski oksidbila je mješavina oksida. Razdvojio je dva druga oksida, koje je nazvao Lanthana i Didimia "Didimia" (što znači "blizanci" na grčkom). Djelomično je raspaocerijski nitratUzorak ga pečete u zraku, a zatim ga tretirajte razrijeđenom dušičnom kiselinom da biste dobili oksid. Stoga su imenovani metali koji tvore ove oksidelantaniprazeodimijum.
Godine 1885., CF Auer von Welsbach, Austrijanac koji je izmislio pokrov gaze od gaze od gaze od torium cerium, uspješno je razdvojio „prazeodimijski neodimij“, „spojene blizance“, iz kojih su zelena prazeodimijska sol i ruža obojena neodimijska sol razdvojena i odlučna u dva nova elementa. Jedan je nazvan "praseodimium", koji dolazi od grčke riječi prason, što znači zeleni spoj, jer će otopina praseodimijske slane vode predstavljati jarko zelenu boju; Drugi je element nazvan "Neodimij" Uspješno odvajanje „spojenih blizanaca“ omogućilo im je samostalno prikazivanje svojih talenata.
Srebrni bijeli metal, mekan i duktilni. Prazeodimij ima šesterokutnu kristalnu strukturu na sobnoj temperaturi. Otpornost na koroziju u zraku je jača od one u lanthanumu, ceriju, neodimiju i europijumu, ali kad je izložen zraku, stvara se sloj krhkog crnog oksida, a uzorak metalnog metala veličine jednog centimetra u potpunosti korodira u roku od oko godinu dana.
Kao i većinaRijetki zemljani elementi, praseodimij je najvjerojatnije tvorio+3 oksidacijsko stanje, što je jedino stabilno stanje u vodenim otopinama. Prazeodimij postoji u+4 oksidacijskom stanju u nekim poznatim čvrstim spojevima, a u uvjetima odvajanja matrice može dostići jedinstveno+5 oksidacijsko stanje među elementima lantanida.
Vodeni prazeodimijski ion je Chartreuse, a mnoge industrijske uporabe praseodimija uključuju njegovu sposobnost filtriranja žutog svjetla u izvorima svjetlosti.
Prazeodimijski elektronički izgled
Elektroničke emisije:
1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 4S2 3D10 4P6 5S2 4D10 5P66S2 4F3
59 elektrona praseodimija raspoređeno je kao [xe] 4F36S2. Teoretski, svih pet vanjskih elektrona može se koristiti kao valentni elektron, ali upotreba svih pet vanjskih elektrona zahtijeva ekstremne uvjete. Općenito, praseodimium emitira samo tri ili četiri elektrona u svojim spojevima. Praseodimium je prvi lanthanidni element s elektroničkom konfiguracijom koja je u skladu s principom AUFBAU -a. Njegova 4F orbital ima nižu razinu energije od 5D orbitale, što nije primjenjivo na lanthanum i cerij, jer se ne pojavljuje iznenadna kontrakcija 4F orbitala tek nakon Lanthanuma i nije dovoljna da ne bi zauzimala 5D školjku u ceriju. Unatoč tome, solid praseodimium pokazuje konfiguraciju [XE] 4F25D16S2, gdje jedan elektron u 5D ljusci nalikuje svim ostalim trivalentnim elementima lanthanida (osim za Europium i Ytterbium, koji su dvovalentni u metalnim državama).
Kao i većina elemenata lantanida, praseodimij obično koristi samo tri elektrona kao valentni elektron, a preostali 4F elektroni imaju snažan učinak vezanja: to je zato što 4F orbita prolazi kroz inertnu ksenonsku jezgru elektrona kako bi dosegla jezgru, a slijedi 5d i 6s, a povećava s povećanjem ionskog naboja. Međutim, praseodimium i dalje može i dalje gubiti četvrti, pa čak i povremeno peti valentni elektron, jer se čini vrlo rano u lantanidnom sustavu, gdje je nuklearni naboj još uvijek dovoljno nizak, a energija podsmijeha 4F je dovoljno visoka da omogući uklanjanje više valentnog elektrona.
Prazeodimij i svi elementi lantanida (osimlantan, ytterbiumilutetijum, nema neparnih 4F elektrona) su paramagnetizam na sobnoj temperaturi. Za razliku od ostalih rijetkih metala Zemlje koji pokazuju antiferromagnetsko ili feromagnetsko redoslijed na niskim temperaturama, praseodimij je paramagnetizam na svim temperaturama iznad 1K
Primjena praseodimija
Prazeodimij se uglavnom koristi u obliku miješanih rijetkih zemalja, kao što je kao sredstvo za pročišćavanje i modificiranje metalnih materijala, kemijskih katalizatora, poljoprivrednih rijetkih zemalja i tako dalje.Prazeodimijski neodimijje najsličniji i teško odvojiti par rijetkih zemaljskih elemenata, koje je teško odvojiti kemijskim metodama. Industrijska proizvodnja obično koristi metode ekstrakcije i izmjene iona. Ako se koriste u parovima u obliku obogaćenog praseodimijskog neodimija, njihova se zajedništvo može u potpunosti iskoristiti, a cijena je također jeftinija od proizvoda s jednim elementom.
Legura praseodimija neodimija(Prazeodimium neodimium metal)postao je neovisni proizvod, koji se može koristiti kao trajni magnetni materijal i modifikacijski dodatak za legure obojenih metala. Aktivnost, selektivnost i stabilnost katalizatora za pucanje nafte mogu se poboljšati dodavanjem prazeodimij -neodimijskog koncentrata u y zeolit molekularno sito. Kao aditiv za modifikaciju plastike, dodavanje prazeodimijskog neodimijskog obogaćivanja politetrafluoroetilenu (PTFE) može značajno poboljšati otpornost na habanje PTFE.
Rijetka zemljaStalni magnetni materijali danas su najpopularnije polje aplikacija rijetkih zemalja. Samo prazeodimij nije izvanredan kao trajni magnetni materijal, ali je izvrstan sinergistički element koji može poboljšati magnetska svojstva. Dodavanje odgovarajuće količine praseodimija može učinkovito poboljšati performanse trajnih materijala magneta. Također može poboljšati performanse antioksidanata (otpornost na koroziju zraka) i mehanička svojstva magneta, a široko se koristi u raznim elektroničkim uređajima i motorima.
Prazeodimij se također može koristiti za mljevenje i poliranje materijala. Kao što svi znamo, čisti prašak za poliranje na bazi cerizma obično je svijetlo žuto, što je materijal visokokvalitetnog poliranja za optičko staklo, a zamijenio je crveni prah od željeznog oksida koji ima nisku učinkovitost poliranja i zagađuje proizvodni okruženje. Ljudi su otkrili da praseodimium ima dobra svojstva poliranja. Rijetki prah za poliranje zemalja koji sadrži praseodimij izgledat će crvenkasto smeđe boje, također poznat kao "crveni prah", ali ova crvena boja nije crvena željezna oksid, ali zbog prisutnosti praseodimij oksida, boja praha za poliranje rijetke zemlje postaje tamnija. Prazeodimij se također koristi kao novi materijal za mljevenje za izradu kotača za mljevenje korunda koji sadrže praseodimium. U usporedbi s bijelom glinilom, učinkovitost i izdržljivost mogu se poboljšati za više od 30% prilikom mljevenja ugljikovog konstrukcijskog čelika, nehrđajućeg čelika i legura visokih temperatura. Da bi se smanjili troškovi, materijali obogaćeni praseodimijskim neodimiumom često su se koristili kao sirovine u prošlosti, otuda i naziv praseodimij neodimium korus kotač za brušenje.
Silikatni kristali dopirani praseodimijskim ionima korišteni su za usporavanje svjetlosnih impulsa na nekoliko stotina metara u sekundi.
Dodavanje prazeodimij oksida u cirkonij silikat postat će svijetlo žuto i može se koristiti kao keramički pigment - prazeodimij žuti. Prazeodimij žuta (ZR02-PR6Oll-Si02) smatra se najboljim žutim keramičkim pigmentom, koji ostaje stabilan u do 1000 ℃ i može se koristiti za jednokratne ili ponovne procese obnove.
Prazeodimij se također koristi kao stakleni boj, s bogatim bojama i velikim potencijalnim tržištem. Proizvodi od praseodimija zelenog stakla sa svijetlim porilulim zelenim i ljuskom zelene boje mogu se proizvesti, a koje se mogu koristiti za proizvodnju zelenih filtera, a također i za umjetnost i zanatske staklo. Dodavanje prazeodimij oksida i cerij oksida u staklo može se koristiti kao naočale za zavarivanje. Prazeodimium sulfid može se koristiti i kao zelena plastična boja.
Post Vrijeme: svibanj-29-2023