Prazeodimijje treći najzastupljeniji lantanoidni element u periodnom sustavu kemijskih elemenata, s obilnošću od 9,5 ppm u kori, samo nižom odcerij, itrij,lantan, iskandij.To je peti najzastupljeniji element u rijetkim zemljama.Ali baš kao i njegovo ime,praseodimje jednostavan i neukrašen član obitelji rijetkih zemalja.
CF Auer Von Welsbach otkrio je prazeodim 1885.
Godine 1751. švedski mineralog Axel Fredrik Cronstedt pronašao je težak mineral u rudarskom području Bastn ä s, koji je kasnije nazvan cerit.Trideset godina kasnije, petnaestogodišnji Vilhelm Hisinger iz obitelji vlasnika rudnika poslao je svoje uzorke Carlu Scheeleu, ali on nije otkrio nikakve nove elemente.Godine 1803., nakon što je Singer postao kovač, vratio se u rudarsko područje s Jöns Jacobom Berzeliusom i odvojio novi oksid, patuljasti planet Ceres, koji su otkrili prije dvije godine.Ceria je samostalno odvojio Martin Heinrich Klaproth u Njemačkoj.
Između 1839. i 1843., švedski kirurg i kemičar Carl Gustaf Mosander otkrio je dacerijev oksidbila je smjesa oksida.Razdvojio je dva druga oksida, koje je nazvao lanthana i didymia "didymia" (što na grčkom znači "blizanci").On je djelomično razgradiocerijev nitratuzorak prženjem na zraku, a zatim ga tretirati razrijeđenom dušičnom kiselinom da se dobije oksid.Zbog toga su i imenovani metali koji tvore te oksidelantanipraseodim.
Godine 1885., CF Auer Von Welsbach, Austrijanac koji je izumio gazni poklopac za svjetiljku s parama torij-cerija, uspješno je razdvojio "praseodimij neodimij", "spojene blizance", od kojih su odvojene zelena praseodimijeva sol i ružičasto obojena neodimijeva sol i utvrđeno da su dva nova elementa.Jedan je nazvan "Praseodymium", što dolazi od grčke riječi prason, što znači zeleni spoj jer će otopina slane praseodymium vode imati jarko zelenu boju;Drugi element se zove "Neodimijski“.Uspješno razdvajanje “sijamskih blizanaca” omogućilo im je da samostalno pokažu svoje talente.
Srebrno bijeli metal, mekan i rastegljiv.Prazeodimij ima heksagonalnu kristalnu strukturu na sobnoj temperaturi.Otpornost na koroziju na zraku je jača nego kod lantana, cerija, neodimija i europija, ali kada se izloži zraku, stvara se sloj krhkog crnog oksida, a uzorak metala prazeodimija veličine jednog centimetra potpuno korodira unutar otprilike godinu dana.
Kao većinaelementi rijetkih zemalja, prazeodimij će najvjerojatnije formirati +3 oksidacijsko stanje, koje je njegovo jedino stabilno stanje u vodenim otopinama.Prazeodimij postoji u oksidacijskom stanju a+4 u nekim poznatim čvrstim spojevima, a pod uvjetima odvajanja matrice može doseći jedinstveno oksidacijsko stanje +5 među elementima lantanida.
Prazeodimijev ion u vodi je šartrez, a mnoge industrijske upotrebe prazeodimija uključuju njegovu sposobnost filtriranja žute svjetlosti u izvorima svjetlosti.
Praseodimijski elektronički izgled
Elektroničke emisije:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p66s2 4f3
59 elektrona prazeodimija raspoređeno je kao [Xe] 4f36s2.Teoretski, svih pet vanjskih elektrona može se koristiti kao valentni elektron, ali korištenje svih pet vanjskih elektrona zahtijeva ekstremne uvjete.Općenito, prazeodimij emitira samo tri ili četiri elektrona u svojim spojevima.Prazeodimij je prvi lantanoidni element s elektroničkom konfiguracijom koja je u skladu s Aufbauovim načelom.Njegova 4f orbitala ima niže razine energije od 5d orbitale, što nije primjenjivo na lantan i cerij, budući da se iznenadna kontrakcija 4f orbitale događa tek nakon lantana i nije dovoljna da se izbjegne zauzimanje 5d ljuske u ceriju.Unatoč tome, čvrsti prazeodimij pokazuje [Xe] 4f25d16s2 konfiguraciju, gdje jedan elektron u 5d ljusci nalikuje svim ostalim trovalentnim lantanoidnim elementima (osim europija i iterbija, koji su dvovalentni u metalnim stanjima).
Poput većine lantanoidnih elemenata, prazeodimij obično koristi samo tri elektrona kao valentni elektron, a preostali 4f elektroni imaju snažan učinak vezivanja: to je zato što 4f orbita prolazi kroz inertnu ksenonsku jezgru elektrona kako bi došao do jezgre, nakon čega slijede 5d i 6s , a raste s povećanjem ionskog naboja.Međutim, prazeodimij još uvijek može nastaviti gubiti četvrti, pa čak povremeno i peti valentni elektron, jer se pojavljuje vrlo rano u sustavu lantanida, gdje je nuklearni naboj još uvijek dovoljno nizak, a energija podljuske 4f dovoljno visoka da omogući uklanjanje više valentnog elektrona.
Prazeodimij i svi lantanoidni elementi (osimlantan, iterbijilutecij, nema nesparenih 4f elektrona) su paramagnetizam na sobnoj temperaturi.Za razliku od drugih rijetkih zemnih metala koji pokazuju antiferomagnetsku ili feromagnetsku uređenost na niskim temperaturama, prazeodimij je paramagnetizam na svim temperaturama iznad 1 K
Primjena praseodimija
Prazeodimij se uglavnom koristi u obliku miješanih rijetkih zemalja, kao sredstvo za pročišćavanje i modificiranje metalnih materijala, kemijskih katalizatora, rijetkih zemalja u poljoprivredi i tako dalje.Praseodim neodimje najsličniji i teško razdvojiv par elemenata rijetke zemlje, koji je teško razdvojiti kemijskim metodama.Industrijska proizvodnja obično koristi metode ekstrakcije i ionske izmjene.Ako se koriste u parovima u obliku obogaćenog praseodimij neodimija, njihova se sličnost može u potpunosti iskoristiti, a cijena je također niža od proizvoda s jednim elementom.
Prazeodimijska neodimijska legura(praseodimijski neodimijski metal)je postao samostalan proizvod, koji se može koristiti i kao trajni magnetski materijal i kao modifikacijski aditiv za legure obojenih metala.Aktivnost, selektivnost i stabilnost katalizatora za krekiranje nafte mogu se poboljšati dodavanjem koncentrata praseodimija neodimija u Y zeolit molekularno sito.Kao aditiv za plastičnu modifikaciju, dodavanje praseodimijum neodimijum obogaćenog politetrafluoretilenu (PTFE) može značajno poboljšati otpornost PTFE-a na habanje.
Rijetke zemljetrajni magnetni materijali danas su najpopularnije područje primjene rijetkih zemalja.Sam prazeodimij nije izvanredan kao trajni magnetski materijal, ali je izvrstan sinergistički element koji može poboljšati magnetska svojstva.Dodavanje odgovarajuće količine praseodimija može učinkovito poboljšati performanse materijala s trajnim magnetima.Također može poboljšati učinak antioksidansa (otpornost na koroziju zraka) i mehanička svojstva magneta, a naširoko se koristi u raznim elektroničkim uređajima i motorima.
Prazeodim se također može koristiti za brušenje i poliranje materijala.Kao što svi znamo, prah za poliranje na bazi čistog cerija obično je svijetložut, što je visokokvalitetni materijal za poliranje za optičko staklo, a zamijenio je crveni prah željeznog oksida koji ima nisku učinkovitost poliranja i zagađuje proizvodni okoliš.Ljudi su otkrili da prazeodimij ima dobra svojstva poliranja.Prašak za poliranje rijetkih zemalja koji sadrži praseodim će izgledati crvenkasto smeđe, također poznat kao "crveni prah", ali ova crvena boja nije crvena željeznog oksida, ali zbog prisutnosti prazeodimij oksida, boja praha za poliranje rijetkih zemalja postaje tamnija.Prazeodim se također koristio kao novi materijal za mljevenje za izradu korundnih brusnih ploča koje sadrže prazeodim.U usporedbi s bijelom glinicom, učinkovitost i trajnost mogu se poboljšati za više od 30% pri mljevenju ugljičnog konstrukcijskog čelika, nehrđajućeg čelika i visokotemperaturnih legura.Kako bi se smanjili troškovi, materijali obogaćeni praseodimijum neodimijumom često su se koristili kao sirovine u prošlosti, otuda i naziv brusna ploča praseodimij neodimij korund.
Silikatni kristali dopirani praseodimijevim ionima korišteni su za usporavanje svjetlosnih impulsa na nekoliko stotina metara u sekundi.
Dodavanje praseodimijevog oksida cirkonijevom silikatu postat će svijetložuto i može se koristiti kao keramički pigment - praseodimijevo žuto.Praseodymium yellow (Zr02-Pr6Oll-Si02) smatra se najboljim žutim keramičkim pigmentom, koji ostaje stabilan do 1000 ℃ i može se koristiti za jednokratne procese ili procese ponovnog spaljivanja.
Prazeodim se također koristi kao boja za staklo, s bogatim bojama i velikim potencijalnim tržištem.Mogu se proizvesti proizvodi od praseodimijevog zelenog stakla sa svijetlo zelenom bojom poriluka i zelenom lukom, koji se mogu koristiti za proizvodnju zelenih filtara, kao i za staklo za umjetnost i obrt.Dodavanje praseodimijevog oksida i cerijevog oksida u staklo može se koristiti kao naočale za zavarivanje.Praseodimijev sulfid također se može koristiti kao zeleno bojilo za plastiku.
Vrijeme objave: 29. svibnja 2023