Прасеодимиумје трећи најзаступљенији елемент лантанида у периодном систему хемијских елемената, са обиљем од 9,5 ппм у кори, само мањим одцеријум, итријум,лантан, искандијум.То је пети најзаступљенији елемент у ретким земљама.Али баш као и његово име,прасеодимиумје једноставан и неукрашен члан породице ретких земаља.
ЦФ Ауер фон Велсбах открио је празеодимијум 1885.
Године 1751. шведски минералог Аксел Фредрик Кронстед је пронашао тежак минерал у рударском подручју Бастн ас, који је касније назван церит.Тридесет година касније, петнаестогодишњи Вилхелм Хисингер из породице која је била власник рудника послао је своје узорке Карлу Шелеу, али он није открио никакве нове елементе.Године 1803, након што је Сингер постао ковач, вратио се у рударско подручје са Јонсом Јацобом Берзелиусом и одвојио нови оксид, патуљасту планету Церес, коју су открили пре две године.Церију је независно одвојио Мартин Хајнрих Клапрот у Немачкој.
Између 1839. и 1843. шведски хирург и хемичар Карл Густаф Мосандер открио је дацеријум оксидбио је мешавина оксида.Раздвојио је два друга оксида, које је назвао лантана и дидимија „дидимија“ (што на грчком значи „близанци“).Делимично је разложиоцеријум нитратузорак пржењем на ваздуху, а затим третиран разблаженом азотном киселином да би се добио оксид.Метали који формирају ове оксиде су стога именованилантанипрасеодимиум.
Године 1885, ЦФ Ауер Вон Велсбацх, Аустријанац који је изумео газу лампе на пари торијум церијума, успешно је раздвојио „празеодимијум неодимијум“, „сијамске близанце“, од којих су зелена празеодимијумова со и неодимијумска со боје руже одвојене и утврђене да су два нова елемента.Један се зове „Празеодимијум“, што потиче од грчке речи прасон, што значи зелено једињење, јер ће раствор слане воде празеодимијума имати светло зелену боју;Други елемент се зове „неодимијум“.Успешно раздвајање „сијамских близанаца“ омогућило им је да самостално покажу своје таленте.
Сребрно бели метал, мекан и дуктилан.Прасеодимијум има хексагоналну кристалну структуру на собној температури.Отпорност на корозију у ваздуху је јача од отпора лантана, церијума, неодимијума и европијума, али када се изложи ваздуху, ствара се слој крхког црног оксида, а узорак метала празеодимијума величине једног центиметра потпуно кородира у року од око годину дана.
Као и већинаретки земљани елементи, празеодимијум највероватније формира +3 оксидационо стање, што је његово једино стабилно стање у воденим растворима.Празеодимијум постоји у а+4 оксидационом стању у неким познатим чврстим једињењима, а под условима одвајања матрице, може да достигне јединствено +5 оксидационо стање међу лантанидним елементима.
Водени празеодимијум јон је шартреза, а многе индустријске употребе празеодимијума укључују његову способност филтрирања жуте светлости у изворима светлости.
Прасеодимиум електронски распоред
Електронске емисије:
1с2 2с2 2п6 3с2 3п6 4с2 3д10 4п6 5с2 4д10 5п66с2 4ф3
59 електрона празеодимијума су распоређени као [Ксе] 4ф36с2.Теоретски, свих пет спољашњих електрона може се користити као валентни електрон, али употреба свих пет спољашњих електрона захтева екстремне услове.Генерално, празеодимијум емитује само три или четири електрона у својим једињењима.Прасеодимијум је први лантанидни елемент са електронском конфигурацијом која је у складу са Ауфбау принципом.Њена 4ф орбитала има ниже енергетске нивое од 5д орбите, што није применљиво на лантан и церијум, пошто се изненадна контракција 4ф орбитале дешава тек после лантана и није довољна да избегне заузимање 5д љуске у церијуму.Ипак, чврсти празеодимијум показује [Ксе] 4ф25д16с2 конфигурацију, где један електрон у 5д љусци подсећа на све остале тривалентне елементе лантанида (осим европијума и итербијума, који су двовалентни у металним стањима).
Као и већина лантанидних елемената, празеодимијум обично користи само три електрона као валентни електрон, а преостали 4ф електрони имају јак ефекат везивања: то је зато што 4ф орбита пролази кроз инертно ксенонско језгро електрона да би стигла до језгра, а затим следе 5д и 6с , и расте са повећањем јонског наелектрисања.Међутим, празеодимијум и даље може да настави да губи четврти, па чак и повремено пети валентни електрон, јер се појављује веома рано у систему лантанида, где је нуклеарни набој још увек довољно низак, а енергија 4ф подљуске довољно висока да омогући уклањање више валентног електрона.
Празеодимијум и сви елементи лантанида (осимлантан, итербијумилутецијум, нема неспарених 4ф електрона) су парамагнетизам на собној температури.За разлику од других ретких земних метала који показују антиферомагнетно или феромагнетно уређење на ниским температурама, празеодимијум је парамагнетизам на свим температурама изнад 1К
Примена Прасеодимиум
Празеодимијум се углавном користи у облику мешаних ретких земаља, као што је средство за пречишћавање и модификовање металних материјала, хемијских катализатора, ретких земаља у пољопривреди и тако даље.Прасеодимиум неодимијумје најсличнији и најтеже раздвојив пар реткоземних елемената, који је тешко раздвојити хемијским методама.Индустријска производња обично користи методе екстракције и јонске размене.Ако се користе у пару у облику обогаћеног прасеодимијум неодимијума, њихова заједничка се може у потпуности искористити, а цена је такође јефтинија од производа са једним елементом.
Прасеодимијум неодимијум легура(празеодимијум неодимијум метал)је постао независан производ, који се може користити и као материјал за трајни магнет и као модификациони адитив за легуре обојених метала.Активност, селективност и стабилност катализатора крекирања нафте могу се побољшати додавањем празеодимијум неодимијум концентрата у И зеолитно молекуларно сито.Као адитив за пластичну модификацију, додавање празеодимијум неодимијум обогаћивања политетрафлуороетилену (ПТФЕ) може значајно побољшати отпорност ПТФЕ на хабање.
Ретка земљаматеријали са трајним магнетима су данас најпопуларнија област примене ретких земаља.Сам празеодимијум није изванредан као материјал трајног магнета, али је одличан синергистички елемент који може побољшати магнетна својства.Додавање одговарајуће количине празеодимијума може ефикасно побољшати перформансе материјала трајних магнета.Такође може побољшати антиоксидативне перформансе (отпорност на корозију ваздуха) и механичка својства магнета, а широко се користи у разним електронским уређајима и моторима.
Прасеодимијум се такође може користити за брушење и полирање материјала.Као што сви знамо, чисти прах за полирање на бази церијума је обично светло жут, што је висококвалитетни материјал за полирање оптичког стакла, и заменио је црвени прах од гвожђе оксида који има ниску ефикасност полирања и загађује производно окружење.Људи су открили да празеодимијум има добра својства полирања.Прашак за полирање ретких земаља који садржи празеодимијум ће изгледати црвенкасто браон, познат и као „црвени прах“, али ова црвена боја није црвена од гвожђе оксида, али због присуства празеодимијум оксида, боја праха за полирање ретких земаља постаје тамнија.Празеодимијум се такође користи као нови материјал за млевење за прављење корундних брусних точкова који садрже празеодимијум.У поређењу са белим алуминијумом, ефикасност и издржљивост се могу побољшати за више од 30% приликом млевења угљеничног конструкцијског челика, нерђајућег челика и легура на високим температурама.Да би се смањили трошкови, материјали обогаћени празеодимијумом неодимијумом су се често користили као сировине у прошлости, па отуда и назив прасеодимијум неодимијум корунд за млевење.
Силикатни кристали допирани празеодимијум јонима коришћени су за успоравање светлосних импулса на неколико стотина метара у секунди.
Додавање празеодимијум оксида у цирконијум силикат ће постати светло жуто и може се користити као керамички пигмент – празеодимијум жути.Празеодимијум жути (Зр02-Пр6Олл-Си02) се сматра најбољим жутим керамичким пигментом, који остаје стабилан до 1000 ℃ и може се користити за једнократне процесе или процесе поновног сагоревања.
Прасеодимијум се такође користи као боја за стакло, са богатим бојама и великим потенцијалом тржишта.Могу се производити производи од празеодимијумског зеленог стакла са јарким бојама празилука и зелене боје лука, који се могу користити за производњу зелених филтера, као и за стакло за уметност и занат.Додавање празеодимијум оксида и церијум оксида у стакло може се користити као заштитне наочаре за заваривање.Празеодимијум сулфид се такође може користити као зелена пластична боја.
Време поста: 29.05.2023