Praseodimiés el tercer element lantànid més abundant de la taula periòdica dels elements químics, amb una abundància de 9,5 ppm a l'escorça, només inferior aceri, itri,lantà, iescandiÉs el cinquè element més abundant de les terres rares. Però, igual que el seu nom,praseodimiés un membre senzill i sense adorns de la família de les terres rares.
CF Auer Von Welsbach va descobrir el praseodimi el 1885.
El 1751, el mineralogista suec Axel Fredrik Cronstedt va trobar un mineral pesant a la zona minera de Bastnäs, que més tard es va anomenar cerita. Trenta anys més tard, Vilhelm Hisinger, de quinze anys, de la família propietària de la mina, va enviar les seves mostres a Carl Scheele, però aquest no va descobrir cap element nou. El 1803, després que Singer es convertís en ferrer, va tornar a la zona minera amb Jöns Jacob Berzelius i van separar un nou òxid, el planeta nan Ceres, que van descobrir dos anys abans. El cèria va ser separat independentment per Martin Heinrich Klaproth a Alemanya.
Entre 1839 i 1843, el cirurgià i químic suec Carl Gustaf Mosander va descobrir queòxid de ceriera una mescla d'òxids. Va separar dos altres òxids, que va anomenar lantana i didímia, «didímia» (que significa «bessons» en grec). Va descompondre parcialment elnitrat de cerimostra torrant-la a l'aire i després tractant-la amb àcid nítric diluït per obtenir l'òxid. Per tant, els metalls que formen aquests òxids s'anomenenlantàipraseodimi.
El 1885, CF Auer Von Welsbach, un austríac que va inventar la coberta de gasa de la làmpada de vapor de tori i ceri, va separar amb èxit el "neodimi de praseodimi", els "bessons siamesos", dels quals es va separar la sal verda de praseodimi i la sal de neodimi de color rosa i es va determinar que eren dos elements nous. Un s'anomena "praseodimi", que prové de la paraula grega prason, que significa compost verd perquè una solució d'aigua salada de praseodimi presentarà un color verd brillant; l'altre element s'anomena "Neodimi«. La separació reeixida dels «bessons siamesos» els va permetre mostrar els seus talents de manera independent.
Metall blanc platejat, tou i dúctil. El praseodimi té una estructura cristal·lina hexagonal a temperatura ambient. La resistència a la corrosió a l'aire és més forta que la del lantà, el ceri, el neodimi i l'europi, però quan s'exposa a l'aire, es produeix una capa d'òxid negre fràgil, i una mostra de praseodimi metàl·lic d'un centímetre es corroeix completament en aproximadament un any.
Com la majoriaelements de terres rares, el praseodimi és més probable que formi un estat d'oxidació a+3, que és el seu únic estat estable en solucions aquoses. El praseodimi existeix en un estat d'oxidació a+4 en alguns compostos sòlids coneguts i, en condicions de separació de matrius, pot assolir un estat d'oxidació +5 únic entre els elements lantànids.
L'ió aquós de praseodimi és de color chartreuse, i molts usos industrials del praseodimi impliquen la seva capacitat de filtrar la llum groga en fonts de llum.
Disseny electrònic del praseodimi
Emissions electròniques:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p66s2 4f3
Els 59 electrons del praseodimi estan disposats com a [Xe] 4f36s2. Teòricament, els cinc electrons externs es poden utilitzar com a electrons de valència, però l'ús dels cinc electrons externs requereix condicions extremes. Generalment, el praseodimi només emet tres o quatre electrons en els seus compostos. El praseodimi és el primer element lantànid amb una configuració electrònica que s'ajusta al principi d'Aufbau. El seu orbital 4f té nivells d'energia més baixos que l'orbital 5d, cosa que no és aplicable al lantà i al ceri, ja que la contracció sobtada de l'orbital 4f no es produeix fins després del lantà i no és suficient per evitar ocupar la capa 5d del ceri. No obstant això, el praseodimi sòlid presenta una configuració [Xe] 4f25d16s2, on un electró de la capa 5d s'assembla a tots els altres elements lantànids trivalents (excepte l'europi i l'itterbi, que són divalents en estats metàl·lics).
Com la majoria dels elements lantànids, el praseodimi sol utilitzar només tres electrons com a electrons de valència, i els electrons 4f restants tenen un fort efecte d'enllaç: això és degut a que l'òrbita 4f passa a través del nucli inert de xenó de l'electró per arribar al nucli, seguida de 5d i 6s, i augmenta amb l'augment de la càrrega iònica. Tanmateix, el praseodimi encara pot continuar perdent el quart i fins i tot ocasionalment el cinquè electró de valència, perquè apareix molt aviat en el sistema lantànid, on la càrrega nuclear encara és prou baixa, i l'energia de la subcapa 4f és prou alta per permetre l'eliminació de més electrons de valència.
Praseodimi i tots els elements lantànids (exceptelantà, itterbiiluteci, no hi ha electrons 4f desaparellats) són paramagnetisme a temperatura ambient. A diferència d'altres metalls de terres rares que presenten un ordenament antiferromagnètic o ferromagnètic a baixes temperatures, el praseodimi és paramagnetisme a totes les temperatures superiors a 1K
Aplicació del praseodimi
El praseodimi s'utilitza principalment en forma de terres rares mixtes, com ara com a agent purificador i modificador de materials metàl·lics, catalitzadors químics, terres rares agrícoles, etc.Praseodimi neodimiés el parell d'elements de terres rares més similar i difícil de separar, que és difícil de separar per mètodes químics. La producció industrial sol utilitzar mètodes d'extracció i intercanvi iònic. Si s'utilitzen en parelles en forma de neodimi de praseodimi enriquit, la seva característica comuna es pot aprofitar plenament i el preu també és més barat que els productes d'un sol element.
Aliatge de neodimi i praseodimi(praseodimi neodimi metall)s'ha convertit en un producte independent, que es pot utilitzar tant com a material magnètic permanent com a additiu de modificació per a aliatges metàl·lics no ferrosos. L'activitat, la selectivitat i l'estabilitat del catalitzador de craqueig del petroli es poden millorar afegint concentrat de neodimi de praseodimi al tamís molecular de zeolita Y. Com a additiu de modificació de plàstics, l'addició d'enriquiment de neodimi de praseodimi al politetrafluoroetilè (PTFE) pot millorar significativament la resistència al desgast del PTFE.
Terres raresEls materials magnètics permanents són el camp més popular d'aplicacions de terres rares actualment. El praseodimi per si sol no destaca com a material magnètic permanent, però és un excel·lent element sinèrgic que pot millorar les propietats magnètiques. Afegir una quantitat adequada de praseodimi pot millorar eficaçment el rendiment dels materials magnètics permanents. També pot millorar el rendiment antioxidant (resistència a la corrosió de l'aire) i les propietats mecàniques dels imants, i s'ha utilitzat àmpliament en diversos dispositius electrònics i motors.
El praseodimi també es pot utilitzar per a la mòlta i el poliment de materials. Com tots sabem, la pols de poliment a base de ceri pur sol ser de color groc clar, que és un material de poliment d'alta qualitat per al vidre òptic, i ha substituït la pols vermella d'òxid de ferro que té una baixa eficiència de poliment i contamina l'entorn de producció. La gent ha descobert que el praseodimi té bones propietats de poliment. La pols de poliment de terres rares que conté praseodimi tindrà un aspecte marró vermellós, també conegut com a "pols vermella", però aquest color vermell no és vermell d'òxid de ferro, sinó que a causa de la presència d'òxid de praseodimi, el color de la pols de poliment de terres rares es torna més fosc. El praseodimi també s'ha utilitzat com a nou material de mòlta per fabricar moles de corindó que contenen praseodimi. En comparació amb l'alúmina blanca, l'eficiència i la durabilitat es poden millorar en més d'un 30% en mòlter acer estructural al carboni, acer inoxidable i aliatges d'alta temperatura. Per tal de reduir costos, els materials enriquits amb neodimi de praseodimi s'utilitzaven sovint com a matèries primeres en el passat, d'aquí el nom de mola de corindó de neodimi de praseodimi.
S'han utilitzat cristalls de silicat dopats amb ions de praseodimi per alentir els polsos de llum a diversos centenars de metres per segon.
L'addició d'òxid de praseodimi al silicat de zirconi es tornarà groc brillant i es pot utilitzar com a pigment ceràmic: el groc de praseodimi. El groc de praseodimi (ZrO2-Pr6Oll-SiO2) es considera el millor pigment ceràmic groc, que es manté estable fins a 1000 ℃ i es pot utilitzar per a processos d'un sol ús o de recremat.
El praseodimi també s'utilitza com a colorant de vidre, amb colors rics i un gran mercat potencial. Es poden produir productes de vidre verd praseodimi amb colors verd porro brillant i verd ceba tendra, que es poden utilitzar per produir filtres verds i també per a vidre d'arts i manualitats. L'addició d'òxid de praseodimi i òxid de ceri al vidre es pot utilitzar com a ulleres per a soldadura. El sulfur de praseodimi també es pot utilitzar com a colorant de plàstic verd.
Data de publicació: 29 de maig de 2023