Praseodymje třetím nejrozšířenějším prvkem lanthanoidů v periodické tabulce chemických prvků, s množstvím 9,5 ppm v kůře, pouze nižší nežcer, yttrium,lanthanuaskandium. Je to pátý nejrozšířenější prvek ve vzácných zeminách. Ale stejně jako jeho jméno,praseodymje jednoduchým a nepřikrášleným členem rodiny vzácných zemin.
CF Auer von Welsbach objevil praseodym v roce 1885.
V roce 1751 nalezl švédský mineralog Axel Fredrik Cronstedt v těžební oblasti Bastnä s těžký minerál, který byl později pojmenován cerit. O třicet let později poslal patnáctiletý Vilhelm Hisinger z rodiny, která důl vlastnila, své vzorky Carlu Scheelemu, ale neobjevil žádné nové prvky. V roce 1803, poté, co se Singer stal kovářem, se s J ö ns Jacobem Berzeliusem vrátil do těžební oblasti a oddělil nový oxid, trpasličí planetu Ceres, kterou objevili před dvěma lety. Ceria byla oddělena nezávisle Martinem Heinrichem Klaprothem v Německu.
V letech 1839 až 1843 švédský chirurg a chemik Carl Gustaf Mosander zjistil, žeoxid cerubyla směsí oxidů. Oddělil dva další oxidy, které nazval lanthana a didymia „didymia“ (v řečtině „dvojčata“). Částečně rozložildusičnanu ceruvzorek pražením na vzduchu a poté zpracován zředěnou kyselinou dusičnou, aby se získal oxid. Kovy, které tvoří tyto oxidy, jsou proto pojmenoványlanthanuapraseodym.
V roce 1885 CF Auer Von Welsbach, Rakušan, který vynalezl gázový kryt thorium-cerové lampy, úspěšně oddělil „praseodymový neodym“, „spojená dvojčata“, ze kterých byla oddělena zelená praseodymová sůl a růžově zbarvená neodymová sůl. dva nové prvky. Jeden se jmenuje „praseodym“, což pochází z řeckého slova prason, což znamená zelená sloučenina, protože roztok praseodymové slané vody bude mít jasně zelenou barvu; Další prvek se jmenuje „Neodym“. Úspěšné oddělení „spojených dvojčat“ jim umožnilo projevit svůj talent nezávisle.
Stříbrný bílý kov, měkký a tažný. Praseodym má při pokojové teplotě hexagonální krystalovou strukturu. Odolnost proti korozi na vzduchu je silnější než u lanthanu, ceru, neodymu a europia, ale při vystavení vzduchu se vytvoří vrstva křehkého černého oxidu a vzorek praseodymového kovu o velikosti jednoho centimetru zcela zkoroduje přibližně do jednoho roku.
Jako většinaprvky vzácných zeminPraseodym s největší pravděpodobností tvoří oxidační stav +3, což je jeho jediný stabilní stav ve vodných roztocích. Praseodym existuje v některých známých pevných sloučeninách v oxidačním stavu +4 a za podmínek separace matrice může dosáhnout jedinečného oxidačního stavu +5 mezi prvky lanthanoidů.
Vodný iont praseodymu je chartreuse a mnoho průmyslových použití praseodymu zahrnuje jeho schopnost filtrovat žluté světlo ve světelných zdrojích.
Praseodymové elektronické rozložení
Elektronické emise:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p66s2 4f3
59 elektronů praseodymu je uspořádáno jako [Xe] 4f36s2. Teoreticky může být všech pět vnějších elektronů použito jako valenční elektron, ale použití všech pěti vnějších elektronů vyžaduje extrémní podmínky. Praseodym obecně ve svých sloučeninách emituje pouze tři nebo čtyři elektrony. Praseodym je první lanthanoidový prvek s elektronickou konfigurací, který odpovídá Aufbauovu principu. Jeho orbital 4f má nižší energetické hladiny než orbital 5d, což nelze použít pro lanthan a cer, protože k náhlé kontrakci orbitalu 4f dochází až po lanthanu a nestačí k tomu, aby se zabránilo obsazení 5d pláště cerem. Pevný praseodym nicméně vykazuje konfiguraci [Xe] 4f25d16s2, kde jeden elektron v 5d obalu připomíná všechny ostatní trojmocné lanthanoidové prvky (kromě europia a ytterbia, které jsou v kovových stavech dvojmocné).
Jako většina lanthanoidových prvků, praseodym obvykle používá pouze tři elektrony jako valenční elektrony a zbývající 4f elektrony mají silný vazebný účinek: je to proto, že 4f orbita prochází inertním xenonovým jádrem elektronu, aby dosáhla jádra, následovaná 5d a 6s. a zvyšuje se s nárůstem iontového náboje. Praseodym však může stále ztrácet čtvrtý a dokonce příležitostně pátý valenční elektron, protože se objevuje velmi brzy v lanthanoidovém systému, kde je jaderný náboj stále dostatečně nízký a energie podslupky 4f je dostatečně vysoká, aby umožnila odstranění více valenční elektron.
Praseodym a všechny prvky lanthanoidů (kromělanthanu, ytterbiumalutecium, neexistují žádné nepárové elektrony 4f) jsou paramagnetismus při pokojové teplotě. Na rozdíl od jiných kovů vzácných zemin, které vykazují antiferomagnetické nebo feromagnetické uspořádání při nízkých teplotách, je praseodym paramagnetismus při všech teplotách nad 1K.
Aplikace praseodymu
Praseodym se většinou používá ve formě směsných vzácných zemin, například jako čisticí a modifikační činidlo pro kovové materiály, chemické katalyzátory, zemědělské vzácné zeminy a tak dále.Praseodym neodymje nejpodobnější a obtížně oddělitelný pár prvků vzácných zemin, který je obtížné oddělit chemickými metodami. Průmyslová výroba obvykle využívá metody extrakce a iontové výměny. Pokud jsou použity v páru ve formě obohaceného praseodymového neodymu, lze plně využít jejich společné vlastnosti a navíc cenově výhodnější než u jednoprvkových výrobků.
Praseodymová neodymová slitina(praseodym neodymový kov)se stala samostatným produktem, který lze použít jak jako materiál s permanentními magnety, tak jako modifikační přísadu do slitin neželezných kovů. Aktivitu, selektivitu a stabilitu katalyzátoru krakování ropy lze zlepšit přidáním koncentrátu praseodymu a neodymu do molekulového síta Y zeolitu. Jako přísada pro úpravu plastů může přidání obohacení praseodymem a neodymem do polytetrafluorethylenu (PTFE) výrazně zlepšit odolnost PTFE proti opotřebení.
Vzácná zeminamateriály s permanentními magnety jsou dnes nejoblíbenější oblastí aplikací vzácných zemin. Praseodym sám o sobě nevyniká jako materiál s permanentními magnety, ale je to vynikající synergický prvek, který může zlepšit magnetické vlastnosti. Přidání vhodného množství praseodymu může účinně zlepšit výkon materiálů s permanentními magnety. Může také zlepšit antioxidační výkon (odolnost vůči korozi vzduchu) a mechanické vlastnosti magnetů a je široce používán v různých elektronických zařízeních a motorech.
Praseodym lze také použít k broušení a leštění materiálů. Jak všichni víme, leštící prášek na bázi čistého ceru je obvykle světle žlutý, což je vysoce kvalitní leštící materiál pro optické sklo a nahradil červený prášek oxidu železa, který má nízkou účinnost leštění a znečišťuje výrobní prostředí. Lidé zjistili, že praseodym má dobré leštící vlastnosti. Lešticí prášek ze vzácných zemin obsahující praseodym se bude jevit jako červenohnědý, také známý jako „červený prášek“, ale tato červená barva není červená jako oxid železa, ale díky přítomnosti oxidu praseodymu se barva lešticího prášku vzácných zemin stává tmavší. Praseodym byl také použit jako nový brusný materiál pro výrobu korundových brusných kotoučů obsahujících praseodym. Ve srovnání s bílým oxidem hlinitým lze účinnost a odolnost zlepšit o více než 30 % při broušení uhlíkové konstrukční oceli, nerezové oceli a vysokoteplotních slitin. Aby se snížily náklady, byly v minulosti často jako suroviny používány materiály obohacené praseodymovým neodymem, odtud název brusný kotouč praseodym neodymový korund.
Silikátové krystaly dopované ionty praseodymu byly použity ke zpomalení světelných pulzů na několik set metrů za sekundu.
Přidáním oxidu praseodymového do křemičitanu zirkoničitého se zbarví jasně žlutě a lze jej použít jako keramický pigment – praseodymovou žluť. Praseodymová žluť (Zr02-Pr6Oll-Si02) je považována za nejlepší žlutý keramický pigment, který zůstává stabilní až do 1000 ℃ a lze jej použít pro jednorázové nebo přepalovací procesy.
Praseodym se také používá jako barvivo na sklo se sytými barvami a velkým potenciálním trhem. Lze vyrábět praseodymové zelené skleněné výrobky s jasně pórkovou zelenou a jarní zelenou barvou, které lze použít k výrobě zelených filtrů a také pro umělecké a řemeslné sklo. Přidání oxidu praseodymu a oxidu ceru do skla lze použít jako ochranné brýle pro svařování. Sulfid praseodym může být také použit jako zelené barvivo na plasty.
Čas odeslání: 29. května 2023