Praseodymiumje třetím nejhojnějším prvkem lanthanidu v periodické tabulce chemických prvků, s hojností 9,5 ppm v kůře, jen nižší nežceru, yttrium,Lanthanum, aSkandium. Je to pátý nejhojnější prvek na vzácných zemích. Ale stejně jako jeho jméno,Praseodymiumje jednoduchým a nezdobeným členem rodiny vzácných zemin.
CF Auer von Welsbach objevil Praseodymium v roce 1885.
V roce 1751 švédský mineralog Axel Fredrik Cronstedt našel těžký minerál v těžební oblasti Bastin, která se později jmenovala Cerite. O třicet let později, patnáctiletý Vilhelm Hissinger z rodiny, která vlastnila důl, poslala jeho vzorky do Carl Scheele, ale neobjevil žádné nové prvky. V roce 1803, poté, co se Singer stal kovářem, se vrátil do těžební oblasti s J Ö ns Jacobem Berzeliusem a oddělil nový oxid, trpasličí planeta Ceres, kterou objevili před dvěma lety. Ceria byla nezávisle oddělena Martinem Heinrichem Klaprothem v Německu.
V letech 1839 až 1843 švédský chirurg a chemik Carl Gustaf Mosander zjistili, žeoxid cerubyla směs oxidů. Oddělil další dva oxidy, které nazval Lanthanou a Didymií „didymií“ (což znamená „dvojčata“ v řečtině). Částečně rozložildusičnanVzorek jeho pečením ve vzduchu a poté ji ošetřoval zředěnou kyselinou dusičnou, aby se oxid získal. Kovy, které tvoří tyto oxidy, jsou proto pojmenoványLanthanumaPraseodymium.
V roce 1885 CF Auer von Welsbach, rakouský, který vynalezl gázový kryt páry v Thorium Ceru, úspěšně oddělil „praseodymium neodymium“, „spojené dvojčata“, z níž byla zelená praseodymická soli a růžová barevná neodymická sůl odloučena a stanovena na dva nové prvky. Jeden se jmenuje „Praseodymium“, které pochází z řeckého slova Prasona, což znamená zelenou sloučeninu, protože roztok praseodymické slané vody bude představovat jasně zelenou barvu; Druhý prvek se jmenuje „Neodymium". Úspěšné oddělení „spojených dvojčat“ jim umožnila samostatně zobrazovat svůj talent.
Stříbrný bílý kov, měkký a tažný. Praseodymium má hexagonální krystalovou strukturu při pokojové teplotě. Odolnost proti korozi ve vzduchu je silnější než odolnost proti Lanthanumu, ceru, neodymiu a europiu, ale když je vystavena vzduchu, vytvoří se vrstva křehkého černého oxidu a vzorek praseodymium v jednom centimetru se během asi roku zcela koroduje.
Jako většinaPrvky vzácných zemin, Praseodymium s největší pravděpodobností tvoří oxidační stav A+3, což je jeho jediný stabilní stav ve vodných roztocích. Praseodymium existuje v oxidačním stavu+4 v některých známých pevných sloučeninách a za podmínek separace matrice může dosáhnout jedinečného+5 oxidačního stavu mezi lanthanidovými prvky.
Vodný ion praseodymium je chartreuse a mnoho průmyslových využití praseodymia zahrnuje jeho schopnost filtrovat žluté světlo do světelných zdrojů.
Elektronické rozvržení Praseodymium
Elektronické emise:
1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 4S2 3D10 4P6 5S2 4D10 5P66S2 4F3
59 elektronů praseodymia 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. Obecně plaseodymium emituje pouze tři nebo čtyři elektrony ve svých sloučeninách. Praseodymium je první prvek lanthanidu s elektronickou konfigurací, která odpovídá principu Aufbau. Jeho 4F orbitál má nižší energetické hladiny než 5D orbitální, který se nevztahuje na Lanthanum a Cerium, protože náhlé kontrakci orbitálu 4F nedochází až po Lanthanumu a nestačí k tomu, aby se zabránilo zabírání 5D skořepiny v ceru. Nicméně pevné praseodymium vykazuje konfiguraci [Xe] 4F25D16S2, kde jeden elektron ve skořápce 5D připomíná všechny ostatní trivalentní prvky lanthanidu (s výjimkou evropského a ytterbia, které jsou v kovových stavech dvojnásobné).
Stejně jako většina prvků lanthanidu, Praseodymium obvykle používá pouze tři elektrony jako valenční elektrony a zbývající 4F elektrony mají silný vazebný účinek: je to proto, že oběžná dráha 4F prochází inertním xenonovým jádrem elektronu, aby dosáhl jádra, následoval 5D a 6s a zvyšuje se se zvýšením iontového náboje. Praseodymium však může stále i nadále ztrácet čtvrtý a dokonce i občas pátý valenční elektron, protože se objevuje velmi brzy v lanthanidovém systému, kde je jaderný náboj stále dostatečně nízký a 4F subshell energie je dostatečně vysoká, aby umožnila odstranění více valenčního elektronu.
Praseodymium a všechny prvky lanthanidu (s výjimkouLanthanum, ytterbiumalutetium, neexistují žádné nepárové 4F elektrony) jsou paramagnetismus při pokojové teplotě. Na rozdíl od jiných kovů vzácných zemin, které vykazují antiferomagnetické nebo feromagnetické uspořádání při nízkých teplotách, je praseodymium paramagnetismus při všech teplotách nad 1kk
Aplikace praseodymia
Praseodymium se většinou používá ve formě smíšených vzácných zemí, jako je jako čištění a modifikační činidlo pro kovové materiály, chemické katalyzátory, zemědělské vzácné zeminy atd.Praseodymium Neodymiumje nejoblíbenější a nejobtížnější oddělit pár prvků vzácných zemin, které je obtížné oddělit chemickými metodami. Průmyslová výroba obvykle používá metody extrakce a výměny iontu. Pokud jsou používány ve dvojicích ve formě obohaceného praseodymium neodymia, lze jejich sjednotnost plně využít a cena je také levnější než produkty s jedním prvkem.
Slitina praseodymium neodymium(Neodymium kov praseodymium)se stal nezávislým produktem, který lze použít jako permanentní magnetický materiál a modifikační aditivum pro neželelené kovové slitiny. Aktivita, selektivita a stabilita katalyzátoru praskání ropy lze zlepšit přidáním koncentrátu praseodymium neodymium do molekulárního sítu Y. Jako aditiva plastové modifikace, přidání obohacení Praseodymium neodymia do polytetrafluorethylenu (PTFE) může výrazně zlepšit odolnost proti opotřebení PTFE.
Vzácná ZeměTrvalé magnetické materiály jsou dnes nejoblíbenější oblastí aplikací vzácných zemin. Samotné praseodymium není vynikající jako permanentní magnetický materiál, ale je to vynikající synergický prvek, který může zlepšit magnetické vlastnosti. Přidání vhodného množství praseodymia může účinně zlepšit výkon trvalých magnetických materiálů. Může také zlepšit výkon antioxidantů (odolnost proti korozi vzduchu) a mechanické vlastnosti magnetů a byl široce používán v různých elektronických zařízeních a motorech.
Praseodymium lze také použít pro broušení a leštící materiály. Jak všichni víme, čistý leštící prášek na bázi ceru je obvykle světle žlutý, což je vysoce kvalitní lešticí materiál pro optické sklo, a nahradil červený prášek oxidu železa, který má nízkou účinnost leštění a znečišťuje výrobní prostředí. Lidé zjistili, že Praseodymium má dobré leštící vlastnosti. Prášek z leštění vzácných zemin obsahující praseodymium se bude zdát červenohnědý, známý také jako „červený prášek“, ale tato červená barva není červená oxid železa, ale vzhledem k přítomnosti oxidu praseodymium se barva letícího prášku vzácné zeminy tmavší. Praseodymium se také používá jako nový brusný materiál k výrobě kol Corundum broušení obsahující praseodymium. Ve srovnání s bílou aluminou lze účinnost a trvanlivost zlepšit o více než 30% při broušení uhlíkové strukturální oceli, nerezové oceli a vysokoteplotní slitiny. Aby se snížily náklady, byly v minulosti často jako surodyové materiály často používány materiály obohacené o praseodymium, a proto název praseodymium neodymium korundové broušení.
Krystaly křemičitany dotované praseodymium ionty byly použity ke zpomalení světelných impulsů na několik set metrů za sekundu.
Přidání oxidu praseodymu do zirkonia křemičitadu se zvětší jasně žlutě a lze jej použít jako keramický pigment - praseodymium žluté. Praseodymium Yellow (ZR02-PR6OLL-SI02) je považována za nejlepší žlutý keramický pigment, který zůstává stabilní při až 1000 ℃ a lze jej použít pro jednorázové nebo opakovací procesy.
Praseodymium se také používá jako skleněné barvivo, s bohatými barvami a skvělým potenciálním trhem. Lze vyrobit výrobky ze zeleného skla Praseodymium s jasným pórkovým a pórkovým zeleným barvou, které lze použít k výrobě zelených filtrů a také pro umělecké a řemeslné sklo. Jako brýle pro svařování lze použít přidání oxidu praseodymu a oxidu ceru do skla. Sulfid praseodymium lze také použít jako zelené plastové barvivo.
Čas příspěvku: 29.-20.-2023