Praseodüümon keemiliste elementide perioodilises tabelis kolmas kõige rikkalikum lanthaniidielement, mille rohkus on 9,5 ppm, ainult madalam kui madalam kuitseerium, yttrium,lantaanjaskandium. See on haruldaste muldmetallide viies kõige rikkalikum element. Aga täpselt nagu tema nimi,praseodüümon haruldaste muldmetallide perekonna lihtne ja kaunistamata liige.
CF Auer von Welsbach avastas Praseodüümi 1885. aastal.
Aastal 1751 leidis Rootsi mineraloogi Axel Fredrik Cronstedt Bastn Ä kaevanduspiirkonnas raske mineraali, mida hiljem nimetati Ceriteiks. Kolmkümmend aastat hiljem, viisteist aastat vana Vilhelm Hisinger perekonnast, kes kuulus kaevandusele, saatis tema proovid Carl Scheele, kuid ta ei avastanud uusi elemente. Aastal 1803, pärast seda, kui Singer sai sepp, naasis ta kaevandusalale koos J Ö NS Jacob Berzeliusega ja eraldas uue oksiidi, kääbusplaneedi Cerese, mille nad avastasid kaks aastat tagasi. Ceria eraldas iseseisvalt Saksamaal Martin Heinrich Klaproth.
Aastatel 1839–1843 avastasid Rootsi kirurg ja keemik Carl Gustaf Mosander selletseeriumoksiidoli oksiidide segu. Ta eraldas veel kaks oksiidi, mida ta nimetas Lanthana ja Didymia “Didymia” (tähendab kreeka keeles „kaksikud”). Ta lagundas osaliselttseeriumnitraatProov röstides seda õhus ja töödeldi seejärel oksiidi saamiseks lahjendatud lämmastikhappega. Need oksiide moodustavad metallid on seetõttu nimetatudlantaanjapraseodüüm.
Aastal 1885 eraldas austerlane, kes leiutas tooriumi cerium aurulambi marli katte, austerlane von Welsbach edukalt „Praseodymium neodmiumi”, mis on „ühendatud kaksikud”, millest eraldati rohelise praseodüüm soola ja roosi värviga neodüümi soola ja määrati kaheks uueks Elemendiks. Üks kannab nime “Praseodmium”, mis pärineb kreeka sõnast prason, mis tähendab rohelist ühendit, kuna Praseodymiumi soolavee lahus on erkroheline värv; Teine element kannab nime “Neodüüm“. „Ühendatud kaksikute” edukas eraldamine võimaldas neil oma andeid iseseisvalt kuvada.
Hõbedane valge metall, pehme ja kõrgtugev. Praseodymiumil on toatemperatuuril kuusnurkne kristallstruktuur. Õhu korrosioonikindlus on tugevam kui lantaan, tseerium, neodmium ja euroopium, kuid õhuga kokkupuutel toodetakse habras musta oksiidi kihti ja ühe sentimeetri suurune praseodmiummetalliproov korrodeerub täielikult umbes aasta jooksul.
Nagu enamusharuldaste muldmetallide elemendid, moodustab Praseodymium tõenäoliselt+3 oksüdatsiooni oleku, mis on vesilahustes ainus stabiilne olek. Praseodüüm eksisteerib A+4 oksüdatsiooniseisundis mõnes teadaolevas tahketes ühendites ja maatriksi eraldamistingimustes võib see lantaniidielementide hulgas saavutada ainulaadse+5 oksüdatsiooni oleku.
Praseodüümi ioon on vesilahust ja paljud praseodüümi tööstuslikud kasutusalad hõlmavad selle võimet filtreerida kollast valgust valgusallikates.
Praseodymium elektrooniline paigutus
Elektroonilised heitkogused:
1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 4S2 3D10 4P6 5S2 4D10 5P66S2 4F3
59 Praseodüümi elektroni on paigutatud kui [XE] 4F36S2. Teoreetiliselt saab kõiki viit välimist elektroni kasutada valentselektronina, kuid kõigi viie välimise elektroni kasutamine nõuab äärmuslikke tingimusi. Üldiselt kiirgab Praseodymium oma ühendites ainult kolm või neli elektroni. Praseodüüm on esimene elektroonilise konfiguratsiooniga lantaniidielement, mis vastab Aufbau põhimõttele. Selle 4F -orbitaal on madalam energiatase kui 5D orbitaal, mis ei ole rakendatav lantaan ja tseerium, kuna 4F orbitaali järsk kokkutõmbumine toimub alles pärast lantaanit ja see ei ole piisav, et vältida 5D kesta okupeerimist tseeriumis. Sellegipoolest näitab tahke praseodüümiumi konfiguratsioon [XE] 4F25D16S2, kus üks 5D -kesta elektron sarnaneb kõigi teiste kolmevalentsete lantaniidielementidega (välja arvatud euroopium ja ytterbium, mis on metallides diivalentsed).
Nagu enamik lantaniidielemente, kasutab praseodüüm tavaliselt vaid kolme elektronina valentsielektronina ja ülejäänud 4F -elektronidel on tugev seondumismõju: selle põhjuseks on asjaolu, et 4F -i orbiidil läbib elektroni inertksenoonsüdamiku, millele järgneb 5D ja 6S ning suureneb ioonlassi suurenemisega. Praseodüüm võib siiski endiselt kaotada neljanda ja isegi aeg -ajalt viies valentseelektron, kuna see ilmub Lanthaniidi süsteemis väga varakult, kus tuumalaeng on endiselt piisavalt madal, ja 4F alamkella energia on piisavalt kõrge, et võimaldada rohkem valentselektronit.
Praseodüüm ja kõik lantaniidi elemendid (välja arvatudlantaan, ytterbiumjalutetium, pole paarimata 4F -elektrone) on toatemperatuuril paramagnetism. Erinevalt teistest haruldaste muldmetallide metallidest, millel on madalatel temperatuuridel antiferromagnetiline või ferromagnetiline järjestus, on praseodüüm paramagnetism kõigil temperatuuridel üle 1k
Praseodüümi rakendamine
Praseodüümi kasutatakse enamasti segatud haruldaste muldmetallide kujul, näiteks kui metallimaterjalide puhastav ja modifitseeriv aine, keemilised katalüsaatorid, põllumajanduslikud haruldased muldmetallid jne.Praseodüüm neodüümon kõige sarnasem ja raskesti eraldatav haruldaste muldmetallide elementide paar, mida on keeruline keemiliste meetoditega eraldada. Tööstuslik tootmine kasutab tavaliselt ekstraheerimis- ja ioonvahetusmeetodeid. Kui neid kasutatakse paarides rikastatud praseodüüm neodüümi kujul, saab nende ühist kasutamist täielikult ära kasutada ja hind on ka odavam kui ühe elemendi tooted.
Praseodüüm neodmiumsulam(Praseodüüm neodmiummetall)Sellest on saanud sõltumatu toode, mida saab kasutada nii püsimagnetimaterjalina kui ka modifitseerimise lisandina, mis on põletuslik metallisulamite jaoks. Petrooleumi praguneva katalüsaatori aktiivsust, selektiivsust ja stabiilsust saab parandada, lisades praseodüüm neodmiumi kontsentraadi Y -tseoliidi molekulaarsesse sõela. Plastilise modifikatsiooni lisandina võib Praseodymiumi neodüümi rikastamise lisamine polütetrafluoroetüleenile (PTFE) märkimisväärselt parandada PTFE kulumiskindlust.
Haruldane muldkehaPüsiv magnetimaterjalid on tänapäeval kõige populaarsem haruldaste rakenduste valdkond. Ainuüksi Praseodymium ei ole püsiva magnetimaterjalina silmapaistev, kuid see on suurepärane sünergistlik element, mis võib parandada magnetilisi omadusi. Sobiva koguse praseodüümi lisamine võib tõhusalt parandada püsimagnetimaterjalide jõudlust. See võib parandada ka antioksüdantide jõudlust (õhu korrosioonikindlus) ja magnetite mehaanilisi omadusi ning seda on laialdaselt kasutatud erinevates elektroonilistes seadmetes ja mootorites.
Praseodüümi saab kasutada ka materjalide lihvimiseks ja poleerimiseks. Nagu me kõik teame, on puhas tseeriumipõhine poleerimispulber tavaliselt helekollane, mis on optilise klaasi kvaliteetne poleerimismaterjal ja mis on asendanud raudoksiidi punase pulbri, millel on madala poleerimise efektiivsus ja reostab tootmiskeskkonda. Inimesed on leidnud, et Praseodymiumil on head poleerimisomadused. Praseodüümi sisaldav haruldane mure muheli poleerimispulber ilmneb punakaspruun, tuntud ka kui “punane pulber”, kuid see punane värv ei ole raudoksiidi punane, kuid Praseodymiumoksiidi olemasolu tõttu muutub haruldase maakera pulbri värv tumedamaks. Praseodüümi on kasutatud ka uue lihvimismaterjalina praseodüümi sisaldavate korundi lihvimisrataste tegemiseks. Võrreldes valge alumiiniumoksiidiga saab tõhusust ja vastupidavust parandada rohkem kui 30% süsinikkonstruktsiooni terasest, roostevabast terasest ja kõrge temperatuuriga sulamite lihvimisel. Kulude vähendamiseks kasutati minevikus sageli toorainena praseodüüm neodüümiga rikastatud materjale, seega nime Praseodymium neodüüm corundum jahvatusratas.
Praseodüümiioonidega legeeritud silikaatkristalle on kasutatud valgusempulsside aeglustamiseks mitmesaja meetrini sekundis.
Praseodüümiumoksiidi lisamine tsirkooniumsilikaadile muutub erekollaseks ja seda saab kasutada keraamilise pigmendina - praseodüümkollasena. Praseodüümkollane (ZR02-PR6OLL-SI02) peetakse parimaks kollaseks keraamiliseks pigmendiks, mis püsib stabiilsena kuni 1000 ℃ ja mida saab kasutada ühekordseteks või mässulisteks.
Praseodüümi kasutatakse ka klaasist värvainena, rikkalike värvide ja suurepärase potentsiaalse turuga. Võib toota Praseodymium rohelise klaasist tooteid, millel on erksa porru roheline ja katteroheline värv, mida saab kasutada roheliste filtrite tootmiseks ning ka kunsti- ja käsitööklaasi jaoks. Klaasile saab kasutada praseodüümoksiidi ja tseeriumoksiidi lisamist keevitamiseks. Praseodüümsulfiidi saab kasutada ka rohelise plastilise värvusendina.
Postiaeg: 29. mai 20123