Praseodüümon keemiliste elementide perioodilises tabelis suuruselt kolmas lantaniidelement, mille arvukus maakoores on 9,5 ppm, ainult madalam kuitseerium, ütrium,lantaanjaskandium.See on haruldaste muldmetallide hulgas kõige levinumalt viies element.Kuid nagu tema nimi,praseodüümon haruldaste muldmetallide perekonna lihtne ja ilustamata liige.
CF Auer Von Welsbach avastas praseodüümi 1885. aastal.
1751. aastal leidis Rootsi mineraloog Axel Fredrik Cronstedt Bastn ä s kaevandusalast raske mineraali, mida hiljem hakati nimetama tseriidiks.Kolmkümmend aastat hiljem saatis kaevanduse omanikeringist pärit viieteistkümneaastane Vilhelm Hisinger oma proovid Carl Scheele'ile, kuid ta ei avastanud uusi elemente.1803. aastal, pärast seda, kui Singerist sai sepp, naasis ta koos J ö ns Jacob Berzeliusega kaevandusalale ja eraldas uue oksiidi, kääbusplaneedi Cerese, mille nad avastasid kaks aastat tagasi.Ceria eraldas iseseisvalt Martin Heinrich Klaproth Saksamaal.
Aastatel 1839–1843 avastas Rootsi kirurg ja keemik Carl Gustaf Mosander, ettseeriumoksiidoli oksiidide segu.Ta eraldas veel kaks oksiidi, mida ta nimetas lantaaniks ja didüümiaks "didüümiaks" (kreeka keeles "kaksikud").Ta lagundas osaliselttseeriumnitraatröstides seda õhu käes ja seejärel töödeldi seda oksiidi saamiseks lahjendatud lämmastikhappega.Seetõttu nimetatakse neid oksiide moodustavaid metallelantaanjapraseodüüm.
1885. aastal eraldas austerlane CF Auer Von Welsbach, kes leiutas toorium-tseeriumlampide marlikatte, edukalt "praseodüümneodüümi", "ühendatud kaksikud", millest eraldati roheline praseodüümisool ja roosakas neodüümisool ning määrati kaks uut elementi.Üks neist kannab nime "praseodüüm", mis tuleneb kreekakeelsest sõnast prason, mis tähendab rohelist ühendit, kuna praseodüümi soolase vee lahus annab erkrohelise värvuse;Teise elemendi nimi on "Neodüüm“."Ühenenud kaksikute" edukas eraldamine võimaldas neil oma andeid iseseisvalt näidata.
Hõbevalge metall, pehme ja plastiline.Praseodüümil on toatemperatuuril kuusnurkne kristallstruktuur.Õhus on korrosioonikindlus tugevam kui lantaanil, tseeriumil, neodüümil ja euroopiumil, kuid õhuga kokkupuutel tekib habras musta oksiidi kiht ja ühe sentimeetri suurune praseodüümi metalliproov korrodeerub täielikult umbes aastaga.
Nagu enamusharuldased muldmetallid, moodustab praseodüüm kõige tõenäolisemalt +3 oksüdatsiooniastme, mis on selle ainus stabiilne olek vesilahustes.Praseodüüm esineb mõnedes teadaolevates tahketes ühendites oksüdatsiooniastmes +4 ja maatriksi eraldamise tingimustes võib see saavutada lantaniidelementide hulgas ainulaadse +5 oksüdatsiooniastme.
Praseodüümi vesiioon on chartreuse ja paljud praseodüümi tööstuslikud kasutusalad hõlmavad selle võimet filtreerida kollast valgust valgusallikates.
Praseodüümi elektrooniline paigutus
Elektroonilised emissioonid:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p66s2 4f3
Praseodüümi 59 elektroni on paigutatud kujul [Xe] 4f36s2.Teoreetiliselt saab valentselektronina kasutada kõiki viit välimist elektroni, kuid kõigi viie välise elektroni kasutamine nõuab ekstreemseid tingimusi.Üldiselt kiirgab praseodüüm oma ühendites ainult kolm või neli elektroni.Praseodüüm on esimene lantaniidelement, millel on elektrooniline konfiguratsioon, mis vastab Aufbau põhimõttele.Selle 4f orbitaali energiatase on madalam kui 5d orbitaalil, mis ei kehti lantaani ja tseeriumi puhul, kuna 4f orbitaali järsk kokkutõmbumine toimub alles pärast lantaani ja see ei ole piisav, et vältida 5d kesta hõivamist tseeriumis.Sellegipoolest on tahkel praseodüümil [Xe] 4f25d16s2 konfiguratsioon, kus üks elektron 5d kestas meenutab kõiki teisi kolmevalentseid lantaniidelemente (välja arvatud euroopium ja ütterbium, mis on metallises olekus kahevalentsed).
Nagu enamik lantaniidelemente, kasutab praseodüüm valentselektronina tavaliselt ainult kolme elektroni ja ülejäänud 4f elektronidel on tugev sidumisefekt: selle põhjuseks on asjaolu, et 4f orbiit läbib elektroni inertse ksenoontuuma, et jõuda tuumani, millele järgnevad 5d ja 6s. ja suureneb koos ioonlaengu suurenemisega.Praseodüüm võib siiski jätkuvalt kaotada neljanda ja isegi mõnikord viienda valentselektroni, kuna see ilmub lantaniidsüsteemi väga varakult, kus tuumalaeng on endiselt piisavalt madal ja 4f alamkihi energia on piisavalt kõrge, et võimaldada elektronide eemaldamist. rohkem valentselektroni.
Praseodüüm ja kõik lantaniidelemendid (v.alantaan, ütterbiumjaluteetsium, pole paarituid 4f elektrone) on toatemperatuuril paramagnetism.Erinevalt teistest haruldastest muldmetallidest, millel on madalatel temperatuuridel antiferromagnetiline või ferromagnetiline järjestus, on praseodüüm paramagnetism kõigil temperatuuridel üle 1 K
Praseodüümi kasutamine
Praseodüümi kasutatakse enamasti segatud haruldaste muldmetallide kujul, näiteks metallmaterjalide, keemiliste katalüsaatorite, põllumajanduses kasutatavate haruldaste muldmetallide jms puhastava ja modifitseeriva ainena.Praseodüüm neodüümon kõige sarnasem ja raskemini eraldatav haruldaste muldmetallide elementide paar, mida on keemiliste meetoditega raske eraldada.Tööstuslikus tootmises kasutatakse tavaliselt ekstraheerimis- ja ioonivahetusmeetodeid.Kui neid kasutada paarikaupa rikastatud praseodüümneodüümi kujul, saab nende ühisosa täielikult ära kasutada ja ka hind on odavam kui üheelemendilistel toodetel.
Praseodüümi neodüümi sulam(praseodüüm neodüüm metall)on muutunud iseseisvaks tooteks, mida saab kasutada nii püsimagnetmaterjalina kui ka värviliste metallide sulamite modifikatsioonilisandina.Nafta krakkimise katalüsaatori aktiivsust, selektiivsust ja stabiilsust saab parandada praseodüümi neodüümi kontsentraadi lisamisega Y-tseoliidi molekulaarsõelale.Plastist modifitseeriva lisandina võib praseodüümi neodüümiga rikastamise lisamine polütetrafluoroetüleenile (PTFE) oluliselt parandada PTFE kulumiskindlust.
Haruldased muldmetallidpüsimagnetmaterjalid on tänapäeval kõige populaarsem haruldaste muldmetallide rakendusvaldkond.Praseodüüm üksi ei ole püsimagnetmaterjalina silmapaistev, kuid see on suurepärane sünergiline element, mis võib parandada magnetilisi omadusi.Sobiva koguse praseodüümi lisamine võib tõhusalt parandada püsimagnetmaterjalide jõudlust.Samuti võib see parandada magnetite antioksüdantide jõudlust (õhukorrosioonikindlust) ja mehaanilisi omadusi ning seda on laialdaselt kasutatud erinevates elektroonikaseadmetes ja mootorites.
Praseodüümi saab kasutada ka materjalide lihvimiseks ja poleerimiseks.Nagu me kõik teame, on puhas tseeriumipõhine poleerimispulber tavaliselt helekollane, mis on kvaliteetne optilise klaasi poleerimismaterjal, mis on asendanud madala poleerimisefektiivsusega ja tootmiskeskkonda saastava raudoksiidpunase pulbri.Inimesed on leidnud, et praseodüümil on head poleerimisomadused.Praseodüümi sisaldav haruldaste muldmetallide poleerimispulber näeb välja punakaspruun, tuntud ka kui "punane pulber", kuid see punane värv ei ole raudoksiidpunane, vaid praseodüümoksiidi olemasolu tõttu muutub haruldaste muldmetallide poleerimispulbri värvus tumedamaks.Praseodüümi on kasutatud ka uue lihvimismaterjalina praseodüümi sisaldavate korundlihvketaste valmistamisel.Võrreldes valge alumiiniumoksiidiga saab süsinikkonstruktsiooniterase, roostevaba terase ja kõrge temperatuuriga sulamite lihvimisel tõhusust ja vastupidavust rohkem kui 30% parandada.Kulude vähendamiseks kasutati varem toorainena sageli praseodüümneodüümiga rikastatud materjale, sellest ka nimi praseodüümneodüümkorund lihvketas.
Praseodüümioonidega legeeritud silikaatkristalle on kasutatud valgusimpulsside aeglustamiseks mitmesaja meetrini sekundis.
Praseodüümoksiidi lisamine tsirkooniumsilikaadile muutub erkkollaseks ja seda saab kasutada keraamilise pigmendina – praseodüümkollasena.Praseodüümkollast (Zr02-Pr6Oll-Si02) peetakse parimaks kollaseks keraamiliseks pigmendiks, mis püsib stabiilsena kuni 1000 ℃ juures ja mida saab kasutada ühekordseteks või taaspõletavateks protsessideks.
Praseodüümi kasutatakse ka klaasivärvina, millel on rikkalikud värvid ja suur turupotentsiaal.Saab valmistada erksa porrurohelise ja kamarohelise värviga praseodüümrohelist klaastooteid, millest saab toota rohelisi filtreid ning ka kunsti- ja käsitööklaasi.Praseodüümoksiidi ja tseeriumoksiidi lisamist klaasile saab kasutada keevitusprillidena.Praseodüümsulfiidi võib kasutada ka rohelise plastivärvina.
Postitusaeg: mai-29-2023