Praseodimioè il terzo elemento di lantanide più abbondante nella tavola periodica degli elementi chimici, con un'abbondanza di 9,5 ppm nella crosta, solo inferiore acerio, ittrio,lantanio, EScandium. È il quinto elemento più abbondante nelle terre rare. Ma proprio come il suo nome,praseodimioè un membro semplice e disadorno della famiglia delle terre rare.
Cf Auer von Welsbach scoprì il praseodymio nel 1885.
Nel 1751, il mineralogista svedese Axel Fredrik Cronstedt trovò un minerale pesante nella zona mineraria di Bastn ä, che fu successivamente chiamato certite. Trent'anni dopo, quindici anni Vilhelm Hisinger della famiglia che possedeva la miniera mandò i suoi campioni a Carl Scheele, ma non scoprì nuovi elementi. Nel 1803, dopo che Singer divenne un fabbro, tornò nell'area mineraria con J ö ns Jacob Berzelius e separò un nuovo ossido, il pianeta nano Cerere, che scoprirono due anni fa. Ceria fu separata indipendentemente da Martin Heinrich Klaproth in Germania.
Tra il 1839 e il 1843, il chirurgo svedese e il chimico Carl Gustaf Mosander lo scoprìossido di cerioera una miscela di ossidi. Separava altri due ossidi, che chiamava Lanthana e Didymia "Didymia" (che significa "gemelli" in greco). Ha parzialmente decomposto ilnitrato di ceriocampione arrostindolo nell'aria e quindi trattalo con acido nitrico diluito per ottenere l'ossido. I metalli che formano questi ossidi sono quindi nominatilantanioEpraseodimio.
Nel 1885, Cf Auer von Welsbach, un austriaco che inventò la copertura della garza della lampada a vapore di Thorium, separato con successo il "praseodimio neodimio", i "gemelli congiunti", da cui il sale di prasedymio verde e il sale di neodimio di rosa erano separati e determinati per essere due nuovi elementi. Uno si chiama "Praseodimio", che proviene dalla parola greca Prason, che significa composto verde perché una soluzione di acqua salata di praseodimio presenterà un colore verde brillante; L'altro elemento si chiama "Neodimio“. La separazione riuscita dei "gemelli congiunti" ha permesso loro di mostrare i loro talenti in modo indipendente.
Metallo bianco argento, morbido e duttile. Il praseodimio ha una struttura cristallina esagonale a temperatura ambiente. La resistenza alla corrosione nell'aria è più forte di quella di lantanio, cerio, neodimio ed europio, ma quando viene esposto all'aria, viene prodotto uno strato di fragile ossido nero e un campione di metallo di praseodiemio di dimensioni di un centimetro corrode completamente entro circa un anno.
Come la maggior parteelementi di terra rara, è molto probabile che il praseodimio formi uno stato di ossidazione di+3, che è il suo unico stato stabile in soluzioni acquose. Il praseodimio esiste in uno stato di ossidazione di+4 in alcuni composti solidi noti e in condizioni di separazione della matrice, può raggiungere uno stato di ossidazione di+5 unico tra elementi di lantanide.
Lo ione acquoso di praseodimio è chartreuse e molti usi industriali del praseodimio implicano la sua capacità di filtrare la luce gialla in fonti di luce.
Layout elettronico del praseodimio
Emissioni elettroniche:
1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 4S2 3D10 4P6 5S2 4D10 5P66S2 4F3
I 59 elettroni del praseodimio sono disposti come [xe] 4f36s2. Teoricamente, tutti e cinque gli elettroni esterni possono essere utilizzati come elettroni di valenza, ma l'uso di tutti e cinque gli elettroni esterni richiede condizioni estreme. Generalmente, il praseodimio emette solo tre o quattro elettroni nei suoi composti. Il praseodimio è il primo elemento di lantanide con una configurazione elettronica che è conforme al principio di Aufbau. Il suo orbitale 4F ha livelli di energia più bassi rispetto all'orbitale 5D, che non è applicabile al lantanio e al cerio, poiché l'improvvisa contrazione dell'orbitale 4F non si verifica fino a dopo il lantanio e non è sufficiente per evitare di occupare la conchiglia 5D in cerio. Tuttavia, il praseodimio solido mostra una configurazione [XE] 4F25D16S2, in cui un elettrone nella conchiglia 5D assomiglia a tutti gli altri elementi di lantanide trivalente (ad eccezione di Europium e Itterbio, che sono bivalenti negli stati metallici).
Come la maggior parte degli elementi di lantanide, il praseodimio di solito utilizza solo tre elettroni come elettrone di valenza e gli elettroni 4F rimanenti hanno un forte effetto di legame: questo perché l'orbita 4F passa attraverso il nucleo di xeno inerte dell'elettrone per raggiungere il nucleo, seguito da 5D e 6S, e aumenta con l'aumento della carica ionica. Tuttavia, il praseodimio può ancora continuare a perdere il quarto e persino occasionalmente l'elettrone della quinta valenza, perché appare molto presto nel sistema di lantanide, in cui la carica nucleare è ancora abbastanza bassa e l'energia della sottoshell 4F è abbastanza alta da consentire la rimozione di più elettroni di valenza.
Praseodimio e tutti gli elementi del lantanide (trannelantanio, itterbioElutetium, non ci sono elettroni 4F non accoppiati) sono paramagnetismo a temperatura ambiente. A differenza di altri metalli delle terre rare che presentano ordini antiferromagnetici o ferromagnetici a basse temperature, il praseodimio è un paramagnetismo a tutte le temperature superiori a 1K
Applicazione del praseodimio
Il praseodimio è principalmente utilizzato sotto forma di terre rare miste, come come agente purificante e modificante per materiali metallici, catalizzatori chimici, terre rare agricole e così via.Praseodimio Neodimioè la coppia più simile e difficile da separare gli elementi delle terre rare, che è difficile da separare con metodi chimici. La produzione industriale di solito utilizza metodi di estrazione e scambio di ioni. Se vengono utilizzati in coppia sotto forma di neodimio del praseodimio arricchito, la loro comunanza può essere completamente utilizzata e il prezzo è anche più economico dei prodotti a singolo elemento.
Lega di neodimio al praseodimio(praseodimio neodimio metallo)è diventato un prodotto indipendente, che può essere utilizzato sia come materiale a magnete permanente sia come additivo di modifica per leghe di metallo non ferrose. L'attività, la selettività e la stabilità del catalizzatore di cracking del petrolio possono essere migliorate aggiungendo il concentrato di neodimio al praseodimio nel setaccio molecolare della zeolite Y. Come additivo di modifica in plastica, l'aggiunta di arricchimento di neodimio al praseodimio al politetrafluoroetilene (PTFE) può migliorare significativamente la resistenza all'usura del PTFE.
Terra raraI materiali a magneti permanenti sono oggi il campo più popolare delle applicazioni della Terra rara. Il solo praseodimio non è eccezionale come materiale a magnete permanente, ma è un eccellente elemento sinergico che può migliorare le proprietà magnetiche. L'aggiunta di una quantità adeguata di praseodimio può migliorare efficacemente le prestazioni dei materiali a magneti permanenti. Può anche migliorare le prestazioni antiossidanti (resistenza alla corrosione dell'aria) e le proprietà meccaniche dei magneti ed è stata ampiamente utilizzata in vari dispositivi e motori elettronici.
Il praseodimio può anche essere utilizzato per i materiali di macinazione e lucidatura. Come tutti sappiamo, la polvere di lucidatura a base di cerio pura è di solito giallo chiaro, che è un materiale di lucidatura di alta qualità per il vetro ottico e ha sostituito la polvere rossa di ossido di ferro che ha una bassa efficienza di lucidatura e inquina l'ambiente di produzione. Le persone hanno scoperto che il praseodimio ha buone proprietà di lucidatura. La polvere di lucidatura delle terre rare contenente il praseodimio apparirà marrone rossastro, noto anche come "polvere rossa", ma questo colore rosso non è ossido di ferro rosso, ma a causa della presenza di ossido di praseodiemio, il colore della polvere di lucidatura delle terre rare diventa più scuro. Il praseodimio è stato anche usato come nuovo materiale di macinazione per realizzare ruote di macinazione corindone contenente praseodimio. Rispetto all'allumina bianca, l'efficienza e la durata possono essere migliorate di oltre il 30% quando si macinano in acciaio strutturale di carbonio, acciaio inossidabile e leghe ad alta temperatura. Al fine di ridurre i costi, i materiali arricchiti di neodimio al praseodymio venivano spesso utilizzati come materie prime in passato, da cui il voice di macinazione del neodimio corindone di Nome del praseodimio.
I cristalli di silicato drogati con ioni di praseodimio sono stati usati per rallentare gli impulsi di luce a diverse centinaia di metri al secondo.
L'aggiunta di ossido di praseodimio al silicato di zirconio diventerà giallo brillante e può essere usato come pigmento ceramico - giallo praseodimio. Il giallo Praseodymium (ZR02-PR6OLL-SI02) è considerato il miglior pigmento ceramico giallo, che rimane stabile fino a 1000 ℃ e può essere utilizzato per processi una tantum o di rimborso.
Il praseodimio è anche usato come colorante di vetro, con colori ricchi e ottimo mercato potenziale. I prodotti in vetro verde praseodymium con colori verde di porri luminosi e verde scalogno possono essere prodotti, che possono essere utilizzati per produrre filtri verdi e anche per le arti e il vetro artigianato. L'aggiunta di ossido di praseodimio e ossido di cerio al vetro può essere usato come occhiali per la saldatura. Il solfuro di praseodimio può anche essere usato come colorante di plastica verde.
Tempo post: maggio-29-2023