Praseodymer det tredjemest udbredte lanthanidelement i det periodiske system med kemiske elementer, med en mængde på 9,5 ppm i skorpen, kun lavere endcerium, yttrium,lanthan, ogscandiumDet er det femte mest udbredte grundstof i sjældne jordarter. Men ligesom hans navn,praseodymer et simpelt og usminket medlem af familien af sjældne jordarter.
CF Auer Von Welsbach opdagede praseodym i 1885.
I 1751 fandt den svenske mineralog Axel Fredrik Cronstedt et tungt mineral i Bastnäs mineområde, som senere fik navnet cerit. Tredive år senere sendte den femtenårige Vilhelm Hisinger fra familien, der ejede minen, sine prøver til Carl Scheele, men han opdagede ingen nye grundstoffer. I 1803, efter at Singer var blevet smed, vendte han tilbage til mineområdet med Jöns Jacob Berzelius og adskilte et nyt oxid, dværgplaneten Ceres, som de opdagede for to år siden. Cerit blev adskilt uafhængigt af Martin Heinrich Klaproth i Tyskland.
Mellem 1839 og 1843 opdagede den svenske kirurg og kemiker Carl Gustaf Mosander, atceriumoxidvar en blanding af oxider. Han adskilte to andre oxider, som han kaldte lanthana og didymia "didymia" (som betyder "tvillinger" på græsk). Han nedbrød delvistceriumnitratprøven ved at riste den i luften og derefter behandle den med fortyndet salpetersyre for at opnå oxidet. Metallerne, der danner disse oxider, kaldes derforlanthanogpraseodym.
I 1885 lykkedes det CF Auer Von Welsbach, en østriger der opfandt gazehylsteret til thorium-cerium-damplamper, at adskille "praseodym-neodym", de "siamesiske tvillinger", hvorfra grønt praseodym-salt og rosenfarvet neodym-salt blev adskilt og bestemt til at være to nye grundstoffer. Det ene hedder "praseodym", som kommer fra det græske ord prason, der betyder grøn forbindelse, fordi en opløsning af praseodym-saltvand vil have en lys grøn farve; det andet grundstof hedder "NeodymDen vellykkede adskillelse af de "siamesiske tvillinger" gjorde det muligt for dem at vise deres talenter uafhængigt.
Sølvhvidt metal, blødt og duktilt. Praseodym har en hexagonal krystalstruktur ved stuetemperatur. Korrosionsbestandigheden i luft er stærkere end for lanthan, cerium, neodym og europium, men når det udsættes for luft, dannes et lag af skrøbeligt sort oxid, og en praseodymmetalprøve på en centimeter korroderer fuldstændigt inden for cirka et år.
Ligesom de flestesjældne jordarters elementer, praseodym danner højst sandsynligt en +3 oxidationstilstand, hvilket er dens eneste stabile tilstand i vandige opløsninger. Praseodym findes i en +4 oxidationstilstand i nogle kendte faste forbindelser, og under matrixseparationsbetingelser kan det nå en unik +5 oxidationstilstand blandt lanthanidelementer.
Den vandige praseodymion er chartreuse, og mange industrielle anvendelser af praseodym involverer dens evne til at filtrere gult lys i lyskilder.
Praseodym elektronisk layout
Elektroniske emissioner:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p66s2 4f3
De 59 elektroner i praseodym er arrangeret som [Xe] 4f36s2. Teoretisk set kan alle fem ydre elektroner bruges som valenselektroner, men brugen af alle fem ydre elektroner kræver ekstreme forhold. Generelt udsender praseodym kun tre eller fire elektroner i sine forbindelser. Praseodym er det første lanthanidelement med en elektronisk konfiguration, der er i overensstemmelse med Aufbau-princippet. Dets 4f-orbital har lavere energiniveauer end 5d-orbitalen, hvilket ikke gælder for lanthan og cerium, da den pludselige sammentrækning af 4f-orbitalen først forekommer efter lanthan og ikke er tilstrækkelig til at undgå at optage 5d-skallen i cerium. Ikke desto mindre udviser fast praseodym en [Xe] 4f25d16s2-konfiguration, hvor én elektron i 5d-skallen ligner alle andre trivalente lanthanidelementer (undtagen europium og ytterbium, som er divalente i metalliske tilstande).
Ligesom de fleste lanthanidelementer bruger praseodym normalt kun tre elektroner som valenselektron, og de resterende 4f-elektroner har en stærk bindingseffekt: dette skyldes, at 4f-kredsløbet passerer gennem elektronens inerte xenonkerne for at nå kernen, efterfulgt af 5d og 6s, og stiger med stigende ionladning. Praseodym kan dog stadig miste den fjerde og endda lejlighedsvis den femte valenselektron, fordi den optræder meget tidligt i lanthanidsystemet, hvor kernladningen stadig er lav nok, og 4f-underskalenergien er høj nok til at tillade fjernelse af mere valenselektron.
Praseodym og alle lanthanidelementer (undtagenlanthan, ytterbiumoglutetium, der er ingen uparrede 4f-elektroner) er paramagnetiske ved stuetemperatur. I modsætning til andre sjældne jordartsmetaller, der udviser antiferromagnetisk eller ferromagnetisk orden ved lave temperaturer, er praseodym paramagnetisk ved alle temperaturer over 1K.
Anvendelse af praseodym
Praseodym anvendes mest i form af blandede sjældne jordarter, såsom et rensende og modificerende middel til metalmaterialer, kemiske katalysatorer, landbrugsmæssige sjældne jordarter og så videre.Praseodym neodymer det mest lignende og vanskeligt adskillelige par af sjældne jordarter, som er vanskelige at adskille med kemiske metoder. Industriel produktion bruger normalt ekstraktions- og ionbytningsmetoder. Hvis de bruges parvis i form af beriget praseodym-neodym, kan deres fællesnævner udnyttes fuldt ud, og prisen er også billigere end produkter med ét element.
Praseodym neodym legering(praseodym (neodymmetal)er blevet et uafhængigt produkt, der kan bruges som både permanentmagnetmateriale og modifikationsadditiv til ikke-jernholdige metallegeringer. Aktiviteten, selektiviteten og stabiliteten af petroleumkrakningskatalysatoren kan forbedres ved at tilsætte praseodym-neodymkoncentrat til Y-zeolitmolekylsigte. Som plastmodifikationsadditiv kan tilsætning af praseodym-neodymberigelse til polytetrafluorethylen (PTFE) forbedre PTFE's slidstyrke betydeligt.
Sjælden jordartPermanente magnetmaterialer er det mest populære område inden for sjældne jordarters anvendelser i dag. Praseodym alene er ikke enestående som et permanent magnetmateriale, men det er et fremragende synergistisk element, der kan forbedre magnetiske egenskaber. Tilsætning af en passende mængde praseodym kan effektivt forbedre ydeevnen af permanente magnetmaterialer. Det kan også forbedre antioxidant ydeevnen (luftkorrosionsbestandighed) og de mekaniske egenskaber af magneter og har været meget anvendt i forskellige elektroniske enheder og motorer.
Praseodym kan også bruges til slibning og polering af materialer. Som vi alle ved, er rent ceriumbaseret poleringspulver normalt lysegult, hvilket er et poleringsmateriale af høj kvalitet til optisk glas, og det har erstattet det røde jernoxidpulver, der har lav poleringseffektivitet og forurener produktionsmiljøet. Folk har fundet ud af, at praseodym har gode poleringsegenskaber. Sjældne jordartspoleringspulver indeholdende praseodym vil fremstå rødbrunt, også kendt som "rødt pulver", men denne røde farve er ikke jernoxidrød, men på grund af tilstedeværelsen af praseodymoxid bliver farven på det sjældne jordartspoleringspulver mørkere. Praseodym er også blevet brugt som et nyt slibemateriale til fremstilling af korundslibeskiver indeholdende praseodym. Sammenlignet med hvid aluminiumoxid kan effektiviteten og holdbarheden forbedres med mere end 30% ved slibning af kulstofkonstruktionsstål, rustfrit stål og højtemperaturlegeringer. For at reducere omkostningerne blev praseodym-neodymberigede materialer ofte brugt som råmaterialer tidligere, deraf navnet praseodym-neodym-korundslibeskive.
Silikatkrystaller doteret med praseodymioner er blevet brugt til at bremse lyspulser til flere hundrede meter i sekundet.
Tilsætning af praseodymoxid til zirconiumsilikat vil blive klar gul og kan bruges som et keramisk pigment – praseodymgul. Praseodymgul (Zr02-Pr6Oll-Si02) betragtes som det bedste gule keramiske pigment, som forbliver stabilt ved op til 1000 ℃ og kan bruges til engangs- eller genopbrændingsprocesser.
Praseodym bruges også som glasfarvestof med fyldige farver og et stort potentielt marked. Der kan produceres praseodymgrønne glasprodukter med klare porregrønne og forårsløggrønne farver, som kan bruges til at fremstille grønne filtre og også til kunsthåndværksglas. Tilsætning af praseodymoxid og ceriumoxid til glasset kan bruges som beskyttelsesbriller til svejsning. Praseodymsulfid kan også bruges som et grønt plastfarvestof.
Opslagstidspunkt: 29. maj 2023