Praseodymiumer þriðja algengasta lanthaníð frumefnið í lotukerfinu yfir frumefni, með gnægð 9,5 ppm í skorpunni, aðeins lægra encerium, yttríum,lanthanum, oghneyksli. Það er fimmta algengasta frumefnið í sjaldgæfum jörðum. En alveg eins og nafnið hans,praseodymiumer einfaldur og skrautlaus meðlimur sjaldgæfra jarðarfjölskyldunnar.
CF Auer Von Welsbach uppgötvaði praseodymium árið 1885.
Árið 1751 fann sænski steinefnafræðingurinn Axel Fredrik Cronstedt þungt steinefni á námusvæðinu í Bastn ä s, sem síðar var nefnt cerite. Þrjátíu árum síðar sendi fimmtán ára gamli Vilhelm Hisinger úr fjölskyldunni sem átti námuna sýnishorn sín til Carl Scheele, en hann fann enga nýja þætti. Árið 1803, eftir að Singer varð járnsmiður, sneri hann aftur á námusvæðið með J ö ns Jacob Berzelius og skildi að nýtt oxíð, dvergreikistjörnuna Ceres, sem þeir uppgötvuðu fyrir tveimur árum. Ceria var aðskilin sjálfstætt af Martin Heinrich Klaproth í Þýskalandi.
Milli 1839 og 1843 uppgötvaði sænski skurðlæknirinn og efnafræðingurinn Carl Gustaf Mosander aðceríumoxíðvar blanda af oxíðum. Hann skildi að tvö önnur oxíð, sem hann kallaði lanthana og didymia „didymia“ (sem þýðir „tvíburar“ á grísku). Hann brotnaði niður að hlutaseríumnítratsýni með því að brenna það í loftinu og meðhöndla það síðan með þynntri saltpéturssýru til að fá oxíðið. Málarnir sem mynda þessi oxíð eru því nefndirlanthanumogpraseodymium.
Árið 1885 skildi CF Auer Von Welsbach, Austurríkismaður, sem fann upp thorium cerium gufulampa grisjuhlífina, með góðum árangri „praseodymium neodymium“, „samsettu tvíburana“, þaðan sem grænt praseodymium salt og rósalitað neodymium salt voru aðskilið og ákveðið að vera tveir nýir þættir. Einn er nefndur "Praseodymium", sem kemur frá gríska orðinu prason, sem þýðir grænt efnasamband vegna þess að lausn af praseodymium saltvatni mun sýna skærgrænan lit; Hinn þátturinn heitir "Neodymium“. Farsæll aðskilnaður „samsettu tvíburanna“ gerði þeim kleift að sýna hæfileika sína sjálfstætt.
Silfurhvítur málmur, mjúkur og sveigjanlegur. Praseodymium hefur sexhyrnd kristalbyggingu við stofuhita. Tæringarþolið í lofti er sterkara en lanthanum, cerium, neodymium og europium, en þegar það kemst í snertingu við loft myndast lag af viðkvæmu svörtu oxíði og eins sentímetra stærð praseodymium málmsýni tærist algjörlega innan um það bil árs.
Eins og flestirsjaldgæf jörð frumefni, Praseodymium er líklegast til að mynda a+3 oxunarástand, sem er eina stöðuga ástand þess í vatnslausnum. Praseodymium er til í +4 oxunarástandi í sumum þekktum föstu efnasamböndum og við fylkisaðskilnað getur það náð einstöku +5 oxunarástandi meðal lantaníðþátta.
Vatnskennda praseodymium jónin er chartreuse og mörg iðnaðarnotkun á praseodymium felur í sér getu þess til að sía gult ljós í ljósgjafa.
Praseodymium rafrænt skipulag
Rafræn útblástur:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p66s2 4f3
59 rafeindir praseodymiums eru raðað sem [Xe] 4f36s2. Fræðilega séð er hægt að nota allar fimm ytri rafeindirnar sem gildisrafeindir, en notkun allra fimm ytri rafeindanna krefst erfiðra aðstæðna. Almennt gefur praseodymium aðeins frá sér þrjár eða fjórar rafeindir í efnasamböndum sínum. Praseodymium er fyrsta lanthaníð frumefnið með rafræna uppsetningu sem er í samræmi við Aufbau meginregluna. 4f svigrúm hennar hefur lægra orkustig en 5d svigrúm, sem á ekki við um lantan og cerium, þar sem skyndilegur samdráttur 4f brautarinnar á sér ekki stað fyrr en eftir lanthanum og dugar ekki til að komast hjá því að hernema 5d skelina í cerium. Engu að síður sýnir fast praseodymium [Xe] 4f25d16s2 stillingu, þar sem ein rafeind í 5d skelinni líkist öllum öðrum þrígildum lanthaníðþáttum (nema evrópíum og ytterbíum, sem eru tvígild í málmástandi).
Eins og flest lanthaníð frumefni, notar praseodymium venjulega aðeins þrjár rafeindir sem gildisrafeindir og þær 4f rafeindir sem eftir eru hafa sterk bindandi áhrif: þetta er vegna þess að 4f brautin fer í gegnum óvirkan xenon kjarna rafeindarinnar til að ná kjarnanum, fylgt eftir með 5d og 6s , og eykst með aukningu jónahleðslu. Hins vegar getur praseodymium enn haldið áfram að missa fjórðu og jafnvel stöku sinnum fimmtu gildisrafeindina, vegna þess að hún birtist mjög snemma í lanthaníðkerfinu, þar sem kjarnahleðslan er enn nógu lág og 4f undirskeljarorkan er nógu mikil til að hægt sé að fjarlægja meiri gildisrafeind.
Praseodymium og öll lanthaníð frumefni (nemalanthanum, ytterbíumoglútetíum, það eru engar óparaðar 4f rafeindir) eru parasegulsvið við stofuhita. Ólíkt öðrum sjaldgæfum jarðmálmum sem sýna járnsegulfræðilega eða járnsegulfræðilega röðun við lágt hitastig, er praseodymium parasegulsvið við öll hitastig yfir 1K
Notkun Praseodymium
Praseodymium er að mestu notað í formi blandaðra sjaldgæfra jarðefna, svo sem sem hreinsi- og breytingaefni fyrir málmefni, efnahvata, sjaldgæfa jarðveg í landbúnaði, og svo framvegis.Praseodymium neodymiumer líkust og erfitt að aðskilja par sjaldgæfra jarðar frumefna, sem erfitt er að aðskilja með efnafræðilegum aðferðum. Iðnaðarframleiðsla notar venjulega útdráttar- og jónaskiptaaðferðir. Ef þær eru notaðar í pörum í formi auðgaðs praseodymium neodymiums er hægt að nýta sameiginlega eiginleika þeirra að fullu og verðið er líka ódýrara en einþátta vörur.
Praseodymium neodymium álfelgur(Praseodymium neodymium málmur)er orðin sjálfstæð vara, sem hægt er að nota bæði sem varanlegt segulefni og breytingaaukefni fyrir málmblöndur sem ekki eru úr járni. Hægt er að bæta virkni, sértækni og stöðugleika jarðolíusprunguhvata með því að bæta praseodymium neodymium þykkni í Y zeolite sameinda sigti. Sem plastbreytingaaukefni getur það að bæta slitþol PTFE verulega með því að bæta praseodymium neodymium auðgun við pólýtetraflúoróetýlen (PTFE).
Sjaldgæf jörðvaranleg segulefni eru vinsælasta svið sjaldgæfra jarðvegsforrita í dag. Praseodymium eitt og sér er ekki framúrskarandi sem varanlegt segulefni, en það er frábært samverkandi þáttur sem getur bætt segulmagnaðir eiginleikar. Að bæta við hæfilegu magni af praseodymium getur í raun bætt frammistöðu varanlegra segulefna. Það getur einnig bætt andoxunarafköst (lofttæringarþol) og vélræna eiginleika segla og hefur verið mikið notað í ýmsum rafeindatækjum og mótorum.
Praseodymium er einnig hægt að nota til að mala og fægja efni. Eins og við vitum öll er hreint cerium byggt fægiduft venjulega ljósgult, sem er hágæða fægiefni fyrir sjóngler, og hefur komið í stað járnoxíðrauða duftsins sem hefur litla fægivirkni og mengar framleiðsluumhverfið. Fólk hefur komist að því að praseodymium hefur góða fægja eiginleika. Sjaldgæft jörð fægiduft sem inniheldur praseodymium mun birtast rauðbrúnt, einnig þekkt sem „rautt duft“, en þessi rauði litur er ekki járnoxíð rauður, en vegna nærveru praseodymium oxíðs verður liturinn á sjaldgæfa jörð fægiduftinu dekkri. Praseodymium hefur einnig verið notað sem nýtt malaefni til að búa til korundslíphjól sem innihalda praseodymium. Í samanburði við hvítt súrál er hægt að bæta skilvirkni og endingu um meira en 30% við mala kolefnisbyggingarstál, ryðfrítt stál og háhita málmblöndur. Til að draga úr kostnaði voru praseodymium neodymium auðguð efni oft notuð sem hráefni í fortíðinni, þess vegna nafnið praseodymium neodymium corundum malahjól.
Silíkatkristallar dópaðir með praseodymiumjónum hafa verið notaðir til að hægja á ljóspúlsum niður í nokkur hundruð metra á sekúndu.
Að bæta praseodymium oxíði við sirkoníum silíkat verður skærgult og hægt að nota sem keramik litarefni - praseodymium gult. Praseodymium gult (Zr02-Pr6Oll-Si02) er talið besta gula keramik litarefnið, sem helst stöðugt við allt að 1000 ℃ og er hægt að nota í einu sinni eða endurbrennsluferli.
Praseodymium er einnig notað sem gler litarefni, með ríkum litum og miklum mögulegum markaði. Hægt er að framleiða Praseodymium grænar glervörur með skærum blaðlauksgrænum og kálgrænum litum, sem hægt er að nota til að framleiða grænar síur og einnig fyrir list- og handverksgler. Að bæta praseodymium oxíði og cerium oxíði við glerið er hægt að nota sem hlífðargleraugu við suðu. Praseodymium súlfíð er einnig hægt að nota sem grænt plast litarefni.
Birtingartími: 29. maí 2023