Praseódíumer þriðja algengasta lantaníðþátturinn í lotukerfinu, með 9,5 ppm magn í jarðskorpunni, aðeins lægra enseríum, yttríum,lantanogskandínÞað er fimmta algengasta frumefnið í sjaldgæfum jarðefnum. En rétt eins og nafnið hans,praseódíumer einfaldur og óskreyttur meðlimur sjaldgæfra jarðefna.
CF Auer Von Welsbach uppgötvaði praseódím árið 1885.
Árið 1751 fann sænski steinefnafræðingurinn Axel Fredrik Cronstedt þungt steinefni á námusvæðinu í Bastnä, sem síðar var nefnt serit. Þrjátíu árum síðar sendi fimmtán ára gamall Vilhelm Hisinger úr fjölskyldunni sem átti námuna sýni sín til Carl Scheele, en hann uppgötvaði engin ný frumefni. Árið 1803, eftir að Singer varð járnsmiður, sneri hann aftur á námusvæðið með Jöns Jacob Berzelius og aðskildi nýtt oxíð, dvergreikistjörnuna Ceres, sem þeir uppgötvuðu fyrir tveimur árum. Cerían var aðskilin sjálfstætt af Martin Heinrich Klaproth í Þýskalandi.
Á árunum 1839 til 1843 uppgötvaði sænski skurðlæknirinn og efnafræðingurinn Carl Gustaf Mosander aðseríumoxíðvar blanda af oxíðum. Hann aðskildi tvö önnur oxíð, sem hann kallaði lantana og didymia „didymia“ (sem þýðir „tvíburar“ á grísku). Hann sundraði að hlutaseríumnítratsýni með því að rista það í loftinu og síðan meðhöndla það með þynntri saltpéturssýru til að fá oxíðið. Málmarnir sem mynda þessi oxíð eru því nefndirlantanogpraseódíum.
Árið 1885 tókst C.F. Auer Von Welsbach, Austurríkismanni sem fann upp grisjuhlífina fyrir þóríum-ceríum-gufulampa, að aðskilja „praseódým-neódým“, „samvaxna tvíbura“, sem grænt praseódým-salt og rósrauð neodým-salt voru aðskilin úr og komist að því að þau væru tvö ný frumefni. Annað frumefnið heitir „praseódým“, sem kemur frá gríska orðinu prason, sem þýðir grænt efnasamband þar sem lausn af praseódým-saltvatni gefur skærgrænan lit; hitt frumefnið heitir „Neodymium„. Vel heppnuð aðskilnaður „samvaxnu tvíburanna“ gerði þeim kleift að sýna hæfileika sína sjálfstætt.“
Silfurhvítur málmur, mjúkur og teygjanlegur. Praseódím hefur sexhyrnda kristallabyggingu við stofuhita. Tæringarþol í lofti er sterkara en lantan, seríum, neodím og evrópíum, en þegar það kemst í snertingu við loft myndast lag af brothættu svörtu oxíði og praseódím málmsýni, sem er eins sentímetri að stærð, tærist alveg innan um það bil árs.
Eins og flestirsjaldgæf jarðefniPraseódíum myndar líklegast +3 oxunarástand, sem er eina stöðuga ástand þess í vatnslausnum. Praseódíum finnst í +4 oxunarástandi í sumum þekktum föstum efnasamböndum og við aðskilnað á grunnefnum getur það náð einstöku +5 oxunarástandi meðal lantaníðþátta.
Vatnskennda praseódýmíumjónin er chartreuse og margar iðnaðarnotkunir praseódýmíums fela í sér getu þess til að sía gult ljós í ljósgjöfum.
Rafrænt útlit praseódýmíums
Rafræn útblástur:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p66s2 4f3
Hinar 59 rafeindir praseódíums eru raðaðar sem [Xe] 4f36s2. Fræðilega séð er hægt að nota allar fimm ytri rafeindir sem gildisrafeind, en notkun allra fimm ytri rafeindanna krefst öfgafullra aðstæðna. Almennt gefur praseódíum aðeins frá sér þrjár eða fjórar rafeindir í efnasamböndum sínum. Praseódíum er fyrsta lantaníðþátturinn með rafeindaskipan sem er í samræmi við Aufbau-regluna. 4f svigrúm þess hefur lægri orkustig en 5d svigrúmið, sem á ekki við um lantan og seríum, þar sem skyndileg samdráttur 4f svigrúmsins á sér ekki stað fyrr en eftir lantan og er ekki nægjanlegur til að forðast að fylla 5d skelina í seríum. Engu að síður sýnir fast praseódíum [Xe] 4f25d16s2 stillingu, þar sem ein rafeind í 5d skelinni líkist öllum öðrum þrígildum lantaníðþáttum (nema evrópíum og ytterbíum, sem eru tvígild í málmformi).
Eins og flest lantaníð frumefni notar praseódím venjulega aðeins þrjár rafeindir sem gildisrafeind, og eftirstandandi 4f rafeindirnar hafa sterka bindingaráhrif: þetta er vegna þess að 4f brautin fer í gegnum óvirkan xenon kjarna rafeindarinnar til að ná til kjarnans, síðan 5d og 6s, og eykst með aukinni jónhleðslu. Hins vegar getur praseódím samt haldið áfram að missa fjórðu og jafnvel stundum fimmtu gildisrafeindina, því hún birtist mjög snemma í lantaníðkerfinu, þar sem kjarnahleðslan er enn nógu lág og orka 4f undirhvolfsins er nógu há til að leyfa fjarlægingu fleiri gildisrafeinda.
Praseódíum og öll lantaníð frumefni (nemalantan, ytterbíumoglútesín, það eru engar óparaðar 4f rafeindir) eru paramagnetísk við stofuhita. Ólíkt öðrum sjaldgæfum jarðmálmum sem sýna andhverfu segulmagnaða eða járnsegulmagnaða röðun við lágt hitastig, er praseódíum paramagnetískt við allt hitastig yfir 1K.
Notkun praseódýmíums
Praseódým er aðallega notað í formi blandaðra sjaldgæfra jarðefna, svo sem sem hreinsi- og umbreytingarefni fyrir málmefni, efnahvata, sjaldgæfar jarðefni í landbúnaði og svo framvegis.Praseódíum neodímEr svipaðasta og erfiðasta parið af sjaldgæfum jarðmálmum að aðskilja, sem erfitt er að aðskilja með efnafræðilegum aðferðum. Iðnaðarframleiðsla notar venjulega útdráttar- og jónaskiptaaðferðir. Ef þau eru notuð saman í formi auðgaðs praseódým-neódým er hægt að nýta sameiginlega eiginleika þeirra til fulls og verðið er einnig lægra en vörur með einu frumefni.
Praseódým neodým álfelgur(praseódíum neodíum málmur)hefur orðið sjálfstæð vara sem hægt er að nota bæði sem varanlegt segulmagnað efni og sem breytingaraukefni fyrir málmblöndur sem ekki eru járn. Virkni, sértækni og stöðugleika hvata fyrir jarðolíusprungur er hægt að bæta með því að bæta praseódíum neodíum þykkni við Y zeólít sameindasigti. Sem breytingaraukefni fyrir plast getur það að bæta praseódíum neodíum auðgun við pólýtetraflúoróetýlen (PTFE) bætt slitþol PTFE verulega.
Sjaldgæf jarðefniVaranleg segulefni eru vinsælasta notkunarsvið sjaldgæfra jarðmálma í dag. Praseódíum eitt og sér er ekki einstakt sem varanlegt segulefni, en það er frábært samverkandi efni sem getur bætt seguleiginleika. Með því að bæta við viðeigandi magni af praseódíum getur það á áhrifaríkan hátt bætt afköst varanlegra segulefna. Það getur einnig bætt andoxunareiginleika (lofttæringarþol) og vélræna eiginleika segla og hefur verið mikið notað í ýmsum rafeindatækjum og mótorum.
Praseódíum er einnig hægt að nota til að slípa og fægja efni. Eins og við öll vitum er hreint seríum-bundið fægiefni yfirleitt ljósgult, sem er hágæða fægiefni fyrir ljósgler og hefur komið í stað rauðs járnoxíðdufts sem hefur litla fægiefnisnýtingu og mengar framleiðsluumhverfið. Fólk hefur komist að því að praseódíum hefur góða fægiefniseiginleika. Sjaldgæft jarðmálmfægiefni sem inniheldur praseódíum mun líta rauðbrúnt út, einnig þekkt sem „rautt duft“, en þessi rauði litur er ekki rauður járnoxíð, en vegna nærveru praseódíumoxíðs verður liturinn á sjaldgæfu jarðmálmfægiefninu dekkri. Praseódíum hefur einnig verið notað sem nýtt kvörnefni til að búa til kórundumslíphjól sem innihalda praseódíum. Í samanburði við hvítt áloxíð er hægt að bæta skilvirkni og endingu um meira en 30% við slípun á kolefnisbyggingarstáli, ryðfríu stáli og háhitablöndum. Til að draga úr kostnaði voru praseódíum neodíum-auðgað efni oft notuð sem hráefni áður fyrr, þaðan kemur nafnið praseódíum neodím korundum slíphjól.
Kílikatkristallar með praseódýmjónum hafa verið notaðir til að hægja á ljóspúlsum niður í nokkur hundruð metra á sekúndu.
Þegar praseódíumoxíði er bætt við sirkonsílíkat verður liturinn skærgulur og hægt er að nota hann sem keramiklitarefni – praseódíumgult. Praseódíumgult (Zr02-Pr6Oll-Si02) er talið besta gula keramiklitarefnið, sem helst stöðugt við allt að 1000 ℃ og er hægt að nota í einu skipti eða til endurbrennslu.
Praseódíum er einnig notað sem litarefni fyrir gler, með ríkum litum og miklum markaðsmöguleikum. Hægt er að framleiða praseódíumgræn glervörur með skærum blaðlauksgrænum og vorlauksgrænum litum, sem hægt er að nota til að framleiða græn síur og einnig fyrir list- og handverksgler. Með því að bæta praseódíumoxíði og seríumoxíði við glerið er hægt að nota það sem hlífðargleraugu við suðu. Praseódíumsúlfíð er einnig hægt að nota sem grænt plastlitarefni.
Birtingartími: 29. maí 2023