Прасеодимиуме трет најзастапен елемент лантанид во периодниот систем на хемиски елементи, со изобилство од 9,5 ppm во кората, само пониско одцериум, итриум,лантан, искандиум. Тој е петти најзастапен елемент во ретките земји. Но исто како и неговото име,прасеодимиуме едноставен и неукрасен член на семејството на ретки земји.
CF Auer Von Welsbach го откри прасеодимиумот во 1885 година.
Во 1751 година, шведскиот минералог Аксел Фредрик Кронштет пронашол тежок минерал во рударската област Бастн А, која подоцна била наречена церит. Триесет години подоцна, петнаесетгодишниот Вилхелм Хисингер од семејството кое го поседуваше рудникот ги испрати своите примероци на Карл Шеле, но тој не откри нови елементи. Во 1803 година, откако Сингер станал ковач, тој се вратил во рударската област со J ö ns Jacob Berzelius и издвоил нов оксид, џуџестата планета Церера, која ја откриле пред две години. Церија беше одвоена независно од Мартин Хајнрих Клапрот во Германија.
Помеѓу 1839 и 1843 година, шведскиот хирург и хемичар Карл Густаф Мосандер открил декацериум оксидбеше мешавина од оксиди. Тој одвоил два други оксиди, кои ги нарекол лантана и дидимија „дидимија“ (што значи „близнаци“ на грчки). Тој делумно го разложилцериум нитратпримерок со печење во воздух, а потоа третиран со разредена азотна киселина за да се добие оксидот. Затоа се именувани металите кои ги формираат овие оксидилантанипрасеодимиум.
Во 1885 година, CF Auer Von Welsbach, Австриец кој го измислил капакот од газа за светилка со пареа ториум цериум, успешно ги одвоил „прасеодимиум неодимиум“, „споени близнаци“, од кои зелената прасеодимиумова сол и розовата неодимиумова сол биле одвоени и утврдени да бидат два нови елементи. Едниот е именуван „Прасеодимиум“, кој доаѓа од грчкиот збор прасон, што значи зелено соединение бидејќи растворот од прасеодимиумова солена вода ќе има светло зелена боја; Другиот елемент е наречен „Неодимиум“. Успешното разделување на „споените близнаци“ им овозможило самостојно да ги покажат своите таленти.
Сребрено бел метал, мек и еластичен. Прасеодимиумот има хексагонална кристална структура на собна температура. Отпорноста на корозија во воздухот е посилна од онаа на лантан, цериум, неодимиум и европиум, но кога се изложени на воздух, се создава слој од кревок црн оксид, а примерокот од прасеодимиумски метал со големина од еден сантиметар целосно кородира во рок од околу една година.
Како и повеќетоелементи на ретки земји, прасеодимиумот најверојатно ќе формира +3 оксидациона состојба, што е неговата единствена стабилна состојба во водени раствори. Прасеодимиумот постои во оксидациона состојба + 4 во некои познати цврсти соединенија и во услови на матрична сепарација, може да достигне единствена + 5 оксидациона состојба меѓу лантанидните елементи.
Водениот прасеодимиум јон е чартерус, а многу индустриски употреби на прасеодимиум ја вклучуваат неговата способност да ја филтрира жолтата светлина во изворите на светлина.
Прасеодимиумски електронски распоред
Електронски емисии:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p66s2 4f3
59-те електрони на прасеодимиум се подредени како [Xe] 4f36s2. Теоретски, сите пет надворешни електрони може да се користат како валентни електрони, но употребата на сите пет надворешни електрони бара екстремни услови. Општо земено, прасеодимиумот емитира само три или четири електрони во неговите соединенија. Прасеодимиумот е првиот елемент од лантанид со електронска конфигурација што е во согласност со принципот Ауфбау. Нејзината орбитала 4f има пониски нивоа на енергија од орбиталата 5d, што не е применливо за лантан и цериум, бидејќи ненадејната контракција на орбиталата 4f се случува дури по лантанот и не е доволна за да се избегне зафаќање на 5d школка во цериум. Сепак, цврстиот прасеодимиум покажува конфигурација [Xe] 4f25d16s2, каде што еден електрон во 5d обвивка наликува на сите други тривалентни лантанидни елементи (освен европиум и итербиум, кои се двовалентни во метални состојби).
Како и повеќето лантанидни елементи, прасеодимиумот обично користи само три електрони како валентен електрон, а преостанатите 4f електрони имаат силен врзувачки ефект: тоа е затоа што орбитата 4f минува низ инертното ксенонско јадро на електронот за да стигне до јадрото, проследено со 5d и 6s , а се зголемува со зголемувањето на јонскиот полнеж. Сепак, прасеодимиумот сè уште може да продолжи да го губи четвртиот, па дури и повремено и петтиот валентен електрон, бидејќи се појавува многу рано во системот на лантанид, каде што нуклеарното полнење е сè уште доволно ниско, а енергијата на подобвивката 4f е доволно висока за да овозможи отстранување на повеќе валентен електрон.
Прасеодимиум и сите лантанидни елементи (освенлантан, итербиумилутетиум, нема неспарени 4f електрони) се парамагнетизам на собна температура. За разлика од другите ретки земјини метали кои покажуваат антиферомагнетно или феромагнетно уредување на ниски температури, прасеодимиумот е парамагнетизам на сите температури над 1K
Примена на прасеодимиум
Прасеодимиумот најчесто се користи во форма на мешани ретки земјини, како на пример како средство за прочистување и модифицирање на метални материјали, хемиски катализатори, земјоделски ретки земји, итн.Прасеодимиум неодимиуме најсличен и тешко раздвојлив пар на ретки земјени елементи, кој тешко се одвојува со хемиски методи. Индустриското производство обично користи методи на екстракција и јонска размена. Доколку се користат во парови во форма на збогатен прасеодимиум неодимиум, нивната заедничност може целосно да се искористи, а цената е исто така поевтина од производите со еден елемент.
Прасеодимиум неодимиумска легура(прасеодимиум неодимиум метал)стана независен производ, кој може да се користи и како материјал за постојан магнет и како додаток за модификација за легури на обоени метали. Активноста, селективноста и стабилноста на катализаторот за пукање на нафта може да се подобрат со додавање на концентрат на прасеодимиум неодимиум во молекуларното сито Y зеолит. Како додаток за пластична модификација, додавањето на збогатување со прасеодимиум неодимиум на политетрафлуороетилен (тефлонски) може значително да ја подобри отпорноста на абење на тефлонскиот.
Ретка земјаМатеријалите со постојан магнет се најпопуларното поле за примена на ретки земји денес. Прасеодимиумот сам по себе не е извонреден како материјал со постојан магнет, но е одличен синергистички елемент кој може да ги подобри магнетните својства. Додавањето соодветна количина прасеодимиум може ефикасно да ги подобри перформансите на материјалите со постојан магнет. Исто така, може да ги подобри антиоксидантните перформанси (отпорност на корозија на воздухот) и механичките својства на магнетите, а широко се користи во различни електронски уреди и мотори.
Прасеодимиумот може да се користи и за мелење и полирање материјали. Како што сите знаеме, чистиот прашок за полирање базиран на цериум е обично светло жолт, кој е висококвалитетен материјал за полирање за оптичко стакло и го замени црвениот прав од железо оксид кој има ниска ефикасност на полирање и ја загадува производната средина. Луѓето откриле дека прасеодимиумот има добри својства за полирање. Прашокот за полирање на ретки земји што содржи прасеодимиум ќе изгледа црвено-кафеава, позната и како „црвен прав“, но оваа црвена боја не е црвена од железен оксид, туку поради присуството на прасеодимиум оксид, бојата на прашокот за полирање на ретка земја станува потемна. Прасеодимиумот исто така се користи како нов материјал за мелење за да се направат тркала за мелење корунд што содржат прасеодимиум. Во споредба со белата алумина, ефикасноста и издржливоста може да се подобрат за повеќе од 30% при мелење јаглероден структурен челик, нерѓосувачки челик и легури со висока температура. Со цел да се намалат трошоците, материјалите збогатени со прасеодимиум неодимиум често се користеле како суровини во минатото, па оттука и името тркало за мелење прасеодимиум неодимиум корунд.
Силикатните кристали намачкани со прасеодимиумски јони се користени за забавување на светлосните импулси до неколку стотици метри во секунда.
Додавањето прасеодимиум оксид во циркониум силикат ќе добие светло жолта боја и може да се користи како керамички пигмент - прасеодимиум жолт. Прасеодимиум жолт (Zr02-Pr6Oll-Si02) се смета за најдобар жолт керамички пигмент, кој останува стабилен до 1000 ℃ и може да се користи за еднократни или процеси на повторно согорување.
Прасеодимиумот се користи и како боја за стакло, со богати бои и голем потенцијал на пазарот. Може да се произведуваат производи од зелено стакло од прасеодимиум со светло зелена праз и зелена боја на млад кромид, кои може да се користат за производство на зелени филтри, а исто така и за уметничко и занаетчиско стакло. Додавањето прасеодимиум оксид и цериум оксид во стаклото може да се користи како очила за заварување. Прасеодимиум сулфидот може да се користи и како зелена пластична боја.
Време на објавување: мај-29-2023 година