Praseodímioé o terceiro elemento lantanídeo mais abundante na tabela periódica de elementos químicos, com uma abundância de 9,5 ppm na crosta, apenas menor quecério, ítrio,lantânio, eescândio. É o quinto elemento mais abundante em terras raras. Mas assim como o nome dele,praseodímioé um membro simples e sem adornos da família Rare Earth.
CF Auer von Welsbach descobriu o praseodímio em 1885.
Em 1751, o mineralogista sueco Axel Fredrik Cronstedt encontrou um mineral pesado na área de mineração de Bastn, que mais tarde foi chamada Cerite. Trinta anos depois, Vilhelm Hisinger, de quinze anos, da família que possuía a mina, enviou suas amostras a Carl Scheele, mas ele não descobriu novos elementos. Em 1803, depois que o cantor se tornou um ferreiro, ele retornou à área de mineração com J. Jacob Berzelius e separou um novo óxido, o planeta anão Ceres, que eles descobriram há dois anos. A Ceria foi separada independentemente por Martin Heinrich Klaproth na Alemanha.
Entre 1839 e 1843, o cirurgião sueco e o químico Carl Gustaf Mosander descobriram queóxido de cérioera uma mistura de óxidos. Ele separou dois outros óxidos, que chamou de Lanthana e Didymia de "Didymia" (que significa "gêmeos" em grego). Ele decompôs parcialmente oNitrato de CeriumAmostra ao assar no ar e depois tratá -lo com ácido nítrico diluído para obter o óxido. Os metais que formam esses óxidos são, portanto, nomeadoslantânioepraseodímio.
Em 1885, CF Auer von Welsbach, um austríaco que inventou a tampa da lâmpada de vapor de cério do tório, separou com sucesso o "neodímio de praseodímio de praseodímio", os "gêmeos conjuntos", dos quais o sal de praseodímio verde e o sal de neodmio cor de rosa foram separados e determinados como dois novos elementos. Um é chamado de "praseodímio", que vem da palavra grega prason, que significa composto verde porque uma solução de água salgada de praseodímio apresentará uma cor verde brilhante; O outro elemento é chamado “Neodímio". A separação bem -sucedida dos "gêmeos sintados" permitiu que eles exibissem seus talentos de forma independente.
Metal branco prateado, macio e dúctil. O praseodímio possui uma estrutura cristalina hexagonal à temperatura ambiente. A resistência à corrosão no ar é mais forte que a do lantânio, cério, neodímio e europium, mas quando exposto ao ar, é produzida uma camada de óxido preto frágil e uma amostra de metal de praseodímio de um centímetro corrova completamente em cerca de um ano.
Como a maioriaelementos de terras raras, é mais provável que o praseodímio forme um estado de oxidação de+3, que é seu único estado estável em soluções aquosas. O praseodímio existe no estado de oxidação de A+4 em alguns compostos sólidos conhecidos e, em condições de separação da matriz, pode atingir um estado único de oxidação+5 entre os elementos da lantanídeo.
O íon aquoso de praseodímio é o chartreuse, e muitos usos industriais do praseodímio envolvem sua capacidade de filtrar a luz amarela em fontes de luz.
Layout eletrônico de praseodímio
Emissões eletrônicas:
1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 4S2 3D10 4P6 5S2 4D10 5P66S2 4F3
Os 59 elétrons de praseodímio são dispostos como [XE] 4F36S2. Teoricamente, todos os cinco elétrons externos podem ser usados como elétrons de valência, mas o uso de todos os cinco elétrons externos requer condições extremas. Geralmente, o praseodímio emite apenas três ou quatro elétrons em seus compostos. Praseodymium é o primeiro elemento de lantanídeo com uma configuração eletrônica que está em conformidade com o princípio da Aufbau. Seu orbital 4F possui níveis mais baixos de energia que o orbital 5D, o que não é aplicável ao lantânio e ao cério, pois a contração súbita do orbital 4F não ocorre até depois do lantânio e não é suficiente para evitar ocupar a concha 5D em cério. No entanto, o praseodímio sólido exibe uma configuração [XE] 4F25D16S2, onde um elétron na concha 5D se assemelha a todos os outros elementos lantanídeos trivalentes (exceto europium e ytterbium, divalentes nos estados metálicos).
Como a maioria dos elementos de lantanídeo, o praseodímio geralmente usa apenas três elétrons como elétrons de valência, e os elétrons 4F restantes têm um forte efeito de ligação: isso ocorre porque a órbita 4F passa pelo núcleo de xenônio inerte do elétron para atingir o núcleo, seguido por 5D e 6s e aumenta com o aumento da carga Íona. No entanto, o praseodímio ainda pode continuar perdendo o quarto e até ocasionalmente o quinto elétron de valência, porque aparece muito cedo no sistema Lanthanide, onde a carga nuclear ainda é baixa o suficiente e a energia da subspedida 4F é alta o suficiente para permitir a remoção de mais elétrons de valência.
Praseodímio e todos os elementos de lantanídeo (excetolantânio, itérbioeLutetium, não há elétrons 4F não emparelhados) são paramagnetismo à temperatura ambiente. Ao contrário de outros metais de terras raras que exibem ordem antiferromagnética ou ferromagnética a baixas temperaturas, o praseodímio é paramagnetismo em todas as temperaturas acima de 1k
Aplicação de praseodímio
O praseodímio é utilizado principalmente na forma de terras raras mistas, como como um agente purificador e modificador para materiais metálicos, catalisadores químicos, terras raras agrícolas e assim por diante.Neodímio de praseodímioé o par mais semelhante e difícil de separar de elementos de terras raras, que é difícil de separar por métodos químicos. A produção industrial geralmente usa métodos de extração e troca iônica. Se eles forem usados em pares na forma de neodímio de praseodímio enriquecidos, sua semelhança pode ser totalmente utilizada e o preço também é mais barato que os produtos de elemento único.
Liga de neodímio de praseodímio(praseodímio neodímio metal)tornou-se um produto independente, que pode ser usado como um material de ímã permanente e um aditivo de modificação para ligas metálicas não ferrosas. A atividade, a seletividade e a estabilidade do catalisador de rachaduras de petróleo podem ser aprimoradas adicionando o concentrado de neodímio de praseodímio à peneira molecular de Zeólito Y. Como aditivo de modificação de plástico, a adição de enriquecimento de praseodímio ao politetrafluoretileno (PTFE) pode melhorar significativamente a resistência ao desgaste do PTFE.
Terra raraOs materiais ímãs permanentes são o campo mais popular de aplicações de terras raras atualmente. Somente o praseodímio não é excelente como material de ímã permanente, mas é um excelente elemento sinérgico que pode melhorar as propriedades magnéticas. A adição de uma quantidade apropriada de praseodímio pode melhorar efetivamente o desempenho de materiais de ímã permanente. Também pode melhorar o desempenho antioxidante (resistência à corrosão do ar) e propriedades mecânicas dos ímãs e tem sido amplamente utilizado em vários dispositivos e motores eletrônicos.
O praseodímio também pode ser usado para retirar e polir materiais. Como todos sabemos, o pó de polimento à base de cério puro é geralmente amarelo claro, que é um material de polimento de alta qualidade para vidro óptico, e substituiu o pó vermelho de óxido de ferro com baixa eficiência de polimento e polui o ambiente de produção. As pessoas descobriram que o praseodímio tem boas propriedades de polimento. O pó de polimento de terras raras contendo praseodímio parecerá marrom avermelhado, também conhecido como "pó vermelho", mas essa cor vermelha não é vermelha de óxido de ferro, mas devido à presença de óxido de praseodímio, a cor do pó de polimento de terras raras se torna mais escura. O praseodímio também tem sido usado como um novo material de moagem para fazer rodas de moagem de corundos contendo praseodímio. Comparado com a alumina branca, a eficiência e a durabilidade podem ser melhoradas em mais de 30% ao moer aço estrutural de carbono, aço inoxidável e ligas de alta temperatura. Para reduzir os custos, os materiais enriquecidos com praseodímio de neodímio eram frequentemente usados como matérias -primas no passado, daí o nome Praseodymium Neodymium Corundum Retinging Wheel.
Cristais de silicato dopados com íons de praseodímio têm sido usados para diminuir os pulsos de luz para várias centenas de metros por segundo.
A adição de óxido de praseodímio ao silicato de zircônio ficará amarela brilhante e pode ser usada como pigmento cerâmico - amarelo de praseodímio. O amarelo de praseodímio (ZR02-PR6oll-SI02) é considerado o melhor pigmento de cerâmica amarela, que permanece estável em até 1000 ℃ e pode ser usado para processos únicos ou de rejeição.
O praseodímio também é usado como corante de vidro, com cores ricas e grande mercado em potencial. Os produtos de vidro verde da praseodímio, com colinas verdes de alho -poró e cebolinha brilhantes, podem ser produzidas, que podem ser usadas para produzir filtros verdes e também para vidro de artesanato. Adicionar óxido de praseodímio e óxido de cério ao vidro pode ser usado como óculos de soldagem. O sulfeto de praseodímio também pode ser usado como um corante de plástico verde.
Hora de postagem: maio de 29-2023