Praseodímioé o terceiro elemento lantanídeo mais abundante na tabela periódica de elementos químicos, com abundância de 9,5 ppm na crosta, apenas inferior acério, 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 das terras raras.
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 Bastnäs, que mais tarde foi denominado cerita.Trinta anos depois, Vilhelm Hisinger, de quinze anos, da família proprietária da mina, enviou suas amostras para Carl Scheele, mas ele não descobriu nenhum elemento novo.Em 1803, depois que Singer se tornou ferreiro, ele retornou à área de mineração com Jöns Jacob Berzelius e separou um novo óxido, o planeta anão Ceres, que descobriram há dois anos.Ceria foi separada de forma independente por Martin Heinrich Klaproth na Alemanha.
Entre 1839 e 1843, o cirurgião e químico sueco Carl Gustaf Mosander descobriu queóxido de cérioera uma mistura de óxidos.Ele separou dois outros óxidos, que chamou de lanthana e didymia “didymia” (que significa “gêmeos” em grego).Ele decompôs parcialmente onitrato de cérioamostra torrando-a ao ar e depois tratando-a com ácido nítrico diluído para obter o óxido.Os metais que formam esses óxidos são, portanto, denominadoslantânioepraseodímio.
Em 1885, CF Auer Von Welsbach, um austríaco que inventou a cobertura de gaze para lâmpada de vapor de tório e cério, separou com sucesso o “praseodímio neodímio”, os “gêmeos siameses”, dos quais o sal de praseodímio verde e o sal de neodímio cor de rosa foram separados e determinados como sendo dois novos elementos.Um deles é denominado “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 denominado “Neodímio“.A separação bem sucedida dos “gémeos siameses” permitiu-lhes mostrar os 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 do que a do lantânio, cério, neodímio e európio, mas quando exposta ao ar, uma camada de óxido preto frágil é produzida, e uma amostra de metal praseodímio do tamanho de um centímetro corrói completamente em cerca de um ano.
Como a maioriaelementos de terras raras, é mais provável que o praseodímio forme um estado de oxidação +3, que é seu único estado estável em soluções aquosas.O praseodímio existe no estado de oxidação a+4 em alguns compostos sólidos conhecidos e, sob condições de separação da matriz, pode atingir um estado de oxidação único+5 entre os elementos lantanídeos.
O íon praseodímio aquoso é verde-amarelado 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 do praseodímio estão organizados 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.O praseodímio é o primeiro elemento lantanídeo com configuração eletrônica que obedece ao princípio de Aufbau.Seu orbital 4f tem níveis de energia mais baixos que o orbital 5d, o que não é aplicável ao lantânio e ao cério, pois a contração repentina do orbital 4f só ocorre depois do lantânio e não é suficiente para evitar a ocupação da concha 5d no cério.No entanto, o praseodímio sólido exibe uma configuração [Xe] 4f25d16s2, onde um elétron na camada 5d se assemelha a todos os outros elementos lantanídeos trivalentes (exceto európio e itérbio, que são divalentes em estados metálicos).
Como a maioria dos elementos lantanídeos, o praseodímio geralmente usa apenas três elétrons como elétron de valência, e os elétrons 4f restantes têm forte efeito de ligação: isso ocorre porque a órbita 4f passa através do núcleo inerte de xenônio do elétron para alcançar o núcleo, seguida por 5d e 6s. , e aumenta com o aumento da carga iônica.No entanto, o praseodímio ainda pode continuar a perder o quarto e até ocasionalmente o quinto elétron de valência, porque aparece muito cedo no sistema lantanídeo, onde a carga nuclear ainda é baixa o suficiente e a energia do subnível 4f é alta o suficiente para permitir a remoção de mais elétron de valência.
Praseodímio e todos os elementos lantanídeos (excetolantânio, itérbioelutécio, não há elétrons 4f desemparelhados) são paramagnetismo à temperatura ambiente.Ao contrário de outros metais de terras raras que exibem ordenação antiferromagnética ou ferromagnética em 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 agente purificador e modificador de materiais metálicos, catalisadores químicos, terras raras agrícolas e assim por diante.Praseodímio neodímioé o par de elementos de terras raras mais semelhante e difícil de separar, que é difícil de separar por métodos químicos.A produção industrial geralmente utiliza métodos de extração e troca iônica.Se forem usados em pares na forma de praseodímio neodímio enriquecido, seus pontos em comum podem ser totalmente utilizados e o preço também é mais barato que os produtos de elemento único.
Liga de neodímio praseodímio(praseodímio neodímio metálico)tornou-se um produto independente, que pode ser usado tanto como material de ímã permanente quanto como aditivo de modificação para ligas de metais não ferrosos.A atividade, seletividade e estabilidade do catalisador de craqueamento de petróleo podem ser melhoradas pela adição de concentrado de praseodímio e neodímio à peneira molecular de zeólita Y.Como aditivo de modificação plástica, a adição de enriquecimento de praseodímio e neodímio ao politetrafluoroetileno (PTFE) pode melhorar significativamente a resistência ao desgaste do PTFE.
Terra raramateriais de ímã permanente são o campo mais popular de aplicações de terras raras atualmente.O praseodímio por si só não é excelente como material magnético permanente, mas é um excelente elemento sinérgico que pode melhorar as propriedades magnéticas.Adicionar uma quantidade adequada de praseodímio pode efetivamente melhorar o desempenho de materiais de ímã permanente.Também pode melhorar o desempenho antioxidante (resistência à corrosão do ar) e as propriedades mecânicas dos ímãs, e tem sido amplamente utilizado em vários dispositivos eletrônicos e motores.
O praseodímio também pode ser usado para lixar 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 que tem 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 terá uma aparência marrom avermelhada, também conhecido como “pó vermelho”, mas esta cor vermelha não é vermelho óxido de ferro, mas devido à presença de óxido de praseodímio, a cor do pó de polimento de terras raras torna-se mais escura.O praseodímio também tem sido usado como um novo material de moagem para fazer rebolos de corindo contendo praseodímio.Em comparação com a alumina branca, a eficiência e a durabilidade podem ser melhoradas em mais de 30% ao retificar aço estrutural de carbono, aço inoxidável e ligas de alta temperatura.A fim de reduzir custos, materiais enriquecidos com praseodímio neodímio eram frequentemente usados como matéria-prima no passado, daí o nome rebolo de praseodímio neodímio corindo.
Cristais de silicato dopados com íons praseodímio têm sido usados para desacelerar pulsos de luz para várias centenas de metros por segundo.
Adicionar óxido de praseodímio ao silicato de zircônio ficará amarelo brilhante e pode ser usado como pigmento cerâmico – amarelo de praseodímio.O amarelo praseodímio (Zr02-Pr6Oll-Si02) é considerado o melhor pigmento cerâmico amarelo, que permanece estável em até 1000 ℃ e pode ser usado para processos únicos ou de nova queima.
O praseodímio também é utilizado como corante de vidro, com cores ricas e grande mercado potencial.Podem ser produzidos produtos de vidro verde praseodímio com cores verde alho-poró brilhante e verde cebolinha, que podem ser usados para produzir filtros verdes e também para vidros artísticos e artesanais.A adição de óxido de praseodímio e óxido de cério ao vidro pode ser usada como óculos de proteção para soldagem.O sulfeto de praseodímio também pode ser usado como corante plástico verde.
Horário da postagem: 29 de maio de 2023