Element Maġiku tad-Dinja Rari – Praseodimju

Praseodimjuhuwa t-tielet l-aktar element lantanid abbundanti fit-tabella perjodika tal-elementi kimiċi, b'abbundanza ta' 9.5 ppm fil-qoxra, biss inqas minnċerju, ittriju,lantanju, uskandjuHuwa l-ħames l-aktar element abbundanti fid-dinja rari. Imma bħal ismu,praseodimjuhuwa membru sempliċi u mingħajr dekorazzjoni tal-familja tad-dinja rari.

微信图片_20230529094932

CF Auer Von Welsbach skopra l-praseodimju fl-1885.

Fl-1751, il-mineraloġista Żvediż Axel Fredrik Cronstedt sab minerali tqil fiż-żona tal-minjieri ta' Bastnäs, li aktar tard ingħata l-isem ta' cerite. Tletin sena wara, Vilhelm Hisinger ta' ħmistax-il sena mill-familja li kienet tippossjedi l-minjiera bagħat il-kampjuni tiegħu lil Carl Scheele, iżda dan ma skopra l-ebda element ġdid. Fl-1803, wara li Singer sar ħaddied, huwa rritorna fiż-żona tal-minjieri ma' Jöns Jacob Berzelius u ssepara ossidu ġdid, il-pjaneta nana Ceres, li skoprew sentejn qabel. Iċ-Ceria ġiet separata b'mod indipendenti minn Martin Heinrich Klaproth fil-Ġermanja.

Bejn l-1839 u l-1843, il-kirurgu u l-kimiku Żvediż Carl Gustaf Mosander skopra liossidu taċ-ċerjukien taħlita ta’ ossidi. Huwa ssepara żewġ ossidi oħra, li sejjaħ lanthana u didymia “didymia” (li tfisser “tewmin” bil-Grieg). Huwa ddekompona parzjalment il-nitrat taċ-ċerjukampjun billi jinxwih fl-arja, u mbagħad jiġi ttrattat b'aċidu nitriku dilwit biex jinkiseb l-ossidu. Il-metalli li jiffurmaw dawn l-ossidi għalhekk jissejħulantanjuupraseodimju.

Fl-1885, CF Auer Von Welsbach, Awstrijak li vvinta l-għatu tal-garża tal-lampa tal-fwar tat-torju u ċ-ċerju, irnexxielu jissepara l-"praseodymium neodymium", it-"tewmin magħqudin", li minnhom ġew separati l-melħ aħdar tal-praseodymium u l-melħ tan-neodymium ta' lewn roża u ddeterminati li huma żewġ elementi ġodda. Wieħed jismu "Praseodymium", li ġej mill-kelma Griega prason, li tfisser kompost aħdar għaliex soluzzjoni ta' ilma mielaħ tal-praseodymium tippreżenta kulur aħdar jgħajjat; L-element l-ieħor jismu "Neodimju“. Is-separazzjoni b’suċċess tat-“tewmin magħqudin” ippermettietilhom juru t-talenti tagħhom b’mod indipendenti.

Praseodimju Metall

metall tal-praseodimju

Metall abjad tal-fidda, artab u duttili. Il-praseodimju għandu struttura kristallina eżagonali f'temperatura tal-kamra. Ir-reżistenza għall-korrużjoni fl-arja hija aktar b'saħħitha minn dik tal-lantanju, iċ-ċerju, in-neodimju, u l-ewropju, iżda meta jkun espost għall-arja, jiġi prodott saff ta' ossidu iswed fraġli, u kampjun tal-metall tal-praseodimju ta' daqs ta' ċentimetru jissaddad kompletament fi żmien madwar sena.

Bħal ħafnaelementi rari tad-dinja, il-praseodimju x'aktarx jifforma stat ta' ossidazzjoni a+3, li huwa l-uniku stat stabbli tiegħu f'soluzzjonijiet akwei. Il-praseodimju jeżisti fi stat ta' ossidazzjoni a+4 f'xi komposti solidi magħrufa, u taħt kundizzjonijiet ta' separazzjoni tal-matriċi, jista' jilħaq stat ta' ossidazzjoni uniku +5 fost l-elementi lantanidi.

Il-jone tal-praseodimju akweju huwa chartreuse, u ħafna użi industrijali tal-praseodimju jinvolvu l-abbiltà tiegħu li jiffiltra d-dawl isfar f'sorsi tad-dawl.

Tqassim elettroniku tal-praseodimju

Praseodimju

Emissjonijiet elettroniċi:

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p66s2 4f3

Id-59 elettron tal-praseodimju huma rranġati bħala [Xe] 4f36s2. Teoretikament, il-ħames elettroni ta' barra kollha jistgħu jintużaw bħala elettroni ta' valenza, iżda l-użu tal-ħames elettroni ta' barra kollha jeħtieġ kundizzjonijiet estremi. Ġeneralment, il-praseodimju jarmi biss tlieta jew erba' elettroni fil-komposti tiegħu. Il-praseodimju huwa l-ewwel element lantanid b'konfigurazzjoni elettronika li tikkonforma mal-prinċipju Aufbau. L-orbitali 4f tiegħu għandu livelli ta' enerġija aktar baxxi mill-orbitali 5d, li mhuwiex applikabbli għal-lantanju u ċ-ċerju, peress li l-kontrazzjoni f'daqqa tal-orbitali 4f ma sseħħx qabel wara l-lantanju u mhijiex biżżejjed biex tevita li tokkupa l-qoxra 5d fiċ-ċerju. Madankollu, il-praseodimju solidu juri konfigurazzjoni [Xe] 4f25d16s2, fejn elettron wieħed fil-qoxra 5d jixbah l-elementi lantanidi trivalenti l-oħra kollha (ħlief għall-ewropju u l-itterbju, li huma divalenti fi stati metalliċi).

Bħal ħafna elementi lantanidi, il-praseodimju ġeneralment juża biss tliet elettroni bħala elettron ta' valenza, u l-elettroni 4f li jifdal għandhom effett qawwi ta' rbit: dan għaliex l-orbita 4f tgħaddi mill-qalba inerti tal-kseno tal-elettron biex tilħaq in-nukleu, segwita minn 5d u 6s, u tiżdied biż-żieda tal-ċarġ joniċi. Madankollu, il-praseodimju xorta jista' jkompli jitlef ir-raba' u anke kultant il-ħames elettron ta' valenza, għaliex jidher kmieni ħafna fis-sistema lantanidi, fejn iċ-ċarġ nukleari għadu baxx biżżejjed, u l-enerġija tas-subqoxra 4f hija għolja biżżejjed biex tippermetti t-tneħħija ta' aktar elettroni ta' valenza.

Praseodimju u l-elementi kollha tal-lantanidi (ħlieflantanju, itterbjuulutezju, m'hemm l-ebda elettroni 4f mhux imqabbla) huma paramagnetiżmu f'temperatura tal-kamra. B'differenza minn metalli rari oħra tad-dinja li juru ordni antiferromagnetika jew ferromagnetika f'temperaturi baxxi, il-praseodimju huwa paramagnetiżmu fit-temperaturi kollha 'l fuq minn 1K

Applikazzjoni tal-Praseodimju

Applikazzjoni tal-Praseodimju

Il-praseodimju jintuża l-aktar fil-forma ta' elementi rari mħallta, bħal bħala aġent ta' purifikazzjoni u modifika għal materjali tal-metall, katalisti kimiċi, elementi rari agrikoli, eċċ.Praseodimju neodimjuhuwa l-aktar par simili u diffiċli biex jiġi separat ta' elementi rari tad-dinja, li huwa diffiċli biex jiġi separat b'metodi kimiċi. Il-produzzjoni industrijali ġeneralment tuża metodi ta' estrazzjoni u skambju ta' joni. Jekk jintużaw f'pari fil-forma ta' praseodimju arrikkit tan-neodimju, il-komunalità tagħhom tista' tiġi utilizzata bis-sħiħ, u l-prezz huwa wkoll irħas minn prodotti b'element wieħed.

Liga tan-neodimju tal-praseodimju(praseodimju neodimju metall)sar prodott indipendenti, li jista' jintuża kemm bħala materjal ta' kalamita permanenti kif ukoll bħala addittiv ta' modifika għal-ligi tal-metalli mhux ferrużi. L-attività, is-selettività u l-istabbiltà tal-katalist tal-ikkrekkjar tal-pitrolju jistgħu jittejbu billi jiżdied konċentrat tan-neodimju tal-praseodimju fl-għarbiel molekulari taż-żeolit ​​Y. Bħala addittiv ta' modifika tal-plastik, iż-żieda tal-arrikkiment tan-neodimju tal-praseodimju mal-politetrafluworoetilen (PTFE) tista' ttejjeb b'mod sinifikanti r-reżistenza għall-użu tal-PTFE.

Art rariIl-materjali tal-kalamiti permanenti huma l-aktar qasam popolari ta' applikazzjonijiet tad-dinja rari llum. Il-praseodimju waħdu mhuwiex eċċellenti bħala materjal tal-kalamita permanenti, iżda huwa element sinerġistiku eċċellenti li jista' jtejjeb il-proprjetajiet manjetiċi. Iż-żieda ta' ammont xieraq ta' praseodimju tista' ttejjeb b'mod effettiv il-prestazzjoni tal-materjali tal-kalamiti permanenti. Jista' wkoll itejjeb il-prestazzjoni antiossidanti (reżistenza għall-korrużjoni tal-arja) u l-proprjetajiet mekkaniċi tal-kalamiti, u ntuża ħafna f'diversi apparati elettroniċi u muturi.

Il-praseodimju jista' jintuża wkoll għat-tħin u l-illustrar ta' materjali. Kif nafu lkoll, it-trab tal-illustrar ibbażat fuq iċ-ċerju pur ġeneralment ikun isfar ċar, li huwa materjal tal-illustrar ta' kwalità għolja għall-ħġieġ ottiku, u ħa post it-trab aħmar tal-ossidu tal-ħadid li għandu effiċjenza baxxa tal-illustrar u jniġġes l-ambjent tal-produzzjoni. In-nies sabu li l-praseodimju għandu proprjetajiet tajbin tal-illustrar. Trab tal-illustrar tad-dinja rari li fih il-praseodimju jidher kannella ħamrani, magħruf ukoll bħala "trab aħmar", iżda dan il-kulur aħmar mhuwiex aħmar tal-ossidu tal-ħadid, iżda minħabba l-preżenza tal-ossidu tal-praseodimju, il-kulur tat-trab tal-illustrar tad-dinja rari jiskura. Il-praseodimju ntuża wkoll bħala materjal ġdid tat-tħin biex jagħmel roti tat-tħin tal-kurundun li fihom il-praseodimju. Meta mqabbel mal-alumina bajda, l-effiċjenza u d-durabbiltà jistgħu jitjiebu b'aktar minn 30% meta tħin azzar strutturali tal-karbonju, azzar inossidabbli, u ligi ta' temperatura għolja. Sabiex jitnaqqsu l-ispejjeż, materjali arrikkit bin-neodimju tal-praseodimju spiss intużaw bħala materja prima fil-passat, għalhekk l-isem rota tat-tħin tal-kurundun tan-neodimju tal-praseodimju.

Kristalli tas-silikat iddopjati b'joni tal-praseodimju ntużaw biex inaqqsu l-impulsi tad-dawl għal diversi mijiet ta' metri kull sekonda.

Iż-żieda tal-ossidu tal-praseodimju mas-silikat taż-żirkonju ssir isfar jgħajjat ​​u tista' tintuża bħala pigment taċ-ċeramika – isfar tal-praseodimju. L-isfar tal-praseodimju (Zr02-Pr6Oll-Si02) huwa kkunsidrat l-aqwa pigment taċ-ċeramika isfar, li jibqa' stabbli sa 1000 ℃ u jista' jintuża għal proċessi ta' darba jew ta' ħruq mill-ġdid.

Il-praseodimju jintuża wkoll bħala kolorant tal-ħġieġ, b'kuluri intensi u suq potenzjali kbir. Prodotti tal-ħġieġ aħdar tal-praseodimju b'kuluri aħdar ċar jgħajjat ​​u aħdar ċar jgħaqqad jistgħu jiġu prodotti, li jistgħu jintużaw biex jipproduċu filtri ħodor u wkoll għal ħġieġ għall-arti u snajja'. Iż-żieda tal-ossidu tal-praseodimju u l-ossidu taċ-ċerju mal-ħġieġ tista' tintuża bħala nuċċalijiet protettivi għall-iwweldjar. Is-sulfid tal-praseodimju jista' jintuża wkoll bħala kolorant aħdar tal-plastik.

 

 


Ħin tal-posta: 29 ta' Mejju 2023