Praseodymiumis die derde volopste lantaniedelement in die periodieke tabel van chemiese elemente, met 'n oorvloed van 9,5 dpm in die kors, slegs laer asserium, yttrium,lantaan, enskandium.Dit is die vyfde volopste element in seldsame aardes.Maar net soos sy naam,praseodimiumis 'n eenvoudige en onopgesmukte lid van die seldsame aarde-familie.
CF Auer Von Welsbach het in 1885 praseodymium ontdek.
In 1751 het die Sweedse mineraloog Axel Fredrik Cronstedt 'n swaar mineraal in die Bastn ä se myngebied gevind, wat later cerite genoem is.Dertig jaar later het die vyftienjarige Vilhelm Hisinger van die familie wat die myn besit het, sy monsters aan Carl Scheele gestuur, maar hy het geen nuwe elemente ontdek nie.In 1803, nadat Singer 'n smid geword het, het hy saam met J ö ns Jacob Berzelius na die myngebied teruggekeer en 'n nuwe oksied, die dwergplaneet Ceres, wat hulle twee jaar gelede ontdek het, geskei.Ceria is onafhanklik deur Martin Heinrich Klaproth in Duitsland geskei.
Tussen 1839 en 1843 het die Sweedse chirurg en chemikus Carl Gustaf Mosander ontdek datseriumoksiedwas 'n mengsel van oksiede.Hy het twee ander oksiede geskei, wat hy lanthana en didymia "didymia" genoem het (wat "tweeling" in Grieks beteken).Hy het die gedeeltelik ontbindseriumnitraatmonster deur dit in die lug te rooster, en dit dan met verdunde salpetersuur behandel om die oksied te verkry.Die metale wat hierdie oksiede vorm, word dus genoemlantaanenpraseodimium.
In 1885 het CF Auer Von Welsbach, 'n Oostenryker wat die torium cerium damplamp gaasbedekking uitgevind het, die "praseodymium neodymium", die "konjoined twins", suksesvol geskei, waaruit groen praseodymium sout en rooskleurige neodymium sout geskei is en vasbeslote is om te wees twee nuwe elemente.Een word "Praseodymium" genoem, wat van die Griekse woord prason kom, wat groen verbinding beteken omdat 'n oplossing van praseodymium soutwater 'n heldergroen kleur sal vertoon;Die ander element word genoem "Neodymium“.Die suksesvolle skeiding van die "samevoegde tweeling" het hulle in staat gestel om hul talente onafhanklik te vertoon.
Silwer wit metaal, sag en rekbaar.Praseodimium het 'n seskantige kristalstruktuur by kamertemperatuur.Die korrosieweerstand in lug is sterker as dié van lantaan, serium, neodimium en europium, maar wanneer dit aan lug blootgestel word, word 'n laag brose swart oksied geproduseer, en 'n een sentimeter-grootte praseodimiummetaalmonster korrodeer binne ongeveer 'n jaar heeltemal.
Soos die meesteseldsame aardelemente, sal praseodimium heel waarskynlik 'n+3 oksidasietoestand vorm, wat sy enigste stabiele toestand in waterige oplossings is.Praseodimium bestaan in 'n +4 oksidasietoestand in sommige bekende vaste verbindings, en onder matriksskeidingstoestande kan dit 'n unieke +5 oksidasietoestand onder lantaniedelemente bereik.
Die waterige praseodimiumioon is chartreuse, en baie industriële gebruike van praseodimium behels die vermoë om geel lig in ligbronne te filter.
Praseodymium elektroniese uitleg
Elektroniese emissies:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p66s2 4f3
Die 59 elektrone van praseodimium is gerangskik as [Xe] 4f36s2.Teoreties kan al vyf buitenste elektrone as valenselektrone gebruik word, maar die gebruik van al vyf buitenste elektrone vereis uiterste toestande.Oor die algemeen gee praseodimium slegs drie of vier elektrone in sy verbindings uit.Praseodymium is die eerste lantaniedelement met 'n elektroniese konfigurasie wat aan die Aufbau-beginsel voldoen.Sy 4f-orbitaal het laer energievlakke as die 5d-orbitaal, wat nie op lantaan en cerium van toepassing is nie, aangesien die skielike sametrekking van die 4f-orbitaal eers na lantaan plaasvind en nie voldoende is om te verhoed dat die 5d-dop in serium beset word nie.Nietemin vertoon soliede praseodimium 'n [Xe] 4f25d16s2-konfigurasie, waar een elektron in die 5d-skulp soos alle ander driewaardige lantanied-elemente lyk (behalwe europium en ytterbium, wat tweewaardig is in metaaltoestande).
Soos die meeste lantanied-elemente, gebruik praseodimium gewoonlik net drie elektrone as valenselektron, en die oorblywende 4f-elektrone het 'n sterk bindende effek: dit is omdat die 4f-baan deur die inerte xenonkern van die elektron gaan om die kern te bereik, gevolg deur 5d en 6s , en neem toe met die toename van ioniese lading.Praseodimium kan egter steeds voortgaan om die vierde en selfs af en toe die vyfde valenselektron te verloor, omdat dit baie vroeg in die lantaniedstelsel voorkom, waar die kernlading nog laag genoeg is, en die 4f-subdop-energie hoog genoeg is om die verwydering van meer valenselektron.
Praseodymium en alle lantanied-elemente (behalwelantaan, ytterbiumenlutetium, daar is geen ongepaarde 4f-elektrone nie) is paramagnetisme by kamertemperatuur.Anders as ander seldsame aardmetale wat antiferromagnetiese of ferromagnetiese ordening by lae temperature vertoon, is praseodymium paramagnetisme by alle temperature bo 1K
Toepassing van Praseodymium
Praseodimium word meestal in die vorm van gemengde seldsame aardmetalen gebruik, soos as 'n suiwerings- en modifiserende middel vir metaalmateriale, chemiese katalisators, skaarsaarde in die landbou, ensovoorts.Praseodymium neodymiumis die mees soortgelyke en moeilik om te skei paar seldsame aardelemente, wat moeilik is om te skei deur chemiese metodes.Industriële produksie gebruik gewoonlik ekstraksie- en ioonuitruilmetodes.As hulle in pare in die vorm van verrykte praseodymium neodymium gebruik word, kan hul gemeenskaplikheid ten volle benut word, en die prys is ook goedkoper as enkelelementprodukte.
Praseodymium neodymium legering(praseodymium neodymium metaal)het 'n onafhanklike produk geword, wat gebruik kan word as beide 'n permanente magneetmateriaal en 'n modifikasie-bymiddel vir nie-ysterhoudende metaallegerings.Die aktiwiteit, selektiwiteit en stabiliteit van petroleum kraking katalisator kan verbeter word deur praseodimium neodymium konsentraat by Y zeoliet molekulêre sif by te voeg.As 'n plastiese modifikasie bymiddel, kan die byvoeging van praseodymium neodymium verryking by politetrafluoroethylene (PTFE) die slytasieweerstand van PTFE aansienlik verbeter.
Skaars aardepermanente magneetmateriaal is vandag die gewildste veld van seldsame aardtoepassings.Praseodymium alleen is nie uitstaande as 'n permanente magneetmateriaal nie, maar dit is 'n uitstekende sinergistiese element wat magnetiese eienskappe kan verbeter.Die byvoeging van 'n gepaste hoeveelheid praseodymium kan die werkverrigting van permanente magneetmateriaal effektief verbeter.Dit kan ook die antioksidantprestasie (lugkorrosiebestandheid) en meganiese eienskappe van magnete verbeter, en is wyd gebruik in verskeie elektroniese toestelle en motors.
Praseodymium kan ook gebruik word vir die slyp en poleer van materiale.Soos ons almal weet, is suiwer serium-gebaseerde poleerpoeier gewoonlik liggeel, wat 'n hoë-gehalte poleermateriaal vir optiese glas is, en het die ysteroksied rooi poeier vervang wat 'n lae poleerdoeltreffendheid het en die produksie-omgewing besoedel.Mense het gevind dat praseodymium goeie poleer-eienskappe het.Skaars aarde poleer poeier wat praseodymium bevat sal rooibruin voorkom, ook bekend as "rooi poeier", maar hierdie rooi kleur is nie ysteroksied rooi nie, maar as gevolg van die teenwoordigheid van praseodymium oksied, word die kleur van die seldsame aard poleer poeier donkerder.Praseodymium is ook as 'n nuwe slypmateriaal gebruik om korund-maalwiele wat praseodimium bevat, te maak.In vergelyking met wit alumina, kan doeltreffendheid en duursaamheid met meer as 30% verbeter word wanneer koolstofstruktuurstaal, vlekvrye staal en hoëtemperatuur-legerings geslyp word.Ten einde koste te verminder, is praseodymium neodymium verrykte materiale in die verlede dikwels as grondstowwe gebruik, vandaar die naam praseodymium neodymium korund slypwiel.
Silikaatkristalle wat met praseodimiumione gedoteer is, is gebruik om ligpulse tot etlike honderde meter per sekonde te vertraag.
Die byvoeging van praseodimiumoksied by sirkoniumsilikaat sal heldergeel word en kan as 'n keramiekpigment gebruik word – praseodimiumgeel.Praseodymiumgeel (Zr02-Pr6Oll-Si02) word beskou as die beste geel keramiekpigment, wat tot 1000 ℃ stabiel bly en vir eenmalige of herverbrandingsprosesse gebruik kan word.
Praseodymium word ook as 'n glaskleurstof gebruik, met ryk kleure en groot potensiële mark.Praseodymium-groen glasprodukte met helder preigroen en skaalgroen kleure kan vervaardig word, wat gebruik kan word om groen filters te vervaardig en ook vir kuns- en kunsvlytglas.Die byvoeging van praseodimiumoksied en seriumoksied by die glas kan as bril vir sweiswerk gebruik word.Praseodimiumsulfied kan ook as 'n groen plastiekkleurstof gebruik word.
Postyd: 29 Mei 2023