Prazeodimisyra trečias pagal gausumą lantanidų elementas cheminių elementų periodinėje lentelėje, kurio plutoje yra 9,5 ppm, mažiau neiceris, itrio,lantanasirskandisTai penktas pagal paplitimą retųjų žemių elementas. Tačiau, kaip ir jo vardas,praseodimasyra paprastas ir nepapuoštas retųjų žemių šeimos narys.
Prazeodimą 1885 m. atrado C. F. Aueris fon Velsbachas.
1751 m. švedų mineralogas Axelis Fredrikas Cronstedtas Bastn äs kasybos rajone rado sunkų mineralą, kuris vėliau buvo pavadintas ceritu. Po trisdešimties metų penkiolikmetis Vilhelmas Hisingeris iš šeimos, kuriai priklausė kasykla, nusiuntė savo pavyzdžius Carlui Scheele, tačiau jis nerado jokių naujų elementų. 1803 m., tapęs kalviu, jis grįžo į kasybos rajoną kartu su J ö ns Jacobu Berzeliusu ir išskyrė naują oksidą – nykštukinę planetą Cererą, kurią jie atrado prieš dvejus metus. Ceriją savarankiškai išskyrė Martinas Heinrichas Klaprothas Vokietijoje.
Švedų chirurgas ir chemikas Carlas Gustafas Mosanderis atrado, kad 1839–1843 m.cerio oksidasbuvo oksidų mišinys. Jis atskyrė du kitus oksidus, kuriuos pavadino lantanu ir didimija – „didimija“ (graikiškai reiškia „dvyniai“). Jis iš dalies suskaidėcerio nitratasmėginys, jį kepinant ore, o po to apdorojant praskiesta azoto rūgštimi, kad būtų gautas oksidas. Todėl šiuos oksidus sudarantys metalai vadinamilantanasirpraseodimas.
1885 m. austras C. F. Aueris fon Velsbachas, išradęs torio ir cerio garų lempos marlės dangtelį, sėkmingai atskyrė „praseodimį neodimį“ – „susijungusius dvynius“, iš kurių buvo atskirta žalia praseodimio druska ir rožinės spalvos neodimio druska, ir nustatyta, kad tai du nauji elementai. Vienas iš jų pavadintas „praseodimiu“, kilusiu iš graikiško žodžio prason, reiškiančio žalią junginį, nes praseodimio druskos tirpalas vandenyje įgaus ryškiai žalią spalvą; kitas elementas pavadintas „NeodimisSėkmingas „Siamo dvynių“ atskyrimas leido jiems savarankiškai parodyti savo talentus.
Sidabriškai baltas metalas, minkštas ir kalingas. Kambario temperatūroje prazeodimis turi šešiakampę kristalinę struktūrą. Ore atsparumas korozijai yra didesnis nei lantano, cerio, neodimio ir europio, tačiau veikiamas oro susidaro trapus juodo oksido sluoksnis, o vieno centimetro dydžio prazeodimio metalo mėginys visiškai sukoroduoja maždaug per metus.
Kaip ir daugumaretųjų žemių elementaiPrazeodimis greičiausiai sudarys a+3 oksidacijos būseną, kuri yra vienintelė stabili jo būsena vandeniniuose tirpaluose. Kai kuriuose žinomuose kietuosiuose junginiuose prazeodimis yra a+4 oksidacijos būsenoje, o matricos atskyrimo sąlygomis jis gali pasiekti unikalią +5 oksidacijos būseną tarp lantanidų elementų.
Vandeninis praseodimio jonas yra žalvaris, ir daugelis pramoninių praseodimio panaudojimo būdų apima jo gebėjimą filtruoti geltoną šviesą šviesos šaltiniuose.
Prazeodimio elektroninis išdėstymas
Elektroninės emisijos:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p66s2 4f3
59 praseodimio elektronai išsidėstę kaip [Xe]₆₀₈/₇₈. Teoriškai visi penki išoriniai elektronai gali būti naudojami kaip valentiniai elektronai, tačiau norint juos naudoti, reikia ekstremalių sąlygų. Paprastai praseodimis savo junginiuose skleidžia tik tris ar keturis elektronus. Prazeodimis yra pirmasis lantanidų elementas, kurio elektroninė konfigūracija atitinka Aufbau principą. Jo 4f orbitalė turi žemesnius energijos lygius nei 5d orbitalė, kas netaikoma lantanui ir ceriui, nes staigus 4f orbitalės susitraukimas įvyksta tik po lantano ir to nepakanka, kad ceryje neužimtų 5d sluoksnio. Nepaisant to, kietas praseodimis turi [Xe]₆₀₀₈/₇/₇ 5d₀₈/₇ konfigūraciją, kur vienas elektronas 5d sluoksnyje yra panašus į visus kitus trivalenčius lantanidų elementus (išskyrus europį ir iterbį, kurie yra dvivalenčiai metalinėje būsenoje).
Kaip ir dauguma lantanidų elementų, praseodimas paprastai naudoja tik tris elektronus kaip valentingumo elektronus, o likę 4f elektronai turi stiprų jungimosi efektą: taip yra todėl, kad 4f orbita eina per inertišką ksenono elektrono šerdį, kad pasiektų branduolį, po to seka 5d ir 6s, ir didėja didėjant joniniam krūviui. Tačiau praseodimas vis tiek gali prarasti ketvirtąjį ir net kartais penktąjį valentingumo elektroną, nes jis atsiranda labai anksti lantanidų sistemoje, kur branduolio krūvis dar pakankamai mažas, o 4f poapvalkalo energija yra pakankamai didelė, kad būtų galima pašalinti daugiau valentingumo elektronų.
Prazeodimis ir visi lantanidų elementai (išskyruslantanas, iterbisirliutecis, nėra nesuporuotų 4f elektronų) kambario temperatūroje pasižymi paramagnetizmu. Skirtingai nuo kitų retųjų žemių metalų, kurie žemoje temperatūroje pasižymi antiferomagnetine arba feromagnetine tvarka, praseodimis pasižymi paramagnetizmu visose temperatūrose, aukštesnėse nei 1 K.
Prazeodimio panaudojimas
Prazeodimis dažniausiai naudojamas mišrių retųjų žemių pavidalu, pavyzdžiui, kaip metalų valymo ir modifikavimo medžiaga, cheminiai katalizatoriai, žemės ūkio retieji žemių metalai ir kt.Prazeodimis neodimisyra panašiausia ir sunkiausiai atskiriama retųjų žemių elementų pora, kurią sunku atskirti cheminiais metodais. Pramoninėje gamyboje paprastai naudojami ekstrahavimo ir jonų mainų metodai. Jei jie naudojami poromis praturtinto praseodimio neodimio pavidalu, galima visiškai išnaudoti jų bendrumą, o kaina taip pat yra pigesnė nei vieno elemento produktų.
Prazeodimio neodimio lydinys(praseodimas (neodimo metalas)tapo savarankišku produktu, kuris gali būti naudojamas tiek kaip nuolatinio magneto medžiaga, tiek kaip modifikavimo priedas spalvotųjų metalų lydiniams. Naftos krekingo katalizatoriaus aktyvumą, selektyvumą ir stabilumą galima pagerinti į Y ceolito molekulinį sietą įdedant praseodimio neodimio koncentrato. Kaip plastiko modifikavimo priedas, į politetrafluoretileną (PTFE) įdėjus praseodimio neodimio sodrinimo, galima žymiai pagerinti PTFE atsparumą dilimui.
Retųjų žemiųNuolatinių magnetų medžiagos šiandien yra populiariausia retųjų žemių elementų taikymo sritis. Vien tik praseodimis nėra išskirtinė nuolatinių magnetų medžiaga, tačiau tai puikus sinerginis elementas, galintis pagerinti magnetines savybes. Pridėjus tinkamą praseodimio kiekį, galima veiksmingai pagerinti nuolatinių magnetų medžiagų eksploatacines savybes. Jis taip pat gali pagerinti magnetų antioksidacines savybes (atsparumą oro korozijai) ir mechanines savybes, todėl yra plačiai naudojamas įvairiuose elektroniniuose prietaisuose ir varikliuose.
Prazeodimis taip pat gali būti naudojamas medžiagoms šlifuoti ir poliruoti. Kaip visi žinome, gryni cerio pagrindo poliravimo milteliai paprastai yra šviesiai geltonos spalvos, tai aukštos kokybės optinio stiklo poliravimo medžiaga, pakeičianti raudonuosius geležies oksido miltelius, kurie pasižymi mažu poliravimo efektyvumu ir teršia gamybos aplinką. Žmonės pastebėjo, kad praseodimis pasižymi geromis poliravimo savybėmis. Retųjų žemių poliravimo milteliai, kurių sudėtyje yra praseodimio, atrodys rausvai rudi, dar vadinami „raudonaisiais milteliais“, tačiau ši raudona spalva nėra geležies oksido raudonumas, o dėl praseodimio oksido buvimo retųjų žemių poliravimo miltelių spalva tampa tamsesnė. Prazeodimis taip pat buvo naudojamas kaip nauja šlifavimo medžiaga korundo šlifavimo diskams, kurių sudėtyje yra praseodimio, gaminti. Palyginti su baltuoju aliuminio oksidu, šlifuojant anglinį konstrukcinį plieną, nerūdijantį plieną ir aukštos temperatūros lydinius, efektyvumą ir ilgaamžiškumą galima padidinti daugiau nei 30 %. Siekiant sumažinti sąnaudas, anksčiau kaip žaliavos dažnai buvo naudojamos praseodimiu ir neodimiu praturtintos medžiagos, todėl šlifavimo diskas vadinamas praseodimiu ir neodimiu.
Prazeodimio jonais legiruoti silikatiniai kristalai buvo naudojami šviesos impulsams sulėtinti iki kelių šimtų metrų per sekundę.
Į cirkonio silikatą įpylus prazeodimio oksido, jis taps ryškiai geltonos spalvos ir gali būti naudojamas kaip keraminis pigmentas – praseodimio geltonasis. Prazeodimio geltonasis (Zr02-Pr6Oll-Si02) laikomas geriausiu geltonu keraminiu pigmentu, kuris išlieka stabilus iki 1000 ℃ temperatūros ir gali būti naudojamas vienkartiniams arba pakartotinio degimo procesams.
Prazeodimis taip pat naudojamas kaip stiklo dažiklis, pasižymintis sodriomis spalvomis ir dideliu rinkos potencialu. Galima pagaminti praseodimio žalio stiklo gaminius su ryškia porų žalia ir laiškinių česnakų žalia spalvomis, kurie gali būti naudojami žaliems filtrams gaminti, taip pat meniniam ir amatų stiklui. Į stiklą įpylus praseodimio oksido ir cerio oksido, galima naudoti kaip suvirinimo akinius. Prazeodimio sulfidas taip pat gali būti naudojamas kaip žalias plastiko dažiklis.
Įrašo laikas: 2023 m. gegužės 29 d.