Prazeodimisyra trečias pagal gausumą lantanido elementas periodinėje cheminių elementų lentelėje, kurio plutoje yra 9,5 ppm, tik mažesnis neiceris, itris,lantanas, irskandis.Tai penktas pagal gausumą retųjų žemių elementų elementas.Bet kaip ir jo vardas,prazeodimisyra paprastas ir nepagražintas retųjų žemių šeimos narys.
CF Auer Von Welsbach atrado prazeodimą 1885 m.
1751 m. švedų mineralogas Axelis Fredrikas Cronstedtas Bastn ä s 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 neatrado jokių naujų elementų.1803 m., Singeriui tapus kalviu, jis su J ö nsu Jokūbu Berzeliu grįžo į kasyklą ir atskyrė naują oksidą – nykštukinę planetą Cererą, kurią jie atrado prieš dvejus metus.Ceriją savarankiškai atskyrė Martinas Heinrichas Klaprothas Vokietijoje.
1839–1843 m. švedų chirurgas ir chemikas Carlas Gustafas Mosanderis atrado, kadcerio oksidasbuvo oksidų mišinys.Jis atskyrė kitus du oksidus, kuriuos pavadino lantanu ir didimija „didimija“ (graikiškai reiškia „dvynius“).Jis iš dalies suskaidėcerio nitratasmėginys skrudinamas ore, o po to apdorojamas praskiesta azoto rūgštimi, kad gautųsi oksidas.Todėl metalai, sudarantys šiuos oksidus, yra pavadintilantanasirprazeodimis.
1885 m. austras CF Auer Von Welsbach, išradęs torio cerio garų lempos marlės gaubtą, sėkmingai atskyrė „praseodimio neodimį“, „susijungusius dvynius“, iš kurių buvo atskirta žalia prazeodimio druska ir rožinės spalvos neodimio druska. du nauji elementai.Vienas pavadintas „prazeodimiu“, kilęs iš graikų kalbos žodžio prason, reiškiančio žalią junginį, nes prazeodimio sūraus vandens tirpalas įgaus ryškiai žalią spalvą;Kitas elementas pavadintas "Neodimis“.Sėkmingas „susijungusių dvynių“ atskyrimas leido jiems savarankiškai parodyti savo talentus.
Sidabrinis baltas metalas, minkštas ir lankstus.Prazeodimio kristalinė struktūra kambario temperatūroje yra šešiakampė.Atsparumas korozijai ore yra stipresnis nei lantano, cerio, neodimio ir europio, tačiau veikiant orui susidaro trapus juodojo oksido sluoksnis, o vieno centimetro dydžio prazeodimio metalo mėginys visiškai korozuoja maždaug per metus.
Kaip daugumaretųjų žemių elementai, prazeodimas greičiausiai sudarys +3 oksidacijos būseną, kuri yra vienintelė stabili jo būsena vandeniniuose tirpaluose.Kai kuriuose žinomuose kietuose junginiuose prazeodimio oksidacijos būsena yra +4, o matricos atskyrimo sąlygomis jis gali pasiekti unikalią +5 oksidacijos būseną tarp lantanido elementų.
Vandeninis prazeodimio jonas yra charreuse, o daugelis prazeodimio panaudojimo pramonėje apima jo gebėjimą filtruoti geltoną šviesą šviesos šaltiniuose.
Praseodimio elektroninis išdėstymas
Elektroninės emisijos:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p66s2 4f3
59 prazeodimio elektronai yra išdėstyti kaip [Xe] 4f36s2.Teoriškai visi penki išoriniai elektronai gali būti naudojami kaip valentinis elektronas, tačiau norint naudoti visus penkis išorinius elektronus reikia ekstremalių sąlygų.Paprastai prazeodimis savo junginiuose išskiria tik tris ar keturis elektronus.Praseodimis yra pirmasis lantanido elementas, kurio elektroninė konfigūracija atitinka Aufbau principą.Jo 4f orbitalės energijos lygis yra mažesnis nei 5d orbitalės, kuri netaikoma lantanui ir ceriui, nes staigus 4f orbitalės susitraukimas įvyksta tik po lantano ir jo nepakanka, kad būtų išvengta 5d korpuso užimtumo ceryje.Nepaisant to, kietasis prazeodimas turi [Xe] 4f25d16s2 konfigūraciją, kai vienas elektronas 5d apvalkale yra panašus į visus kitus trivalečius lantanido elementus (išskyrus europį ir iterbį, kurie yra dvivalečiai metalinėse būsenose).
Kaip ir dauguma lantanido elementų, prazeodimis kaip valentinį elektroną paprastai naudoja tik tris elektronus, o likę 4f elektronai turi stiprų rišamąjį poveikį: taip yra todėl, kad 4f orbita praeina per inertišką elektrono ksenono šerdį, kad pasiektų branduolį, o po to seka 5d ir 6s. ir didėja didėjant joniniam krūviui.Tačiau prazeodimis vis tiek gali prarasti ketvirtąjį ir net retkarčiais penktąjį valentinį elektroną, nes jis pasirodo labai anksti lantanido sistemoje, kur branduolio krūvis vis dar pakankamai mažas, o 4f posluoksnio energija pakankamai didelė, kad būtų galima pašalinti daugiau valentinių elektronų.
Prazeodimis ir visi lantanido elementai (išskyruslantanas, iterbisirliutecis, nėra nesuporuotų 4f elektronų) yra paramagnetizmas kambario temperatūroje.Skirtingai nuo kitų retųjų žemių metalų, kurie pasižymi antiferomagnetiniu arba feromagnetiniu išdėstymu žemoje temperatūroje, prazeodimas yra paramagnetizmas, kai temperatūra viršija 1K
Prazeodimio taikymas
Prazeodimis dažniausiai naudojamas mišrių retųjų žemių metalų pavidalu, pavyzdžiui, kaip metalų, cheminių katalizatorių, žemės ūkio retųjų žemių elementų valymo ir modifikavimo priemonė.Prazeodimio neodimioyra pati panašiausia ir sunkiausiai atskiriama retųjų žemių elementų pora, kurią sunku atskirti cheminiais metodais.Pramoninėje gamyboje dažniausiai naudojami ekstrahavimo ir jonų mainų metodai.Jei jie naudojami poromis praturtinto prazeodimio neodimio pavidalu, jų bendrumas gali būti visiškai išnaudotas, o kaina taip pat yra pigesnė nei vieno elemento gaminių.
Praseodimio neodimio lydinys(prazeodimio neodimio metalo)tapo nepriklausomu gaminiu, kuris gali būti naudojamas ir kaip nuolatinio magneto medžiaga, ir kaip spalvotųjų metalų lydinių modifikavimo priedas.Naftos krekingo katalizatoriaus aktyvumą, selektyvumą ir stabilumą galima pagerinti pridedant prazeodimio neodimio koncentrato į Y ceolito molekulinį sietą.Kaip plastiko modifikavimo priedas, prazeodimio neodimio sodrinimas į politetrafluoretileną (PTFE) gali žymiai pagerinti PTFE atsparumą dilimui.
Reta žemėNuolatinių magnetų medžiagos šiandien yra populiariausia retųjų žemių naudojimo sritis.Vien tik prazeodimis nėra išskirtinė medžiaga kaip nuolatinio magneto medžiaga, tačiau tai puikus sinergetinis elementas, galintis pagerinti magnetines savybes.Pridėjus tinkamą prazeodimio kiekį, galima efektyviai pagerinti nuolatinio magneto medžiagų veikimą.Jis taip pat gali pagerinti antioksidacines savybes (atsparumą oro korozijai) ir magnetų mechanines savybes ir buvo plačiai naudojamas įvairiuose elektroniniuose prietaisuose ir varikliuose.
Prazeodimis taip pat gali būti naudojamas šlifuojant ir poliruojant medžiagas.Kaip visi žinome, gryni cerio pagrindu pagaminti poliravimo milteliai dažniausiai yra šviesiai geltoni, o tai yra aukštos kokybės optinio stiklo poliravimo medžiaga, pakeitusi geležies oksido raudonuosius miltelius, kurie turi mažą poliravimo efektyvumą ir teršia gamybos aplinką.Žmonės pastebėjo, kad prazeodimas pasižymi geromis poliravimo savybėmis.Retųjų žemių poliravimo milteliai, kurių sudėtyje yra prazeodimio, atrodys rausvai rudi, dar vadinami „raudonaisiais milteliais“, tačiau ši raudona spalva nėra geležies oksido raudona, tačiau dėl prazeodimio oksido retųjų žemių poliravimo miltelių spalva tampa tamsesnė.Prazeodimis taip pat buvo naudojamas kaip nauja šlifavimo medžiaga gaminant korundo šlifavimo diskus, kuriuose yra prazeodimio.Palyginti su baltuoju aliuminio oksidu, šlifuojant anglinį konstrukcinį plieną, nerūdijantį plieną ir aukštos temperatūros lydinius efektyvumas ir ilgaamžiškumas gali būti pagerintas daugiau nei 30%.Siekiant sumažinti išlaidas, prazeodimiu neodimiu praturtintos medžiagos dažnai buvo naudojamos kaip žaliavos, todėl prazeodimio neodimio korundo šlifavimo diskas vadinamas.
Silikatiniai kristalai, legiruoti prazeodimio jonais, buvo naudojami šviesos impulsams sulėtinti iki kelių šimtų metrų per sekundę.
Prazeodimio oksido pridėjimas prie cirkonio silikato taps ryškiai geltonas ir gali būti naudojamas kaip keraminis pigmentas – prazeodimio geltona.Prazeodimio geltonasis (Zr02-Pr6Oll-Si02) laikomas geriausiu geltonos spalvos keramikos pigmentu, kuris išlieka stabilus iki 1000 ℃ temperatūroje ir gali būti naudojamas vienkartiniams arba pakartotiniams degimo procesams.
Praseodimis taip pat naudojamas kaip stiklo dažiklis, turintis sodrių spalvų ir didelę rinkos potencialą.Gali būti gaminami prazeodimio žalio stiklo gaminiai su ryškiai porų žalia ir laiškinio laiškinio žalumo spalvomis, kurie gali būti naudojami žalių filtrų gamybai, taip pat meno ir amatų stiklui.Prazeodimio oksido ir cerio oksido pridėjimas į stiklą gali būti naudojamas kaip suvirinimo akiniai.Prazeodimio sulfidas taip pat gali būti naudojamas kaip žalias plastiko dažiklis.
Paskelbimo laikas: 2023-05-29