Praseodymass dat drëttmeescht Lanthanid-Element am periodesche System vun den chemeschen Elementer, mat enger Heefegkeet vun 9,5 ppm an der Äerdkuuscht, just manner wéiCerium, Yttrium,Lanthan, anSkandiumEt ass dat fënneftmeescht verbreet Element an de seltenen Äerden. Mee genau wéi säin Numm,Praseodymass e einfachen an onverschéinen Member vun der Famill vun de seltenen Äerden.
De C.F. Auer von Welsbach huet de Praseodym am Joer 1885 entdeckt.
Am Joer 1751 huet de schweedesche Mineralog Axel Fredrik Cronstedt e schwéiert Mineral am Biergbaugebitt Bastnäs fonnt, dat spéider Cerit genannt gouf. Drësseg Joer méi spéit huet de fofzéngjärege Vilhelm Hisinger aus der Famill, déi d'Minière besëtzt huet, seng Prouwe un de Carl Scheele geschéckt, awer hien huet keng nei Elementer entdeckt. Am Joer 1803, nodeems de Singer Schmadd gouf, ass hien zesumme mam Jöns Jacob Berzelius an d'Biergbaugebitt zréckgaangen an huet en neien Oxid, den Zwergplanéit Ceres, getrennt, deen si virun zwee Joer entdeckt hunn. Ceria gouf onofhängeg vum Martin Heinrich Klaproth an Däitschland getrennt.
Tëscht 1839 an 1843 huet de schweedesche Chirurg a Chemiker Carl Gustaf Mosander entdeckt, dattCeriumoxidwar eng Mëschung aus Oxiden. Hien huet zwou aner Oxiden getrennt, déi hien Lanthana an Didymia "didymia" (bedeit "Zwillingen" op Griichesch) genannt huet. Hien huet d'Oxiden deelweis zersetzt.CeriumnitratProuf andeems se an der Loft geréischtert gouf, an duerno mat verdënntem Salpetersäure behandelt gouf fir den Oxid ze kréien. D'Metaller, déi dës Oxide bilden, ginn dofir genanntLanthananPraseodym.
Am Joer 1885 huet den CF Auer Von Welsbach, en Éisträicher, deen d'Gazeofdeckung fir Thorium-Cer-Damplampen erfonnt huet, erfollegräich de "Praseodym-Neodym", déi "siamesesch Zwillinge", getrennt, aus deenen gréngt Praseodymsalz a rosa Neodymsalz getrennt goufen an als zwee nei Elementer festgestallt goufen. Ee vun hinnen heescht "Praseodym", wat vum griichesche Wuert "Prason" kënnt, wat gréng Verbindung bedeit, well eng Léisung vu Praseodymsalzwaasser eng hellgréng Faarf huet; dat anert Element heescht "Neodym„. Déi erfollegräich Trennung vun den „Siamesch Zwillingen“ huet et hinnen erméiglecht, hir Talenter onofhängeg auszedrécken.“
Sëlwerwäisst Metall, mëll an duktil. Praseodym huet bei Raumtemperatur eng hexagonal Kristallstruktur. D'Korrosiounsbeständegkeet an der Loft ass méi staark wéi déi vu Lanthan, Cer, Neodym an Europium, awer wann et der Loft ausgesat ass, entsteet eng Schicht vu fragilem schwaarzen Oxid, an eng Praseodymmetallprouf vun engem Zentimeter grouss korrodéiert bannent ongeféier engem Joer komplett.
Wéi déi meeschtrar Äerdelementer, Praseodym bildt am wahrscheinlechsten en Oxidatiounszoustand vun +3, wat säin eenzege stabile Zoustand a wässerege Léisunge ass. Praseodym existéiert an engem Oxidatiounszoustand vun +4 a verschiddene bekannte feste Verbindungen, an ënner Matrixtrennungsbedingungen kann et en eenzegaartegen Oxidatiounszoustand vun +5 ënner de Lanthanid-Elementer erreechen.
De wässerege Praseodym-Ion ass Chartreuse, a vill industriell Uwendungen vu Praseodym betreffen seng Fäegkeet, gielt Liicht a Liichtquellen ze filteren.
Praseodym elektronescht Layout
Elektronesch Emissiounen:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p66s2 4f3
Déi 59 Elektrone vum Praseodym sinn als [Xe] 4f36s2 arrangéiert. Theoretesch kënnen all fënnef baussenzeg Elektrone als Valenzelektron benotzt ginn, awer d'Benotzung vun alle fënnef baussenzegen Elektrone erfuerdert extrem Konditiounen. Am Allgemengen emittéiert Praseodym nëmmen dräi oder véier Elektrone a senge Verbindungen. Praseodym ass dat éischt Lanthanid-Element mat enger elektronescher Konfiguratioun, déi dem Aufbau-Prinzip entsprécht. Säin 4f-Orbital huet méi niddreg Energieniveauen wéi den 5d-Orbital, wat net op Lanthan a Cer uwendbar ass, well déi plötzlech Kontraktioun vum 4f-Orbital eréischt nom Lanthan geschitt an net ausreecht, fir d'5d-Schuel am Cer net ze besetzen. Trotzdem weist fest Praseodym eng [Xe] 4f25d16s2 Konfiguratioun op, wou een Elektron an der 5d-Schuel all aner dräiwäerteg Lanthanid-Elementer gläicht (ausser Europium an Ytterbium, déi a metalleschen Zoustänn zweiwäerteg sinn).
Wéi déi meescht Lanthanid-Elementer benotzt Praseodym normalerweis nëmmen dräi Elektronen als Valenzelektron, an déi reschtlech 4f-Elektronen hunn e staarken Bindungseffekt: dëst läit dorun, datt d'4f-Orbit duerch den inerte Xenon-Kär vum Elektron geet, fir an den Atomkär ze kommen, gefollegt vun 5d an 6s, an zouhëlt mat der Erhéijung vun der ionescher Ladung. Praseodym kann awer weiderhin de véierte a souguer heiansdo de fënnefte Valenzelektron verléieren, well en ganz fréi am Lanthanidsystem optrieden, wou d'Atomkärladung nach ëmmer niddreg genuch ass an d'4f-Ënnerschuelenergie héich genuch ass, fir d'Ewechhuele vu méi Valenzelektronen z'erméiglechen.
Praseodym an all Lanthanid-Elementer (ausserLanthan, YtterbiumanLutetium, et gëtt keng ongepaart 4f Elektronen) si bei Raumtemperatur paramagnetesch. Am Géigesaz zu anere seltenen Äerdmetaller, déi bei niddregen Temperaturen eng antiferromagnetesch oder ferromagnetesch Uerdnung opweisen, ass Praseodym bei all Temperaturen iwwer 1K paramagnetesch.
Uwendung vu Praseodym
Praseodym gëtt meeschtens a Form vu gemëschte seltenen Äerdmetaller benotzt, zum Beispill als Purifizéierend a Modifizéierungsmëttel fir Metallmaterialien, chemesch Katalysatoren, landwirtschaftlech selten Äerdmetaller, asw.Praseodym-Neodymass dat ähnlechst an schwéier ze trennen Puer vu seltenen Äerdelementer, déi schwéier duerch chemesch Methoden ze trennen sinn. An der industrieller Produktioun ginn normalerweis Extraktiouns- an Ionenaustauschmethoden benotzt. Wa se paarweis a Form vun angereichertem Praseodym-Neodym benotzt ginn, kann hir Gemeinsamkeet voll ausgenotzt ginn, an de Präis ass och méi bëlleg wéi bei Produkter mat engem Element.
Praseodym-Neodym-Legierung(Praseodym (Neodymmetall)ass zu engem onofhängege Produkt ginn, deen souwuel als Permanentmagnetmaterial wéi och als Modifikatiounsadditiv fir Nichteisenmetalllegierungen benotzt ka ginn. D'Aktivitéit, d'Selektivitéit an d'Stabilitéit vum Pëtrols-Rësskatalysator kënne verbessert ginn, andeems Praseodym-Neodym-Konzentrat an den Y-Zeolit-Molekularsieb bäigefüügt gëtt. Als Plastikmodifikatiounsadditiv kann d'Zousätzlech vu Praseodym-Neodym-Anreicherung zu Polytetrafluorethylen (PTFE) d'Verschleißbeständegkeet vu PTFE däitlech verbesseren.
Selten ÄerdPermanentmagnetmaterialien sinn haut dat beléifste Beräich vun der Uwendung vu seltenen Äerdmetaller. Praseodym eleng ass net e ganz aussergewéinlecht Permanentmagnetmaterial, awer et ass en exzellent synergistescht Element, dat d'Magnéitesch Eegeschafte verbessere kann. D'Zousätzlech vun enger entspriechender Quantitéit u Praseodym kann d'Leeschtung vu Permanentmagnetmaterialien effektiv verbesseren. Et kann och d'Antioxidantienleistung (Loftkorrosiounsbeständegkeet) an d'mechanesch Eegeschafte vu Magnete verbesseren, a gouf wäit verbreet a verschiddenen elektroneschen Apparater a Motoren agesat.
Praseodym kann och fir d'Schleifen an d'Poléiere vu Materialien benotzt ginn. Wéi mir all wëssen, ass rengt Cerium-baséiert Polierpulver normalerweis hellgiel, wat e qualitativ héichwäertegt Poliermaterial fir optescht Glas ass, an huet dat rout Eisenoxidpulver ersat, dat eng niddreg Poliereffizienz huet a d'Produktiounsëmfeld verschmotzt. D'Leit hunn festgestallt, datt Praseodym gutt Poliereigenschaften huet. Polierpulver aus seltenen Äerdmetaller, déi Praseodym enthalen, erschéngt routbrong, och bekannt als "rout Pulver", awer dës rout Faarf ass net Eisenoxidrout, awer wéinst der Präsenz vu Praseodymoxid gëtt d'Faarf vum Polierpulver aus seltenen Äerdmetaller méi däischter. Praseodym gouf och als neit Schleifmaterial benotzt fir Korund-Schleifrieder mat Praseodym ze maachen. Am Verglach mat wäissem Aluminiumoxid kënnen d'Effizienz an d'Haltbarkeet ëm méi wéi 30% verbessert ginn beim Schleife vu Kuelestoffstrukturstol, Edelstol an Héichtemperaturlegierungen. Fir d'Käschten ze reduzéieren, goufen Praseodym-Neodym-angeräichert Materialien an der Vergaangenheet dacks als Rohmaterial benotzt, dofir den Numm Praseodym-Neodym-Korund-Schleifried.
Silikatkristaller, déi mat Praseodymionen dotiert sinn, goufen benotzt fir Liichtimpulser op e puer honnert Meter pro Sekonn ze verlangsamen.
Wann Praseodymoxid zu Zirkoniumsilikat bäigefüügt gëtt, gëtt et hellgiel a kann als Keramikpigment benotzt ginn - Praseodymgiel. Praseodymgiel (Zr02-Pr6Oll-Si02) gëllt als dat bescht gielt Keramikpigment, dat bis zu 1000 ℃ stabil bleift a fir eenzel oder nei Verbrennungsprozesser benotzt ka ginn.
Praseodym gëtt och als Glasfaarfstoff benotzt, mat räiche Faarwen a groussem potenziellen Maart. Praseodymgréng Glasprodukter mat helle Porregréng a Fréijoersgréng Faarwe kënne produzéiert ginn, déi benotzt kënne ginn fir gréng Filteren an och fir Konscht- a Bastelglas ze produzéieren. Wann een dem Glas Praseodymoxid a Ceroxid bäigëtt, kann dat als Schutzbrëll beim Schweessen benotzt ginn. Praseodymsulfid kann och als gréngt Plastikfaarfstoff benotzt ginn.
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 29. Mee 2023