Praseodimioes el tercer elemento lantánido más abundante en la tabla periódica de elementos químicos, con una abundancia de 9,5 ppm en la corteza, solo inferior acerio, itrio,lantano, yescandio.Es el quinto elemento más abundante en las tierras raras.Pero al igual que su nombre,praseodimioEs un miembro simple y sin adornos de la familia de las tierras raras.
CF Auer Von Welsbach descubrió el praseodimio en 1885.
En 1751, el mineralogista sueco Axel Fredrik Cronstedt encontró en la zona minera de Bastnäs un mineral pesado que más tarde recibió el nombre de cerita.Treinta años más tarde, Vilhelm Hisinger, de quince años, de la familia propietaria de la mina, envió sus muestras a Carl Scheele, pero él no descubrió ningún elemento nuevo.En 1803, después de convertirse en herrero, Singer regresó a la zona minera con Jöns Jacob Berzelius y separó un nuevo óxido, el planeta enano Ceres, que descubrieron hace dos años.Ceria fue separada de forma independiente por Martin Heinrich Klaproth en Alemania.
Entre 1839 y 1843, el cirujano y químico sueco Carl Gustaf Mosander descubrió queóxido de cerioEra una mezcla de óxidos.Separó otros dos óxidos, a los que llamó lanthana y didymia "didymia" (que significa "gemelos" en griego).Descompuso parcialmente elnitrato de ceriomuestra tostándola al aire y luego la trató con ácido nítrico diluido para obtener el óxido.Por eso los metales que forman estos óxidos se denominanlantanoypraseodimio.
En 1885, CF Auer Von Welsbach, un austriaco que inventó la cubierta de gasa de la lámpara de vapor de torio y cerio, separó con éxito el “praseodimio neodimio”, los “gemelos siameses”, de los cuales se separó la sal de praseodimio verde y la sal de neodimio de color rosa y se determinó que eran dos nuevos elementos.Uno se llama “Praseodimio”, que proviene de la palabra griega prason, que significa compuesto verde porque una solución de agua salada de praseodimio presentará un color verde brillante;El otro elemento se llama “Neodimio“.La exitosa separación de los “gemelos siameses” les permitió mostrar sus talentos de forma independiente.
Metal blanco plateado, blando y dúctil.El praseodimio tiene una estructura cristalina hexagonal a temperatura ambiente.La resistencia a la corrosión en el aire es más fuerte que la del lantano, el cerio, el neodimio y el europio, pero cuando se expone al aire, se produce una capa de frágil óxido negro y una muestra de metal de praseodimio de un centímetro de tamaño se corroe completamente en aproximadamente un año.
Me gusta másextraños elementos de la Tierra, es más probable que el praseodimio forme un estado de oxidación +3, que es su único estado estable en soluciones acuosas.El praseodimio existe en un estado de oxidación +4 en algunos compuestos sólidos conocidos y, en condiciones de separación de la matriz, puede alcanzar un estado de oxidación +5 único entre los elementos lantánidos.
El ion praseodimio acuoso es chartreuse y muchos usos industriales del praseodimio implican su capacidad para filtrar la luz amarilla en fuentes de luz.
Diseño electrónico de praseodimio.
Emisiones electrónicas:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p66s2 4f3
Los 59 electrones del praseodimio están dispuestos como [Xe]4f36s2.Teóricamente, los cinco electrones externos pueden usarse como electrones de valencia, pero el uso de los cinco electrones externos requiere condiciones extremas.Generalmente, el praseodimio sólo emite tres o cuatro electrones en sus compuestos.El praseodimio es el primer elemento lantánido con una configuración electrónica que se ajusta al principio de Aufbau.Su orbital 4f tiene niveles de energía más bajos que el orbital 5d, lo cual no es aplicable al lantano y al cerio, ya que la contracción repentina del orbital 4f no ocurre hasta después del lantano y no es suficiente para evitar ocupar la capa 5d en el cerio.Sin embargo, el praseodimio sólido exhibe una configuración [Xe] 4f25d16s2, donde un electrón en la capa 5d se parece a todos los demás elementos lantánidos trivalentes (excepto el europio y el iterbio, que son divalentes en estados metálicos).
Como la mayoría de los elementos lantánidos, el praseodimio generalmente usa solo tres electrones como electrones de valencia, y los electrones 4f restantes tienen un fuerte efecto de unión: esto se debe a que la órbita 4f pasa a través del núcleo de xenón inerte del electrón para llegar al núcleo, seguida por 5d y 6s. , y aumenta con el aumento de la carga iónica.Sin embargo, el praseodimio aún puede seguir perdiendo el cuarto e incluso ocasionalmente el quinto electrón de valencia, porque aparece muy temprano en el sistema de lantánidos, donde la carga nuclear aún es lo suficientemente baja y la energía de la subcapa 4f es lo suficientemente alta como para permitir la eliminación de más electrones de valencia.
Praseodimio y todos los elementos lantánidos (exceptolantano, iterbioylutecio, no hay electrones 4f desapareados) son paramagnetismo a temperatura ambiente.A diferencia de otros metales de tierras raras que exhiben ordenamiento antiferromagnético o ferromagnético a bajas temperaturas, el praseodimio es paramagnetismo en todas las temperaturas superiores a 1K.
Aplicación de praseodimio
El praseodimio se utiliza principalmente en forma de tierras raras mixtas, como agente purificador y modificador de materiales metálicos, catalizadores químicos, tierras raras agrícolas, etc.neodimio praseodimioes el par de elementos de tierras raras más similar y difícil de separar, que es difícil de separar mediante métodos químicos.La producción industrial suele utilizar métodos de extracción e intercambio iónico.Si se usan en pares en forma de praseodimio neodimio enriquecido, sus puntos en común se pueden aprovechar al máximo y el precio también es más económico que los productos de un solo elemento.
Aleación de praseodimio y neodimio(praseodimio neodimio metal)se ha convertido en un producto independiente, que puede utilizarse como material magnético permanente y como aditivo de modificación para aleaciones de metales no ferrosos.La actividad, selectividad y estabilidad del catalizador de craqueo de petróleo se pueden mejorar agregando concentrado de praseodimio y neodimio al tamiz molecular de zeolita Y.Como aditivo de modificación de plástico, agregar enriquecimiento de praseodimio y neodimio al politetrafluoroetileno (PTFE) puede mejorar significativamente la resistencia al desgaste del PTFE.
Tierra extrañaLos materiales magnéticos permanentes son el campo más popular de aplicaciones de tierras raras en la actualidad.El praseodimio por sí solo no destaca como material magnético permanente, pero es un excelente elemento sinérgico que puede mejorar las propiedades magnéticas.Agregar una cantidad adecuada de praseodimio puede mejorar eficazmente el rendimiento de los materiales magnéticos permanentes.También puede mejorar el rendimiento antioxidante (resistencia a la corrosión del aire) y las propiedades mecánicas de los imanes, y se ha utilizado ampliamente en diversos dispositivos electrónicos y motores.
El praseodimio también se puede utilizar para esmerilar y pulir materiales.Como todos sabemos, el polvo de pulido a base de cerio puro suele ser de color amarillo claro, que es un material de pulido de alta calidad para vidrio óptico y ha reemplazado el polvo rojo de óxido de hierro que tiene una baja eficiencia de pulido y contamina el entorno de producción.La gente ha descubierto que el praseodimio tiene buenas propiedades de pulido.El polvo de pulido de tierras raras que contiene praseodimio tendrá un color marrón rojizo, también conocido como "polvo rojo", pero este color rojo no es rojo óxido de hierro, pero debido a la presencia de óxido de praseodimio, el color del polvo de pulido de tierras raras se vuelve más oscuro.El praseodimio también se ha utilizado como nuevo material abrasivo para fabricar muelas de corindón que contienen praseodimio.En comparación con la alúmina blanca, la eficiencia y la durabilidad se pueden mejorar en más de un 30 % al rectificar acero estructural al carbono, acero inoxidable y aleaciones de alta temperatura.Para reducir costes, en el pasado se utilizaban a menudo materiales enriquecidos con praseodimio y neodimio como materia prima, de ahí el nombre de muela abrasiva de corindón y praseodimio.
Se han utilizado cristales de silicato dopados con iones de praseodimio para ralentizar los pulsos de luz a varios cientos de metros por segundo.
Agregar óxido de praseodimio al silicato de circonio se volverá amarillo brillante y puede usarse como pigmento cerámico: amarillo praseodimio.El amarillo de praseodimio (Zr02-Pr6Oll-Si02) se considera el mejor pigmento cerámico amarillo, que permanece estable hasta 1000 ℃ y puede usarse para procesos de una sola vez o de requemado.
El praseodimio también se utiliza como colorante de vidrio, con colores intensos y un gran mercado potencial.Se pueden producir productos de vidrio verde praseodimio con colores verde puerro brillante y verde cebollín, que se pueden utilizar para producir filtros verdes y también para vidrio artístico y artesanal.Agregar óxido de praseodimio y óxido de cerio al vidrio se puede usar como gafas para soldar.El sulfuro de praseodimio también se puede utilizar como colorante plástico verde.
Hora de publicación: 29 de mayo de 2023