Praseodymär det tredje vanligaste lantanidelementet i det periodiska tabellen över kemiska element, med ett överflöd på 9,5 ppm i jordskorpan, bara lägre äncerium, yttrium,lantanochskandium. Det är det femte vanligaste elementet på sällsynta jordar. Men precis som hans namn,praseodymär en enkel och osmyckad medlem av familjen Rare Earth.
CF Auer von Welsbach upptäckte Praseodymium 1885.
År 1751 fann den svenska mineralogisten Axel Fredrik Cronstedt ett tungt mineral i Bastn ä s gruvområdet, som senare kallades Cerite. Trettio år senare skickade femton år gamla Vilhelm Hisinger från familjen som ägde gruvan sina prover till Carl Scheele, men han upptäckte inga nya element. År 1803, efter att Singer blev en smed, återvände han till gruvområdet med J Ö NS Jacob Berzelius och separerade en ny oxid, dvärgplaneten Ceres, som de upptäckte för två år sedan. Ceria separerades oberoende av Martin Heinrich Klaproth i Tyskland.
Mellan 1839 och 1843 upptäckte svensk kirurg och kemist Carl Gustaf Mosander detceriumoxidvar en blandning av oxider. Han separerade två andra oxider, som han kallade Lanthana och Didymia "Didymia" (vilket betyder "tvillingar" på grekiska). Han sönderdelade delvisceriumnitratProv genom att steka den i luften och behandlade den sedan med utspädd salpetersyra för att erhålla oxiden. Metallerna som bildar dessa oxider kallas därförlantanochpraseodym.
År 1885 separerade CF Auer von Welsbach, en österrikisk som uppfann thorium cerium ånglampan och separerade framgångsrikt "praseodymium neodymium", de "sammanfogade tvillingarna", från vilket grönt praseodymsalt och rosfärgat neodymiumsalt separerades och bestämdes att vara två nya element. Den ena heter "Praseodymium", som kommer från det grekiska ordet Prason, vilket betyder grön förening eftersom en lösning av saltvatten i praseodym kommer att ge en ljusgrön färg; Det andra elementet heter "Neodym". Den framgångsrika separationen av de "sammanfogade tvillingarna" gjorde det möjligt för dem att visa sina talanger oberoende.
Silver vit metall, mjuk och duktil. Praseodymium har en hexagonal kristallstruktur vid rumstemperatur. Korrosionsresistensen i luften är starkare än för lantan, cerium, neodym och europium, men när det utsätts för luft produceras ett skikt av bräcklig svartoxid, och en en -centimeter storlek praseodymmetallprov korroderar helt inom ungefär ett år.
Som de flestasällsynta jordelement, Praseodymium kommer troligtvis att bilda ett+3 oxidationstillstånd, vilket är dess enda stabila tillstånd i vattenhaltiga lösningar. Praseodymium finns i ett+4 oxidationstillstånd i vissa kända fasta föreningar, och under matriseparationsförhållanden kan det nå ett unikt+5 oxidationstillstånd bland lantanidelement.
Den vattenhaltiga praseodymjonen är chartreuse, och många industriella användningar av praseodymium involverar dess förmåga att filtrera gult ljus i ljuskällor.
Praseodym elektronisk layout
Elektroniska utsläpp:
1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 4S2 3D10 4P6 5S2 4D10 5P66S2 4F3
De 59 elektronerna av praseodymium är arrangerade som [XE] 4F36S2. Teoretiskt kan alla fem yttre elektroner användas som valenselektron, men användningen av alla fem yttre elektroner kräver extrema förhållanden. I allmänhet avger praseodym endast tre eller fyra elektroner i dess föreningar. Praseodymium är det första lantanidelementet med en elektronisk konfiguration som överensstämmer med Aufbau -principen. Dess 4F -orbital har lägre energinivåer än 5D -orbitalen, som inte är tillämplig på lantan och cerium, eftersom den plötsliga sammandragningen av 4F -orbital inte inträffar förrän efter lanthanum och inte är tillräcklig för att undvika att ockupera 5D -skalet i cerium. Icke desto mindre uppvisar fast praseodym en [XE] 4F25D16S2 -konfiguration, där en elektron i 5D -skalet liknar alla andra trivalenta lantanidelement (med undantag för Europium och ytterbium, som är divalent i metalltillstånd).
Liksom de flesta lanthanidelement använder praseodym vanligtvis endast tre elektroner som valenselektron, och de återstående 4F -elektronerna har en stark bindande effekt: detta beror på att 4F -banan passerar genom den inerta xenonkärnan i elektronen för att nå kärnan, följt av 5D och 6s, och ökar med ökningen av ionisk laddning. Praseodymium kan emellertid fortfarande fortsätta att förlora den fjärde och till och med ibland den femte valenselektronen, eftersom den verkar mycket tidigt i Lanthanide -systemet, där kärnkraften fortfarande är tillräckligt låg, och 4F -underskalsenergin är tillräckligt hög för att tillåta borttagning av mer valenselektron.
Praseodymium och alla lanthanidelement (utomlantan, ytterbiumochlutetium, det finns inga oparade 4F -elektroner) är paramagnetism vid rumstemperatur. Till skillnad från andra sällsynta jordartsmetaller som uppvisar antiferromagnetisk eller ferromagnetisk beställning vid låga temperaturer är praseodymium paramagnetism vid alla temperaturer över 1K
Applicering av praseodym
Praseodymium används mest i form av blandade sällsynta jordar, till exempel som ett renande och modifierande medel för metallmaterial, kemiska katalysatorer, sällsynta jordbruks sällsynta jordar och så vidare.Praseodymneodymär det mest lika och svårt att separera par av sällsynta jordartselement, vilket är svårt att separera med kemiska metoder. Industriell produktion använder vanligtvis extraktions- och jonbytemetoder. Om de används i par i form av anrikat prasodymium neodym, kan deras gemensamhet användas fullt ut och priset är också billigare än enstaka elementprodukter.
Praseodymneodymlegering(Praseodymium neodymmetall)har blivit en oberoende produkt, som kan användas som både ett permanent magnetmaterial och ett modifieringstillsats för icke-järnhaltiga metoder. Aktiviteten, selektiviteten och stabiliteten hos petroleumsprickkatalysator kan förbättras genom att tillsätta praseodymiumneodymkoncentrat till y zeolit molekylsikt. Som ett plastmodifieringstillsats kan tillsats av praseodym -neodyminrikning till polytetrafluoroetylen (PTFE) förbättra slitmotståndet för PTFE.
Sällsynt jordPermanentmagnetmaterial är det mest populära området för sällsynta jordartsapplikationer idag. Praseodymium ensam är inte enastående som ett permanent magnetmaterial, men det är ett utmärkt synergistiskt element som kan förbättra magnetiska egenskaper. Att lägga till en lämplig mängd praseodymium kan effektivt förbättra prestandan för permanentmagnetmaterial. Det kan också förbättra antioxidantprestanda (luftkorrosionsbeständighet) och mekaniska egenskaper hos magneter och har använts allmänt i olika elektroniska anordningar och motorer.
Praseodymium kan också användas för slipning och poleringsmaterial. Som vi alla vet är ren ceriumbaserat poleringspulver vanligtvis ljusgult, vilket är ett högkvalitativt poleringsmaterial för optiskt glas och har ersatt järnoxidrött pulver som har låg poleringseffektivitet och förorenar produktionsmiljön. Människor har funnit att Praseodymium har goda poleringsegenskaper. Sällsynta jordarts poleringspulver som innehåller praseodym kommer att visas rödbrunt, även känt som "rött pulver", men denna röda färg är inte järnoxidröd, men på grund av närvaron av praseodymoxid blir färgen på det sällsynta jordartspulveret mörkare. Praseodymium har också använts som ett nytt slipmaterial för att göra korundsliphjul som innehåller praseodym. Jämfört med vit aluminiumoxid kan effektivitet och hållbarhet förbättras med mer än 30% vid malning av kolstål, rostfritt stål och högtemperaturlegeringar. För att minska kostnaderna användes ofta praseodym -neodymberikade material som råvaror tidigare, därmed namnet Praseodymium neodymium corundum sliphjul.
Silikatkristaller dopade med praseodymjoner har använts för att bromsa ljuspulser till flera hundra meter per sekund.
Att lägga till praseodymoxid till zirkoniumsilikat blir ljusgult och kan användas som ett keramiskt pigment - praseodymgul. Praseodymium Yellow (ZR02-PR6OLL-SI02) anses vara det bästa gula keramiska pigmentet, som förblir stabilt vid upp till 1000 ℃ och kan användas för engångs- eller återbannningsprocesser.
Praseodymium används också som glasfärg, med rika färger och stor potentiell marknad. Praseodymium Green Glass Products med ljusa purjolekgröna och scallion gröna färger kan produceras, som kan användas för att producera gröna filter och även för konst och hantverksglas. Att tillsätta praseodymoxid och ceriumoxid i glaset kan användas som glasögon för svetsning. Praseodymiumsulfid kan också användas som ett grönt plastfärgningsmedel.
Posttid: maj-29-2023