Praseodimyumkimyasal elementlerin periyodik tablosunda en bol bulunan üçüncü lantanit elementidir, kabukta 9,5 ppm bolluğu vardır, sadece daha düşüktürseryum, itriyum,lantan, Veskandiyum. Nadir toprak elementleri arasında beşinci en bol bulunan elementtir. Fakat tıpkı ismi gibi,praseodimyumnadir toprak ailesinin sade ve sade bir üyesidir.
Praseodimyumu 1885 yılında CF Auer Von Welsbach keşfetti.
1751'de İsveçli mineralog Axel Fredrik Cronstedt, Bastnäs madencilik alanında ağır bir mineral buldu ve bu mineral daha sonra cerite olarak adlandırıldı. Otuz yıl sonra, madenin sahibi olan aileden on beş yaşındaki Vilhelm Hisinger, örneklerini Carl Scheele'ye gönderdi ancak yeni elementler keşfetmedi. 1803'te Singer demirci olduktan sonra, J ö ns Jacob Berzelius ile madencilik alanına geri döndü ve iki yıl önce keşfettikleri cüce gezegen Ceres'i yeni bir oksit olarak ayırdı. Ceria, Martin Heinrich Klaproth tarafından Almanya'da bağımsız olarak ayrıldı.
1839 ve 1843 yılları arasında İsveçli cerrah ve kimyager Carl Gustaf Mosander şunu keşfetti:seryum oksitoksitlerin bir karışımıydı. Lantana ve didymia adını verdiği diğer iki oksidi ayırdı (Yunancada "ikizler" anlamına gelir). Kısmen ayrıştırdıseryum nitrathavada kavurarak numuneyi alır ve ardından oksit elde etmek için seyreltik nitrik asitle işlemden geçirir. Bu oksitleri oluşturan metaller bu nedenle şu şekilde adlandırılır:lantanVepraseodimyum.
1885 yılında, toryum seryum buhar lambası gazlı bez kapağını icat eden Avusturyalı CF Auer Von Welsbach, yeşil praseodim tuzu ve gül renkli neodim tuzunun ayrıldığı ve iki yeni element olduğu belirlenen “yapışık ikizler” olan “praseodim neodim”i başarıyla ayırdı. Bunlardan biri, praseodim tuzu suyunun çözeltisi parlak yeşil bir renk sunacağı için Yunanca yeşil bileşik anlamına gelen prason kelimesinden gelen “Praseodim” olarak adlandırılır; Diğer element ise “Neodimyum“Siyam ikizlerinin” başarılı bir şekilde ayrılması, onların yeteneklerini bağımsız bir şekilde sergilemelerine olanak sağladı.
Gümüş beyaz metal, yumuşak ve sünek. Praseodimyum oda sıcaklığında altıgen kristal yapıya sahiptir. Havadaki korozyon direnci lantan, seryum, neodimyum ve europiyumdan daha güçlüdür, ancak havaya maruz kaldığında kırılgan siyah oksit tabakası oluşur ve bir santimetre büyüklüğündeki praseodimyum metal örneği yaklaşık bir yıl içinde tamamen korozyona uğrar.
Çoğu gibinadir toprak elementleri, praseodimyumun sulu çözeltilerdeki tek kararlı hali olan a+3 oksidasyon durumunu oluşturma olasılığı daha yüksektir. Praseodimyum, bazı bilinen katı bileşiklerde a+4 oksidasyon durumunda bulunur ve matris ayırma koşulları altında lantanit elementleri arasında benzersiz bir +5 oksidasyon durumuna ulaşabilir.
Sulu praseodim iyonu açık yeşil renktedir ve praseodimin birçok endüstriyel kullanımı, ışık kaynaklarındaki sarı ışığı filtreleme yeteneği ile ilgilidir.
Praseodimyum elektronik düzeni
Elektronik emisyonlar:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p66s2 4f3
Praseodimyumun 59 elektronu [Xe] 4f36s2 olarak düzenlenmiştir. Teorik olarak, beş dış elektronun hepsi değerlik elektronu olarak kullanılabilir, ancak beş dış elektronun hepsinin kullanımı aşırı koşullar gerektirir. Genellikle, praseodimyum bileşiklerinde sadece üç veya dört elektron yayar. Praseodimyum, Aufbau ilkesine uyan bir elektronik konfigürasyona sahip ilk lantanit elementidir. 4f orbitalinin enerji seviyeleri 5d orbitalinden daha düşüktür ve bu lantan ve seryum için geçerli değildir, çünkü 4f orbitalinin ani daralması lantandan sonra gerçekleşir ve seryumda 5d kabuğunu işgal etmekten kaçınmak için yeterli değildir. Bununla birlikte, katı praseodimyum [Xe] 4f25d16s2 konfigürasyonu sergiler, burada 5d kabuğundaki bir elektron diğer tüm üç değerlikli lantanit elementlerine benzer (metalik hallerde iki değerlikli olan europiyum ve iterbiyum hariç).
Çoğu lantanit elementi gibi, praseodimyum da genellikle değerlik elektronu olarak sadece üç elektron kullanır ve kalan 4f elektronları güçlü bir bağlanma etkisine sahiptir: bunun nedeni, 4f yörüngesinin çekirdeğe ulaşmak için elektronun inert ksenon çekirdeğinden geçmesi, ardından 5d ve 6s'nin gelmesi ve iyonik yükün artmasıyla artmasıdır. Ancak, praseodimyum dördüncü ve hatta bazen beşinci değerlik elektronunu kaybetmeye devam edebilir, çünkü lantanit sisteminde çok erken ortaya çıkar, burada nükleer yük hala yeterince düşüktür ve 4f alt kabuk enerjisi daha fazla değerlik elektronunun çıkarılmasına izin verecek kadar yüksektir.
Praseodimyum ve tüm lantanit elementleri (hariç)lantan, iterbiyumVelutesyum, eşleşmemiş 4f elektronu yoktur) oda sıcaklığında paramanyetizmadır. Düşük sıcaklıklarda antiferromanyetik veya ferromanyetik düzen sergileyen diğer nadir toprak metallerinin aksine, praseodimyum 1K'nin üzerindeki tüm sıcaklıklarda paramanyetizmadır
Praseodimyumun Uygulaması
Praseodimyum çoğunlukla karışık nadir toprak elementleri formunda, örneğin metal malzemeler için bir arıtma ve modifiye edici madde, kimyasal katalizörler, tarımsal nadir toprak elementleri vb. olarak kullanılır.Praseodimyum neodimyumkimyasal yöntemlerle ayrılması zor olan nadir toprak elementlerinin en benzer ve ayrılması zor çiftidir. Endüstriyel üretim genellikle çıkarma ve iyon değişimi yöntemlerini kullanır. Zenginleştirilmiş praseodimyum neodimyum şeklinde çiftler halinde kullanılırlarsa, ortaklıkları tam olarak değerlendirilebilir ve fiyatı da tek elementli ürünlerden daha ucuzdur.
Praseodimyum neodimyum alaşımı(praseodimyum neodimyum metal)hem kalıcı mıknatıs malzemesi hem de demir dışı metal alaşımları için bir modifikasyon katkı maddesi olarak kullanılabilen bağımsız bir ürün haline gelmiştir. Petrol kraking katalizörünün aktivitesi, seçiciliği ve kararlılığı, Y zeolit moleküler eleğine praseodimyum neodimyum konsantresi eklenerek iyileştirilebilir. Plastik bir modifikasyon katkı maddesi olarak, politetrafloroetilene (PTFE) praseodimyum neodimyum zenginleştirmesi eklemek, PTFE'nin aşınma direncini önemli ölçüde iyileştirebilir.
Nadir toprakKalıcı mıknatıs malzemeleri günümüzde nadir toprak uygulamalarının en popüler alanıdır. Praseodim tek başına kalıcı mıknatıs malzemesi olarak olağanüstü değildir, ancak manyetik özellikleri iyileştirebilen mükemmel bir sinerjik elementtir. Uygun miktarda praseodim eklemek kalıcı mıknatıs malzemelerinin performansını etkili bir şekilde iyileştirebilir. Ayrıca mıknatısların antioksidan performansını (hava korozyon direnci) ve mekanik özelliklerini iyileştirebilir ve çeşitli elektronik cihazlarda ve motorlarda yaygın olarak kullanılmıştır.
Praseodimyum ayrıca malzemelerin taşlanması ve parlatılması için de kullanılabilir. Hepimizin bildiği gibi, saf seryum bazlı parlatma tozu genellikle açık sarıdır, optik cam için yüksek kaliteli bir parlatma malzemesidir ve düşük parlatma verimliliğine sahip olan ve üretim ortamını kirleten demir oksit kırmızı tozunun yerini almıştır. İnsanlar praseodimyumun iyi parlatma özelliklerine sahip olduğunu bulmuşlardır. Praseodimyum içeren nadir toprak parlatma tozu, "kırmızı toz" olarak da bilinen kırmızımsı kahverengi görünecektir, ancak bu kırmızı renk demir oksit kırmızısı değildir, ancak praseodimyum oksitin varlığı nedeniyle nadir toprak parlatma tozunun rengi daha koyu hale gelir. Praseodimyum ayrıca praseodimyum içeren korindon taşlama tekerlekleri yapmak için yeni bir taşlama malzemesi olarak kullanılmıştır. Beyaz alümina ile karşılaştırıldığında, karbon yapı çeliği, paslanmaz çelik ve yüksek sıcaklık alaşımları taşlanırken verimlilik ve dayanıklılık %30'dan fazla artırılabilir. Maliyetleri düşürmek için geçmişte ham madde olarak praseodim neodimyumla zenginleştirilmiş malzemeler sıklıkla kullanılmış, bu nedenle bu malzemelere praseodimyum neodimyum korindon taşlama taşı adı verilmiştir.
Praseodim iyonlarıyla katkılanmış silikat kristalleri, ışık atımlarının hızını saniyede birkaç yüz metreye kadar yavaşlatmak için kullanılıyor.
Zirkonyum silikata praseodim oksit eklenmesi parlak sarıya döner ve seramik pigment olarak kullanılabilir - praseodim sarısı. Praseodim sarısı (Zr02-Pr6Oll-Si02), 1000 ℃'ye kadar stabil kalan ve tek seferlik veya yeniden yakma işlemlerinde kullanılabilen en iyi sarı seramik pigmenti olarak kabul edilir.
Praseodimyum ayrıca zengin renklere ve büyük potansiyel pazara sahip bir cam renklendirici olarak kullanılır. Parlak pırasa yeşili ve soğan yeşili renklerine sahip praseodimyum yeşil cam ürünleri üretilebilir, bunlar yeşil filtreler üretmek ve ayrıca sanat ve el sanatları camı için kullanılabilir. Cama praseodimyum oksit ve seryum oksit eklemek kaynak için gözlük olarak kullanılabilir. Praseodimyum sülfür ayrıca yeşil plastik renklendirici olarak kullanılabilir.
Yayınlanma zamanı: 29-Mayıs-2023