Prazeodīmsir trešais visizplatītākais lantanīda elements ķīmisko elementu periodiskajā tabulā, un tā daudzums garozā ir 9,5 ppm, tikai zemāks parcērijs, itrijs,lantāns, unskandijs.Tas ir piektais visbiežāk sastopamais elements retzemju metālos.Bet tāpat kā viņa vārds,prazeodīmsir vienkāršs un neizrotāts retzemju dzimtas pārstāvis.
CF Auer Von Welsbach atklāja prazeodīmu 1885. gadā.
1751. gadā zviedru mineralogs Aksels Fredriks Kronšteds Bastnas ieguves apgabalā atrada smagu minerālu, ko vēlāk nosauca par cerītu.Pēc trīsdesmit gadiem piecpadsmitgadīgais Vilhelms Hisingers no ģimenes, kurai piederēja raktuves, nosūtīja savus paraugus Kārlim Šēlam, taču viņš neatklāja nekādus jaunus elementus.1803. gadā pēc tam, kad Singers kļuva par kalēju, viņš kopā ar J ö ns Jacob Berzelius atgriezās ieguves apgabalā un atdalīja jaunu oksīdu — pundurplanētu Cereru, ko viņi atklāja pirms diviem gadiem.Ceriju neatkarīgi atdalīja Martins Heinrihs Klaprots Vācijā.
Laikā no 1839. līdz 1843. gadam zviedru ķirurgs un ķīmiķis Karls Gustafs Mosanders atklāja, kacērija oksīdsbija oksīdu maisījums.Viņš atdalīja divus citus oksīdus, kurus viņš sauca par lantānu un didīmiju par “didīmiju” (grieķu valodā nozīmē “dvīņi”).Viņš daļēji sadalījāscērija nitrātsparaugu, apgrauzdējot to gaisā, un pēc tam apstrādājot to ar atšķaidītu slāpekļskābi, lai iegūtu oksīdu.Tāpēc metāli, kas veido šos oksīdus, tiek nosauktilantānsunprazeodīms.
1885. gadā austrietis CF Auers fon Velsbahs, kurš izgudroja torija cērija tvaika lampas marles apvalku, veiksmīgi atdalīja “praseodīma neodīma” – “savienotos dvīņus”, no kuriem tika atdalīts zaļais prazeodīma sāls un rozā krāsas neodīma sāls. divi jauni elementi.Viens no tiem ir nosaukts par "prazeodīmu", kas cēlies no grieķu vārda prason, kas nozīmē zaļš savienojums, jo prazeodīma sālsūdens šķīdumam būs spilgti zaļa krāsa;Otrs elements ir nosaukts "Neodīms“.“Savienoto dvīņu” veiksmīgā atdalīšana ļāva viņiem neatkarīgi parādīt savus talantus.
Sudraba balts metāls, mīksts un elastīgs.Prazeodīmam istabas temperatūrā ir sešstūra kristāla struktūra.Korozijas izturība gaisā ir spēcīgāka nekā lantānam, cērijam, neodīmam un eiropijam, taču, pakļaujot to gaisa iedarbībai, veidojas trausla melnā oksīda slānis, un viena centimetra izmēra prazeodīma metāla paraugs pilnībā sarūsē aptuveni gada laikā.
Tāpat kā lielākā daļaretzemju elementi, prazeodīms visticamāk veido +3 oksidācijas stāvokli, kas ir tā vienīgais stabilais stāvoklis ūdens šķīdumos.Prazeodīms dažos zināmos cietos savienojumos ir oksidācijas stāvoklī +4, un matricas atdalīšanas apstākļos tas var sasniegt unikālu +5 oksidācijas stāvokli starp lantanīda elementiem.
Prazeodīma ūdens jonu izmanto šartreuse, un daudzi prazeodīma lietojumi rūpniecībā ir saistīti ar tā spēju filtrēt dzelteno gaismu gaismas avotos.
Praseodīma elektroniskais izkārtojums
Elektroniskās emisijas:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p66s2 4f3
Prazeodīma 59 elektroni ir sakārtoti kā [Xe] 4f36s2.Teorētiski visus piecus ārējos elektronus var izmantot kā valences elektronu, bet visu piecu ārējo elektronu izmantošanai nepieciešami ekstremāli apstākļi.Parasti prazeodīms savos savienojumos izstaro tikai trīs vai četrus elektronus.Praseodīms ir pirmais lantanīda elements ar elektronisku konfigurāciju, kas atbilst Aufbau principam.Tās 4f orbitālei ir zemāks enerģijas līmenis nekā 5d orbitālei, kas nav attiecināms uz lantānu un cēriju, jo pēkšņa 4f orbitāles saraušanās notiek tikai pēc lantāna un nav pietiekama, lai izvairītos no 5d čaulas aizņemšanas cērijā.Tomēr cietajam prazeodīmam ir [Xe] 4f25d16s2 konfigurācija, kur viens elektrons 5d apvalkā atgādina visus pārējos trīsvērtīgos lantanīda elementus (izņemot eiropiju un iterbiju, kas ir divvērtīgi metāliskajos stāvokļos).
Tāpat kā vairums lantanīda elementu, prazeodīms parasti izmanto tikai trīs elektronus kā valences elektronu, un pārējiem 4f elektroniem ir spēcīga saistīšanās iedarbība: tas ir tāpēc, ka 4f orbīta iet caur elektrona inerto ksenona kodolu, lai sasniegtu kodolu, kam seko 5d un 6s. , un palielinās, palielinoties jonu lādiņam.Tomēr prazeodīms joprojām var turpināt zaudēt ceturto un pat dažkārt piekto valences elektronu, jo tas parādās ļoti agri lantanīda sistēmā, kur kodollādiņš joprojām ir pietiekami zems un 4f apakščaulas enerģija ir pietiekami augsta, lai varētu noņemt vairāk valences elektronu.
Prazeodīms un visi lantanīda elementi (izņemotlantāns, iterbijsunlutēcijs, nav nepāra 4f elektronu) ir paramagnētisms istabas temperatūrā.Atšķirībā no citiem retzemju metāliem, kuriem zemās temperatūrās piemīt antiferomagnētiska vai feromagnētiska secība, prazeodīms ir paramagnētisms visās temperatūrās virs 1K
Prazeodīma lietošana
Prazeodīmu galvenokārt izmanto jauktu retzemju metālu veidā, piemēram, kā attīrošu un modificējošu līdzekli metālu materiāliem, ķīmiskiem katalizatoriem, lauksaimniecības retzemju metāliem utt.Prazeodīma neodīmsir vislīdzīgākais un grūtāk atdalāmais retzemju elementu pāris, ko ir grūti atdalīt ar ķīmiskām metodēm.Rūpnieciskajā ražošanā parasti izmanto ekstrakcijas un jonu apmaiņas metodes.Ja tos izmanto pa pāriem bagātināta prazeodīma neodīma veidā, to kopīgumu var pilnībā izmantot, turklāt cena ir lētāka nekā viena elementa produktiem.
Prazeodīma neodīma sakausējums(prazeodīma neodīma metāls)ir kļuvis par neatkarīgu produktu, ko var izmantot gan kā pastāvīgo magnētu materiālu, gan kā modifikācijas piedevu krāsaino metālu sakausējumiem.Naftas krekinga katalizatora aktivitāti, selektivitāti un stabilitāti var uzlabot, pievienojot prazeodīma neodīma koncentrātu Y ceolīta molekulārajā sietā.Kā plastmasas modifikācijas piedeva prazeodīma neodīma bagātināšanas pievienošana politetrafluoretilēnam (PTFE) var ievērojami uzlabot PTFE nodilumizturību.
RetzemePastāvīgo magnētu materiāli mūsdienās ir vispopulārākais retzemju pielietojuma lauks.Prazeodīms vien nav izcils kā pastāvīgā magnēta materiāls, taču tas ir lielisks sinerģisks elements, kas var uzlabot magnētiskās īpašības.Atbilstoša daudzuma prazeodīma pievienošana var efektīvi uzlabot pastāvīgo magnētu materiālu veiktspēju.Tas var arī uzlabot antioksidantu veiktspēju (gaisa izturību pret koroziju) un magnētu mehāniskās īpašības, un to plaši izmanto dažādās elektroniskās ierīcēs un motoros.
Prazeodīmu var izmantot arī materiālu slīpēšanai un pulēšanai.Kā mēs visi zinām, tīrs cērija bāzes pulēšanas pulveris parasti ir gaiši dzeltens, kas ir augstas kvalitātes optiskā stikla pulēšanas materiāls, un tas ir aizstājis dzelzs oksīda sarkano pulveri, kam ir zema pulēšanas efektivitāte un kas piesārņo ražošanas vidi.Cilvēki ir atklājuši, ka prazeodīmam ir labas pulēšanas īpašības.Prazeodīmu saturošs retzemju pulvera pulveris izskatīsies sarkanbrūns, pazīstams arī kā “sarkanais pulveris”, taču šī sarkanā krāsa nav dzelzs oksīda sarkana, bet prazeodīma oksīda klātbūtnes dēļ retzemju pulvera krāsa kļūst tumšāka.Prazeodīms ir izmantots arī kā jauns slīpēšanas materiāls, lai izgatavotu korunda slīpripas, kas satur prazeodīmu.Salīdzinot ar balto alumīnija oksīdu, efektivitāti un izturību var uzlabot par vairāk nekā 30%, slīpējot oglekļa strukturālo tēraudu, nerūsējošo tēraudu un augstas temperatūras sakausējumus.Lai samazinātu izmaksas, agrāk kā izejmateriāli bieži tika izmantoti ar prazeodīma neodīma bagātināti materiāli, tāpēc arī nosaukums prazeodīma neodīma korunda slīpripas.
Silikāta kristāli, kas leģēti ar prazeodīma joniem, ir izmantoti, lai palēninātu gaismas impulsus līdz vairākiem simtiem metru sekundē.
Prazeodīma oksīda pievienošana cirkonija silikātam kļūs spilgti dzeltena, un to var izmantot kā keramikas pigmentu – prazeodīma dzelteno.Prazeodīma dzeltenais (Zr02-Pr6Oll-Si02) tiek uzskatīts par labāko dzelteno keramikas pigmentu, kas saglabājas stabils līdz 1000 ℃ temperatūrā un var tikt izmantots vienreizējiem vai atkārtotas sadedzināšanas procesiem.
Prazeodīms tiek izmantots arī kā stikla krāsviela ar bagātīgām krāsām un lielu tirgus potenciālu.Var ražot praseodīma zaļā stikla izstrādājumus ar koši puravu zaļu un lociņu zaļu krāsu, ko var izmantot zaļo filtru ražošanai, kā arī mākslas un amatniecības stiklam.Prazeodīma oksīda un cērija oksīda pievienošanu stiklam var izmantot kā metināšanas aizsargbrilles.Prazeodīma sulfīdu var izmantot arī kā zaļu plastmasas krāsvielu.
Izsūtīšanas laiks: 2023. gada 29. maijs