Το πρασεοδύμιο είναι το στοιχείο 59 στον περιοδικό πίνακα με το σύμβολο στοιχείων Pr. Είναι ένα από τα τα μέταλλα σπανίων γαιών ή λανθανίδες. Ακολουθεί μια συλλογή από ενδιαφέροντα γεγονότα για το πρασεοδύμιο, συμπεριλαμβανομένης της ιστορίας, των ιδιοτήτων, των χρήσεων και των πηγών.
- Το πρασεοδύμιο ανακαλύφθηκε από το σουηδικό χημικό Carl Mosander το 1841, αλλά δεν τον καθαρίζει. Ασχολήθηκε με δείγματα σπάνιων γαιών, τα οποία περιέχουν στοιχεία με παρόμοιες ιδιότητες, είναι εξαιρετικά δύσκολο να διαχωριστούν το ένα από το άλλο. Από ένα ακατέργαστο δείγμα νιτρικού δημητρίου, απομόνωσε ένα οξείδιο που ονομάζεται "λαντάνα", το οποίο ήταν οξείδιο του λανθανίου. Η Lantana αποδείχθηκε ότι ήταν ένα μείγμα οξειδίων. Ένα κλάσμα ήταν ένα ροζ κλάσμα που κάλεσε διδυμίου. Ο Per Teodor Cleve (1874) και ο Lecoq de Boisbaudran (1879) διαπίστωσαν ότι το διδρύμιο ήταν ένα μείγμα στοιχείων. Το 1885, ο Αυστριακός χημικός Carl von Welsbach διαχώρισε το διδύμιο στο πρασεοδύμιο και νεοδύμιο. Η πίστωση για την επίσημη ανακάλυψη και απομόνωση του στοιχείου 59 παρέχεται γενικά στον von Welsbach.
- Το Πρασεοδύμιο παίρνει το όνομα από τις ελληνικές λέξεις prasios, που σημαίνει "πράσινο", και δίδυμο, που σημαίνει "δίδυμο". Το "δίδυμο" τμήμα αναφέρεται στο στοιχείο που είναι το δίδυμο του νεοδυμίου στο διδύμιο, ενώ το "πράσινο" αναφέρεται στο χρώμα του αλατιού που απομονώθηκε από τον von Welsbach. Το πρασεοδύμιο σχηματίζει κατιόντα Pr (III), τα οποία είναι κιτρινωπά πράσινα σε νερό και γυαλί.
- Εκτός από την κατάσταση οξείδωσης +3, το Pr συμβαίνει επίσης σε +2, +4, και (μοναδικό για μια λανθανίδη) +5. Μόνο η κατάσταση +3 εμφανίζεται σε υδατικά διαλύματα.
- Το πρασεοδύμιο είναι ένα μαλακό άργυρο μέταλλο που αναπτύσσει μια επίστρωση πράσινου οξειδίου στον αέρα. Αυτή η επίστρωση ξεφλουδίζει ή ξεχειλίζει, εκθέτοντας φρέσκο μέταλλο στην οξείδωση. Για να αποφευχθεί η υποβάθμιση, το καθαρές πρασεοδύμιο αποθηκεύεται συνήθως υπό προστατευτική ατμόσφαιρα ή σε λάδι.
- Το στοιχείο 59 είναι εξαιρετικά Ελατός και ελατός. Το πρασεοδύμιο είναι ασυνήθιστο σε αυτό είναι παραμαγνητικό σε όλες τις θερμοκρασίες πάνω από 1 K. Άλλα μέταλλα σπάνιων γαιών είναι σιδηρομαγνητικά ή αντισφαιρομαγνητικά σε χαμηλές θερμοκρασίες.
- Το φυσικό πρασεοδύμιο αποτελείται από ένα σταθερό ισότοπο, το πρασεοδύμιο-141. 38 ραδιοϊσότοπα είναι γνωστά, το πιο σταθερό είναι το Pr-143, το οποίο έχει χρόνο ημιζωής 13,57 ημέρες. Τα ισότοπα πρασεοδυμίου κυμαίνονται από τον αριθμό μάζας 121 έως 159. 15 πυρηνικά ισομερή είναι επίσης γνωστά.
- Πρασεοδύμιο συμβαίνει φυσικά στο φλοιό της Γης σε μια αφθονία 9,5 μερών ανά εκατομμύριο. Αποτελεί περίπου το 5% των λανθανιδών που απαντώνται στα ορυκτά monazite και bastnasite. Το θαλασσινό νερό περιέχει 1 μέρος ανά τρισεκατομμύριο Pr. Ουσιαστικά δεν υπάρχει ποσειδομήμιο στην ατμόσφαιρα της Γης.
- Τα στοιχεία σπάνιων γαιών έχουν πολλές χρήσεις στη σύγχρονη κοινωνία και θεωρούνται εξαιρετικά πολύτιμα. Το Pr δίνει ένα κίτρινο χρώμα στο γυαλί και το σμάλτο. Περίπου το 5% του mischmetal αποτελείται από πρασεοδύμιο. Το στοιχείο χρησιμοποιείται με άλλες σπάνιες γαίες για να φτιάχνει φώτα τόξου άνθρακα. Χρωματίζει κυβικά ζιρκονία κίτρινο-πράσινο και μπορεί να προστεθεί σε προσομοιωμένους πολύτιμους λίθους για να μιμείται το peridot. Το σύγχρονο πυρίτιο περιέχει περίπου 4% πρασεοδύμιο. Το διδείμιο, το οποίο περιέχει Pr, χρησιμοποιείται για την κατασκευή γυαλιού για προστατευτικά γυαλιά για συγκολλητές και φυσητήρες γυαλιού. Το Pr είναι κραματοποιημένο με άλλα μέταλλα για να κατασκευάζονται ισχυροί μαγνήτες σπάνιων γαιών, μέταλλα υψηλής αντοχής και μαγνητοκεντρικά υλικά. Το στοιχείο 59 χρησιμοποιείται ως παράγοντας ντόπινγκ για να παράγει ενισχυτές οπτικών ινών και για να επιβραδύνει τους παλμούς φωτός. Το οξείδιο του πρασεοδυμίου είναι ένας σημαντικός καταλύτης οξείδωσης.
- Το πρασεοδύμιο δεν εξυπηρετεί καμία γνωστή βιολογική λειτουργία. Όπως και άλλα στοιχεία σπάνιων γαιών, το Pr εμφανίζει χαμηλή έως μέτρια τοξικότητα στους οργανισμούς.
Στοιχεία στοιχείων πρασεοδυμίου
Όνομα στοιχείου: Πρασεοδύμιο
Σύμβολο στοιχείου: Pr
Ατομικός αριθμός: 59
Ομάδα στοιχείων: στοιχείο f-block, λανθανίδη ή σπάνια γη
Στοιχείο Περίοδος: περίοδος 6
Ατομικό βάρος: 140.90766(2)
Ανακάλυψη: Carl Auer von Welsbach (1885)
Ηλεκτρονική διαμόρφωση: [Xe] 4f3 6s2
Σημείο τήξης: 1208 Κ (935 ° C, 1715 ° F)
Σημείο βρασμού: 3403 Κ (3130 ° C, 5666 ° F)
Πυκνότητα: 6,77 g / cm3 (κοντά στη θερμοκρασία δωματίου)
Φάση: στερεό
Θερμότητας σύντηξης: 6.89 kJ / mol
Θερμότητας εξάτμισης: 331 kJ / mol
Μοριακή θερμική χωρητικότητα: 27,20 J / (mol · Κ)
Μαγνητική παραγγελία: παραμαγνητική
Κράτη οξείδωσης: 5, 4, 3, 2
Ηλεκτροαρνησία: Κλίμακα Pauling: 1.13
Ιονιστικές Ενέργειες:
1η: 527 kJ / mol
2η: 1020 kJ / mol
3η: 2086 kJ / mol
Ατομική ακτίνα: 182 picometers
Δομή κρυστάλλου: διπλό εξαγωνικό κλειστού τύπου ή DHCP
βιβλιογραφικές αναφορές
- Weast, Robert (1984). CRC, Εγχειρίδιο Χημείας και Φυσικής. Boca Raton, Φλόριντα: Εκδόσεις Χημικών Ελαστικών Εταιρειών. σ. E110.
- Emsley, John (2011). Τα οικοδομικά τετράγωνα της φύσης: Ένας οδηγός A-Z για τα στοιχεία. Oxford University Press. ISBN 978-0-19-960563-7.
- Gschneidner, Κ.Α., and Eyring, L., Handbook on Physics and Chemistry of Rare Earths, North Holland Publishing Co., Amsterdam, 1978.
- Greenwood, Norman Ν.; Earnshaw, Alan (1997). Χημεία των στοιχείων (2η έκδ.). Butterworth-Heinemann. ISBN 0-08-037941-9.
- R. J. Απειρος, Η Βιομηχανική Χημεία των Λανθανών, Υττρίου, Θωρίου και Ουρανίου, Pergamon Press, 1967.