Praseodymiumni sehemu ya tatu ya lanthanide iliyojaa zaidi katika meza ya mara kwa mara ya vitu vya kemikali, na wingi wa 9.5 ppm kwenye ukoko, chini tu kulikoCERIUM, yttrium,Lanthanum, naScandium. Ni sehemu ya tano zaidi katika ulimwengu wa nadra. Lakini kama jina lake,praseodymiumni mwanachama rahisi na asiye na sifa wa familia ya nadra ya Dunia.
CF Auer von Welsbach aligundua praseodymium mnamo 1885.
Mnamo 1751, mtaalam wa madini wa Uswidi Axel Fredrik Cronstedt alipata madini mazito katika eneo la madini la Bastn ä, ambalo baadaye liliitwa Cerite. Miaka thelathini baadaye, Vilhelm Hisinger wa miaka kumi na tano kutoka kwa familia ambayo ilikuwa na mgodi huo ilituma sampuli zake kwa Carl Scheele, lakini hakugundua vitu vipya. Mnamo 1803, baada ya mwimbaji kuwa mtu mweusi, alirudi katika eneo la madini na J Ö ns Jacob Berzelius na kutenganisha oksidi mpya, sayari ya Dwarf, ambayo waligundua miaka miwili iliyopita. Ceria alitengwa kwa uhuru na Martin Heinrich Klaproth huko Ujerumani.
Kati ya 1839 na 1843, daktari wa upasuaji wa Uswidi na duka la dawa Carl Gustaf Mosander aligundua kuwaoksidi ya ceriumilikuwa mchanganyiko wa oksidi. Alitenganisha oksidi zingine mbili, ambazo aliiita Lanthana na Didymia "Didymia" (akimaanisha "mapacha" kwa Kigiriki). Kwa sehemu aliamuaCerium nitrateSampuli kwa kuichoma hewani, na kisha ikatibu na asidi ya nitriki ili kupata oksidi. Metali ambazo huunda oksidi hizi kwa hivyo zinaitwaLanthanumnapraseodymium.
Mnamo 1885, CF Auer von Welsbach, Austrian ambaye aligundua kifuniko cha taa cha taa cha Thorium Cerium,, alifanikiwa kutenganisha "praseodymium neodymium", "mapacha waliounganika", ambayo chumvi ya kijani ya praseodymium na chumvi ya rangi ya neodymium ilitengwa na kuamua kuwa vitu viwili vipya. Moja inaitwa "praseodymium", ambayo hutoka kwa neno la Kigiriki prason, ikimaanisha kiwanja kijani kwa sababu suluhisho la maji ya chumvi ya praseodymium itawasilisha rangi ya kijani kibichi; Sehemu nyingine inaitwa "Neodymium". Mgawanyiko uliofanikiwa wa "mapacha waliounganika" uliwawezesha kuonyesha talanta zao kwa uhuru.
Metali nyeupe ya fedha, laini na ductile. Praseodymium ina muundo wa glasi ya hexagonal kwenye joto la kawaida. Upinzani wa kutu katika hewa ni nguvu kuliko ile ya lanthanum, cerium, neodymium, na europium, lakini inapofunuliwa na hewa, safu ya oksidi nyeusi dhaifu hutolewa, na sampuli moja ya ukubwa wa sentimita ya praseodymium inazunguka kabisa ndani ya mwaka.
Kama wengivitu vya kawaida vya dunia, praseodymium ina uwezekano mkubwa wa kuunda hali ya oxidation ya+3, ambayo ni hali yake tu thabiti katika suluhisho la maji. Praseodymium inapatikana katika hali ya oxidation 4 katika misombo fulani inayojulikana, na chini ya hali ya kujitenga ya matrix, inaweza kufikia hali ya kipekee ya oxidation+5 kati ya vitu vya lanthanide.
Ion ya maji ya praseodymium ni chati, na matumizi mengi ya viwandani ya praseodymium yanahusisha uwezo wake wa kuchuja taa ya manjano katika vyanzo nyepesi.
Mpangilio wa elektroniki wa praseodymium
Uzalishaji wa Elektroniki:
1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 4S2 3D10 4P6 5S2 4D10 5P66S2 4F3
Elektroni 59 za praseodymium zimepangwa kama [XE] 4F36S2. Kinadharia, elektroni zote tano za nje zinaweza kutumika kama elektroni ya valence, lakini utumiaji wa elektroni zote tano za nje zinahitaji hali mbaya. Kwa ujumla, praseodymium hutoa elektroni tatu au nne tu katika misombo yake. Praseodymium ni kitu cha kwanza cha lanthanide na usanidi wa elektroniki ambao unalingana na kanuni ya AUFBAU. Orbital yake 4F ina viwango vya chini vya nishati kuliko orbital ya 5D, ambayo haitumiki kwa lanthanum na cerium, kwani ubadilishaji wa ghafla wa orbital 4F haufanyi hadi baada ya lanthanum na haitoshi kuzuia kuchukua ganda la 5D huko Cerium. Walakini, praseodymium thabiti inaonyesha usanidi wa [XE] 4F25D16S2, ambapo elektroni moja kwenye ganda la 5D inafanana na vitu vingine vyote vya lanthanide (isipokuwa kwa Europium na Ytterbium, ambayo ni ya majimbo ya metali).
Kama vitu vingi vya lanthanide, praseodymium kawaida hutumia elektroni tatu tu kama elektroni ya valence, na elektroni 4F zilizobaki zina athari kubwa ya kumfunga: hii ni kwa sababu mzunguko wa 4F hupitia msingi wa xenon wa elektroni kufikia kiini, ikifuatiwa na 5D na 6s, na huongezeka na kuongezeka kwa malipo ya ionici. Walakini, praseodymium bado inaweza kuendelea kupoteza nne na hata mara kwa mara elektroni ya tano ya Valence, kwa sababu inaonekana mapema sana katika mfumo wa lanthanide, ambapo malipo ya nyuklia bado yapo chini ya kutosha, na nishati ya 4F ya juu ni ya juu kuruhusu kuondolewa kwa elektroni zaidi ya valence.
Praseodymium na vitu vyote vya lanthanide (isipokuwaLanthanum, ytterbiumnaLutetium, hakuna elektroni 4F ambazo hazina malipo) ni paramagnetism kwa joto la kawaida. Tofauti na metali zingine adimu za dunia ambazo zinaonyesha kuagiza antiferromagnetic au ferromagnetic kwa joto la chini, praseodymium ni paramagnetism wakati wa joto zote juu ya 1K
Matumizi ya praseodymium
Praseodymium hutumiwa sana katika mfumo wa ulimwengu uliochanganywa, kama vile kama wakala wa kusafisha na kurekebisha kwa vifaa vya chuma, vichocheo vya kemikali, ulimwengu wa kawaida wa kilimo, na kadhalika.Praseodymium neodymiumni sawa na ngumu kutenganisha jozi ya vitu adimu vya dunia, ambayo ni ngumu kutengana na njia za kemikali. Uzalishaji wa viwandani kawaida hutumia uchimbaji na njia za kubadilishana za ion. Ikiwa hutumiwa katika jozi kwa njia ya utajiri wa praseodymium neodymium, hali yao ya kawaida inaweza kutumika kikamilifu, na bei pia ni ya bei rahisi kuliko bidhaa za kipengee kimoja.
Praseodymium neodymium alloy(Praseodymium neodymium chuma)Imekuwa bidhaa huru, ambayo inaweza kutumika kama nyenzo ya sumaku ya kudumu na nyongeza ya muundo wa aloi zisizo za chuma. Shughuli, uteuzi na utulivu wa kichocheo cha ngozi ya petroli inaweza kuboreshwa kwa kuongeza praseodymium neodymium kujilimbikizia ndani ya y zeolite ungo wa Masi. Kama nyongeza ya marekebisho ya plastiki, kuongeza uboreshaji wa praseodymium neodymium kwa polytetrafluoroethylene (PTFE) inaweza kuboresha sana upinzani wa PTFE.
Dunia isiyo ya kawaidaVifaa vya sumaku vya kudumu ni uwanja maarufu zaidi wa matumizi adimu ya dunia leo. Praseodymium pekee sio bora kama nyenzo ya sumaku ya kudumu, lakini ni kitu bora cha kuboresha ambacho kinaweza kuboresha mali ya sumaku. Kuongeza kiwango sahihi cha praseodymium inaweza kuboresha vizuri utendaji wa vifaa vya sumaku vya kudumu. Inaweza pia kuboresha utendaji wa antioxidant (upinzani wa kutu wa hewa) na mali ya mitambo ya sumaku, na imekuwa ikitumika sana katika vifaa na motors za elektroniki.
Praseodymium pia inaweza kutumika kwa kusaga na vifaa vya polishing. Kama tunavyojua, poda safi ya polishing ya msingi wa kawaida ni njano nyepesi, ambayo ni nyenzo ya ubora wa juu kwa glasi ya macho, na imechukua nafasi ya poda nyekundu ya oksidi ambayo ina ufanisi mdogo wa polishing na kuchafua mazingira ya uzalishaji. Watu wamegundua kuwa praseodymium ina mali nzuri ya polishing. Poda isiyo ya kawaida ya polishing iliyo na praseodymium itaonekana kahawia nyekundu, pia inajulikana kama "poda nyekundu", lakini rangi hii nyekundu sio nyekundu oksidi nyekundu, lakini kwa sababu ya uwepo wa oksidi ya praseodymium, rangi ya poda ya polishing ya ardhi inakuwa nyeusi. Praseodymium pia imetumika kama nyenzo mpya ya kusaga kutengeneza magurudumu ya kusaga Corundum yaliyo na praseodymium. Ikilinganishwa na alumina nyeupe, ufanisi na uimara unaweza kuboreshwa na zaidi ya 30% wakati wa kusaga chuma cha muundo wa kaboni, chuma cha pua, na aloi za joto la juu. Ili kupunguza gharama, praseodymium neodymium vifaa vyenye utajiri mara nyingi vilitumiwa kama malighafi hapo zamani, kwa hivyo jina la praseodymium neodymium corundum kusaga gurudumu.
Fuwele za silika zilizo na ioni za praseodymium zimetumika kupunguza kasi ya taa kwa mita mia kadhaa kwa sekunde.
Kuongeza oksidi ya praseodymium kwa zirconium silika itageuka manjano mkali na inaweza kutumika kama rangi ya kauri - praseodymium manjano. Praseodymium manjano (ZR02-Pr6oll-SI02) inachukuliwa kuwa rangi bora ya kauri ya manjano, ambayo inabaki kuwa sawa hadi 1000 ℃ na inaweza kutumika kwa michakato ya wakati mmoja au ya kurudisha nyuma.
Praseodymium pia hutumiwa kama rangi ya glasi, na rangi tajiri na soko kubwa. Bidhaa za glasi ya kijani ya praseodymium na rangi ya kijani kibichi na rangi ya kijani inaweza kuzalishwa, ambayo inaweza kutumika kutengeneza vichungi kijani na pia kwa glasi ya sanaa na ufundi. Kuongeza oksidi ya praseodymium na oksidi ya cerium kwenye glasi inaweza kutumika kama vijiko vya kulehemu. Praseodymium sulfide pia inaweza kutumika kama rangi ya kijani ya plastiki.
Wakati wa chapisho: Mei-29-2023