Praseodymiumni kipengele cha tatu cha lanthanide kwa wingi katika jedwali la upimaji la vipengele vya kemikali, chenye wingi wa 9.5 ppm kwenye ukoko, chini tu kulikocerium, yttrium,lanthanum, nascandium.Ni kipengele cha tano kwa wingi katika ardhi adimu.Lakini kama jina lake,praseodymiumni mwanachama rahisi na asiyepambwa wa familia ya dunia adimu.
CF Auer Von Welsbach aligundua praseodymium mwaka wa 1885.
Mnamo 1751, mtaalamu wa madini wa Uswidi Axel Fredrik Cronstedt alipata madini mazito katika eneo la uchimbaji madini la Bastn ä s, ambalo baadaye liliitwa cerite.Miaka thelathini baadaye, Vilhelm Hisinger mwenye umri wa miaka kumi na tano kutoka familia iliyokuwa inamiliki mgodi huo alituma sampuli zake kwa Carl Scheele, lakini hakugundua vipengele vingine vipya.Mnamo 1803, baada ya Singer kuwa mhunzi, alirudi kwenye eneo la uchimbaji madini na J ö ns Jacob Berzelius na kutenganisha oksidi mpya, sayari kibete ya Ceres, ambayo waligundua miaka miwili iliyopita.Ceria alitenganishwa kwa kujitegemea na Martin Heinrich Klaproth nchini Ujerumani.
Kati ya 1839 na 1843, daktari wa upasuaji wa Uswidi na mwanakemia Carl Gustaf Mosander aligundua kwambaoksidi ya seriamuilikuwa mchanganyiko wa oksidi.Alitenganisha oksidi nyingine mbili, alizoziita lanthana na didymia “didymia” (maana yake “mapacha” katika Kigiriki).Yeye sehemu iliyoozanitrati ya ceriumsampuli kwa kuichoma hewani, na kisha kutibu kwa asidi ya nitriki iliyoyeyushwa ili kupata oksidi hiyo.Kwa hivyo, metali zinazounda oksidi hizi hupewa jinalanthanumnapraseodymium.
Mnamo 1885, CF Auer Von Welsbach, Mwaustria ambaye aligundua kifuniko cha chachi ya taa ya mvuke ya cerium ya thorium, alifanikiwa kutenganisha "praseodymium neodymium", "mapacha waliounganishwa", ambayo chumvi ya kijani ya praseodymium na chumvi ya neodymium ya rangi ya rose ilitenganishwa na kuamuliwa kuwa. vipengele viwili vipya.Moja inaitwa "Praseodymium", ambalo linatokana na neno la Kigiriki prason, linalomaanisha kiwanja cha kijani kwa sababu suluhisho la maji ya chumvi ya praseodymium litatoa rangi ya kijani kibichi;Kipengele kingine kinaitwa "Neodymium“.Kutenganishwa kwa mafanikio kwa "mapacha waliounganishwa" uliwawezesha kuonyesha vipaji vyao kwa kujitegemea.
Silver nyeupe chuma, laini na ductile.Praseodymium ina muundo wa kioo wa hexagonal kwenye joto la kawaida.Ustahimilivu wa kutu katika hewa una nguvu zaidi kuliko ile ya lanthanum, cerium, neodymium, na europium, lakini inapofunuliwa na hewa, safu dhaifu ya oksidi nyeusi hutolewa, na sampuli ya metali ya praseodymium yenye ukubwa wa sentimita moja huharibika kabisa ndani ya mwaka mmoja.
Kama wengivipengele adimu vya ardhi, praseodymium ina uwezekano mkubwa wa kuunda hali ya oxidation ya+3, ambayo ndiyo hali yake pekee thabiti katika miyeyusho ya maji.Praseodymium ipo katika hali ya+4 ya oksidi katika baadhi ya misombo thabiti inayojulikana, na chini ya hali ya utengano wa matrix, inaweza kufikia hali ya kipekee ya+5 ya oksidi kati ya vipengele vya lanthanide.
Ioni ya praseodymium yenye maji ni chartreuse, na matumizi mengi ya viwandani ya praseodymium yanahusisha uwezo wake wa kuchuja mwanga wa manjano katika vyanzo vya mwanga.
Mpangilio wa kielektroniki 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 za valence, lakini matumizi ya elektroni zote tano za nje huhitaji hali mbaya zaidi.Kwa ujumla, praseodymium hutoa tu elektroni tatu au nne katika misombo yake.Praseodymium ni kipengele cha kwanza cha lanthanide kilicho na usanidi wa kielektroniki unaoafikiana na kanuni ya Aufbau.Obiti yake ya 4f ina viwango vya chini vya nishati kuliko obiti ya 5d, ambayo haitumiki kwa lanthanum na cerium, kwani mnyweo wa ghafla wa 4f orbital haufanyiki hadi baada ya lanthanum na haitoshi kuepuka kuchukua ganda la 5d kwenye cerium.Hata hivyo, praseodymium dhabiti huonyesha usanidi wa [Xe] 4f25d16s2, ambapo elektroni moja katika ganda la 5d inafanana na vipengele vingine vitatu vya lanthanide (isipokuwa europium na ytterbium, ambazo ni tofauti katika hali ya metali).
Kama vipengele vingi vya lanthanide, praseodymium kawaida hutumia elektroni tatu tu kama elektroni ya valence, na elektroni 4f zilizobaki zina athari kubwa ya kuunganisha: hii ni kwa sababu obiti ya 4f hupitia kiini cha xenon ajizi ya elektroni kufikia kiini, ikifuatiwa na 5d na 6s. , na huongezeka kwa ongezeko la malipo ya ionic.Hata hivyo, praseodymium bado inaweza kuendelea kupoteza elektroni ya nne na hata mara kwa mara ya tano ya valence, kwa sababu inaonekana mapema sana katika mfumo wa lanthanide, ambapo chaji ya nyuklia bado iko chini vya kutosha, na nishati ya ganda ndogo ya 4f iko juu vya kutosha kuruhusu kuondolewa kwa elektroni zaidi ya valence.
Praseodymium na vitu vyote vya lanthanide (isipokuwalanthanum, ytterbiumnalutetium, hakuna elektroni za 4f ambazo hazijaoanishwa) ni paramagnetism kwenye joto la kawaida.Tofauti na madini mengine adimu ya dunia ambayo huonyesha mpangilio wa antiferromagnetic au ferromagnetic katika halijoto ya chini, praseodymium ni paramagnetism katika halijoto zote zaidi ya 1K.
Utumiaji wa Praseodymium
Praseodymium hutumiwa zaidi katika mfumo wa mchanganyiko wa ardhi adimu, kama vile wakala wa kusafisha na kurekebisha nyenzo za chuma, vichocheo vya kemikali, ardhi adimu ya kilimo, na kadhalika.Praseodymium neodymiumndio inayofanana zaidi na ngumu kutenganisha jozi ya vitu adimu vya dunia, ambayo ni vigumu kutenganisha kwa mbinu za kemikali.Uzalishaji wa viwanda kawaida hutumia njia za uchimbaji na kubadilishana ioni.Ikiwa hutumiwa kwa jozi kwa namna ya praseodymium neodymium iliyoboreshwa, kawaida yao inaweza kutumika kikamilifu, na bei pia ni nafuu zaidi kuliko bidhaa za kipengele kimoja.
aloi ya Praseodymium neodymium(praseodymium neodymium chuma)imekuwa bidhaa inayojitegemea, ambayo inaweza kutumika kama nyenzo ya kudumu ya sumaku na nyongeza ya urekebishaji kwa aloi za chuma zisizo na feri.Shughuli, uteuzi na uthabiti wa kichocheo cha kupasuka kwa petroli inaweza kuboreshwa kwa kuongeza praseodymium neodymium makini katika ungo wa molekuli ya Y zeolite.Kama nyongeza ya urekebishaji wa plastiki, kuongeza urutubishaji wa praseodymium neodymium kwenye polytetrafluoroethilini (PTFE) kunaweza kuboresha kwa kiasi kikubwa upinzani wa uvaaji wa PTFE.
Ardhi adimunyenzo za kudumu za sumaku ni uwanja maarufu zaidi wa matumizi ya nadra ya dunia leo.Praseodymium pekee sio bora kama nyenzo ya kudumu ya sumaku, lakini ni kipengele bora cha synergistic ambacho kinaweza kuboresha sifa za sumaku.Kuongeza kiasi kinachofaa cha praseodymium kunaweza kuboresha utendakazi wa nyenzo za kudumu za sumaku.Inaweza pia kuboresha utendaji wa antioxidant (upinzani wa kutu ya hewa) na mali ya mitambo ya sumaku, na imekuwa ikitumika sana katika vifaa na motors mbalimbali za elektroniki.
Praseodymium pia inaweza kutumika kwa vifaa vya kusaga na polishing.Kama tunavyojua sote, poda safi ya kung'arisha yenye msingi wa ceriamu kawaida huwa ya manjano hafifu, ambayo ni nyenzo ya ung'arishaji ya hali ya juu ya glasi ya macho, na imechukua nafasi ya poda nyekundu ya oksidi ya chuma ambayo ina ufanisi mdogo wa kung'arisha na kuchafua mazingira ya uzalishaji.Watu wamegundua kuwa praseodymium ina mali nzuri ya polishing.Poda isiyo ya kawaida ya kung'arisha ardhi iliyo na praseodymium itaonekana kahawia nyekundu, pia inajulikana kama "poda nyekundu", lakini rangi hii nyekundu sio nyekundu ya oksidi ya chuma, lakini kwa sababu ya uwepo wa oksidi ya praseodymium, rangi ya poda ya nadra ya kung'arisha ardhi inakuwa nyeusi.Praseodymium pia imetumika kama nyenzo mpya ya kusaga kutengeneza magurudumu ya kusaga ya corundum yenye praseodymium.Ikilinganishwa na alumina nyeupe, ufanisi na uimara unaweza kuboreshwa kwa zaidi ya 30% wakati wa kusaga chuma cha miundo ya kaboni, chuma cha pua na aloi za halijoto ya juu.Ili kupunguza gharama, nyenzo zilizoboreshwa za praseodymium neodymium zilitumika mara nyingi kama malighafi hapo awali, kwa hivyo jina la gurudumu la kusaga praseodymium neodymium corundum.
Fuwele za silicate zilizo na ioni za praseodymium zimetumika kupunguza kasi ya mipigo ya mwanga hadi mita mia kadhaa kwa sekunde.
Kuongeza oksidi ya praseodymium kwenye silicate ya zirconiamu kutageuka manjano angavu na inaweza kutumika kama rangi ya kauri - praseodymium njano.Rangi ya manjano ya Praseodymium (Zr02-Pr6Oll-Si02) inachukuliwa kuwa rangi bora zaidi ya manjano ya kauri, ambayo inabaki thabiti hadi 1000 ℃ na inaweza kutumika kwa michakato ya wakati mmoja au kuchoma tena.
Praseodymium pia hutumiwa kama rangi ya glasi, yenye rangi tajiri na soko kubwa linalowezekana.Bidhaa za glasi za kijani kibichi za Praseodymium zenye rangi ya kijani kibichi ya leki na rangi ya kijani kibichi zinaweza kuzalishwa, ambazo zinaweza kutumika kutengeneza vichungi vya kijani kibichi na pia kwa sanaa na glasi ya ufundi.Kuongeza oksidi ya praseodymium na oksidi ya seriamu kwenye glasi kunaweza kutumika kama miwani ya kuchomelea.Praseodymium sulfidi pia inaweza kutumika kama rangi ya plastiki ya kijani.
Muda wa kutuma: Mei-29-2023