Dejstva o prazeodimu - element 59

Lastnosti, zgodovina in uporaba prazeodimija

Prazeodim je eden redkih zemeljskih elementov. Science Picture Co / Getty Images

Prazeodim je element 59 v periodnem sistemu s simbolom elementa Pr. To je eden od redke zemeljske kovine oz lantanidi . Tukaj je zbirka zanimivih dejstev o prazeodimu, vključno z njegovo zgodovino, lastnostmi, uporabo in viri.

• Prazeodim je leta 1841 odkril švedski kemik Carl Mosander, vendar ga ni očistil. Delal je na vzorcih redkih zemelj, ki vsebujejo elemente s tako podobnimi lastnostmi, da jih je izjemno težko ločiti drug od drugega. Iz vzorca surovega cerijevega nitrata je izoliral oksid, ki ga je poimenoval 'lantana', kar je bil lantanov oksid. Izkazalo se je, da je lantana mešanica oksidov. En ulomek je bil roza ulomek, ki ga je poklical dvojno . Per Teodor Cleve (1874) in Lecoq de Boisbaudran (1879) sta ugotovila, da je didimij mešanica elementov. Leta 1885 je avstrijski kemik Carl von Welsbach ločil didim na prazeodim in neodim . Zasluge za uradno odkritje in izolacijo elementa 59 se na splošno pripisujejo von Welsbachu.
• Praseodim je dobil ime po grških besedah bo vprašal , kar pomeni 'zelen', in didymos , kar pomeni 'dvojček'. Del „dvojček“ se nanaša na element, ki je dvojnik neodija v didimiju, medtem ko se „zelena“ nanaša na barvo soli, ki jo je izoliral von Welsbach. Prazeodim tvori katione Pr(III), ki so v vodi in steklu rumenkasto zeleni.
• Poleg oksidacijskega stanja +3 se Pr pojavlja tudi v +2, +4 in (edinstveno za lantanid) +5. V vodnih raztopinah se pojavi le stanje +3.
• Prazeodim je mehka kovina srebrne barve, ki na zraku razvije zelen oksidni premaz. Ta prevleka se lušči ali odpade, sveža kovina pa je izpostavljena oksidaciji. Da bi preprečili razgradnjo, se čisti prazeodim običajno hrani v zaščitni atmosferi ali v olju.
• Element 59 je visoko upogljiva in duktilen . Prazeodim je v tem nenavaden je paramagneten pri vseh temperaturah nad 1 K. Druge redke zemeljske kovine so feromagnetne ali antiferomagnetne pri nizkih temperaturah.
• Naravni prazeodim je sestavljen iz enega stabilnega izotopa, prazeodima-141. Poznamo 38 radioizotopov, najbolj stabilen je Pr-143, ki ima razpolovno dobo 13,57 dni. Izotopi prazeodimija segajo od masnega števila 121 do 159. Znanih je tudi 15 jedrskih izomerov.
• Pojavi se prazeodim naravno v zemeljski skorji pri številčnosti 9,5 delcev na milijon. Predstavlja približno 5 % lantanidov, ki jih najdemo v mineralih monazit in bastnasit. Morska voda vsebuje 1 del na trilijon Pr. V zemeljski atmosferi praktično ni prazeodimija.
• Elementi redkih zemelj imajo številne uporabe v sodobni družbi in veljajo za izjemno dragocene. Pr daje rumeno barvo steklu in emajlu. Približno 5 % mešane kovine sestavlja prazeodim. Element se uporablja skupaj z drugimi redkimi zemljami za izdelavo ogljikovih luči. Obarva kubični cirkonij v rumeno-zeleno in se lahko doda simuliranim dragim kamnom, da posnema peridot. Sodobno ognjevarno jeklo vsebuje približno 4 % prazeodimija. Didimij, ki vsebuje Pr, se uporablja za izdelavo stekla za zaščitna očala za varilce in pihače stekla. Pr je legiran z drugimi kovinami za izdelavo močnih magnetov redkih zemelj, visoko trdnih kovin in magnetokaloričnih materialov. Element 59 se uporablja kot doping sredstvo za izdelavo ojačevalnikov z optičnimi vlakni in za upočasnjevanje svetlobnih impulzov. Prazeodimijev oksid je pomemben oksidacijski katalizator.
• Prazeodim ne služi nobeni znani biološki funkciji. Tako kot drugi elementi redkih zemelj ima Pr nizko do zmerno toksičnost za organizme.

Podatki o elementu prazeodima

Ime elementa : Prazeodim

Simbol elementa : pr

Atomsko število : 59

Skupina elementov : element f-bloka, lantanid ali redka zemlja

Elementno obdobje : obdobje 6

Atomska teža : 140.90766(2)

Odkritje : Carl Auer von Welsbach (1885)

Elektronska konfiguracija : [Vozilo] 4f³6s^dva

Tališče : 1208 K (935 °C, 1715 °F)

Vrelišče : 3403 K (3130 °C, 5666 °F)

Gostota : 6,77 g/cm³(blizu sobne temperature)

Faza : trdna

Toplota fuzije : 6,89 kJ/mol

Toplota uparjanja : 331 kJ/mol

Molarna toplotna kapaciteta : 27,20 J/(mol·K)

Magnetno naročanje : paramagnetno

Oksidacijska stanja : 5, 4, 3 , dva

Elektronegativnost : Paulingova lestvica: 1,13

Ionizacijske energije :

1.: 527 kJ/mol
2.: 1020 kJ/mol
3.: 2086 kJ/mol

Atomski radij : 182 pikometrov

Kristalna struktura : dvojno šesterokotno tesno pakirano ali DHCP

Reference

• West, Robert (1984). CRC, Priročnik za kemijo in fiziko . Boca Raton, Florida: Založba Chemical Rubber Company. str. E110.
• Emsley, John (2011). Naravni gradniki: Vodnik po elementih od A do Ž . Oxford University Press. ISBN 978-0-19-960563-7.
• Gschneidner, K.A., in Eyring, L., Priročnik o fiziki in kemiji redkih zemelj, North Holland Publishing Co., Amsterdam, 1978.
• Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Kemija elementov (2. izdaja). Butterworth-Heinemann. ISBN 0-08-037941-9.
• R. J. Callow, Industrijska kemija lantanonov, itrija, torija in urana , Pergamon Press, 1967.