Praseodim

Bilgibank, Hoşgeldiniz
(Praseodymium sayfasından yönlendirildi)
Gezinti kısmına atla Arama kısmına atla
Praseodim, 59Pr
Praseodymium.jpg
Praseodim
Telaffuz/ˌprzəˈdɪmiəm/[1] (PRAY-zee-ə-DIM-ee-əm)
Görünümgrayish white
Standart atom ağırlığı Ar, std(Pr)140.90766(1)[2]
Periyodik tablodaki Praseodim
Hidrojen (diyatomik ametal)
Helyum (soy gaz)
Lityum (alkali metal)
Berilyum (toprak alkali metal)
Bor (yarı metal)
Karbon (ametal)
Nitrojen (diyatomik ametal)
Oksijen (diyatomik ametal)
Flor (diyatomik ametal)
Neon (soy gaz)
Sodyum (alkali metal)
Magnezyum (toprak alkali metal)
Alüminyum (zayıf metal)
Silikon (yarı metal)
Fosfor (ametal)
Sülfür (ametal)
Klor (diyatomik ametal)
Argon (soy gaz)
Potasyum (alkali metal)
Kalsiyum (toprak alkali metal)
Skandiyum (geçiş metali)
Titanyum (geçiş metali)
Vanadyum (geçiş metali)
Krom (geçiş metali)
Manganez (geçiş metali)
Demir (geçiş metali)
Kobalt (geçiş metali)
Nikel (geçiş metali)
Bakır (geçiş metali)
Çinko (geçiş metali)
Galyum (zayıf metal)
Germanyum (yarı metal)
Arsenik (yarı metal)
Selenyum (ametal)
Brom (diyatomik ametal)
Kripton (soy gaz)
Rubidyum (alkali metal)
Stronsiyum (toprak alkali metal)
İtriyum (geçiş metali)
Zirkonyum (geçiş metali)
Niyobyum (geçiş metali)
Molibden (geçiş metali)
Teknesyum (geçiş metali)
Rutenyum (geçiş metali)
Rodyum (geçiş metali)
Paladyum (geçiş metali)
Gümüş (geçiş metali)
Kadmiyum (geçiş metali)
İndiyum (zayıf metal)
Kalay (zayıf metal)
Antimon (yarı metal)
Tellür (yarı metal)
İyot (diyatomik ametal)
Ksenon (soy gaz)
Sezyum (alkali metal)
Baryum (toprak alkali metal)
Lantan (lantanit)
Seryum (lantanit)
Praseodim (lantanit)
Neodimyum (lantanit)
Promethium (lantanit)
Samaryum (lantanit)
Evropiyum (lantanit)
Gadolinyum (lantanit)
Terbiyum (lantanit)
Disporsiyum (lantanit)
Holmiyum (lantanit)
Erbiyum (lantanit)
Tulyum (lantanit)
İterbiyum (lantanit)
Lutesyum (lantanit)
Hafnium (geçiş metali)
Tantal (geçiş metali)
Tungsten (geçiş metali)
Renyum (geçiş metali)
Osmiyum (geçiş metali)
İridyum (geçiş metali)
Platin (geçiş metali)
Altın (geçiş metali)
Cıva (geçiş metali)
Talyum (zayıf metal)
Kurşun (zayıf metal)
Bizmut (zayıf metal)
Polonyum (zayıf metal)
Astatin (yarı metal)
Radon (soy gaz)
fransiyum (alkali metal)
Radyum (toprak alkali metal)
Aktinyum (aktinit)
Toryum (aktinit)
Protaktinyum (aktinit)
Uranyum (aktinit)
Neptunyum (aktinit)
Plütonyum (aktinit)
Amerikyum (aktinit)
Küriyum (aktinit)
Berkelyum (aktinit)
Kaliforniyum (aktinit)
Aynştaynyum (aktinit)
Fermiyum (aktinit)
Mendelevyum (aktinit)
Nobelyum (aktinit)
Lavrensiyum (aktinit)
Rutherfordiyum (geçiş metali)
Dubniyum (geçiş metali)
Seaborgiyum (geçiş metali)
Bohriyum (geçiş metali)
Hassiyum (geçiş metali)
Meitneriyum (bilinmeyen kimyasal özellikler)
Darmstadtiyum (bilinmeyen kimyasal özellikler)
Röntgenyum (bilinmeyen kimyasal özellikler)
Kopernikyum (geçiş metali)
Ununtrium (bilinmeyen kimyasal özellikler)
Flerovyum (zayıf metal)
Ununpentium (bilinmeyen kimyasal özellikler)
Livermorium (bilinmeyen kimyasal özellikler)
Ununseptium (bilinmeyen kimyasal özellikler)
Ununoctium (bilinmeyen kimyasal özellikler)


Pr

Pa
seryumpraseodimneodimyum
Atom numarası (Z)59
Grupgrup n/a
Periodperiyot 6
Blokf-blok
Element kategorisi  Lantanid
Elektron konfigürasyonu[Xe] 4f3 6s2
Kabuk başına elektron2, 8, 18, 21, 8, 2
Fiziksel özellikler
 STP de Fazkatı
Erime noktası1208 K ​(935 °C, ​1715 °F)
Kaynama noktası3403 K ​(3130 °C, ​5666 °F)
Yoğunluk (r.t. yakın)6.77 g/cm3
sıvı olduğunda ( m.p.)6.50 g/cm3
Isı entalpisi6.89 kJ/mol
Buharlaştırma ısı331 kJ/mol
Molar ısı kapasitesi27.20 J/(mol·K)
Buhar basıncı
P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
at T (K) 1771 1973 (2227) (2571) (3054) (3779)
Atom özellikleri
Oksidasyon durumları0,[3] +1,[4] +2, +3, +4, +5 (bir hafif baz oksit)
ElektronegatiflikPauling ölçeği: 1.13
İyonlaşma enerjisi
  • 1.: 527 kJ/mol
  • 2.: 1020 kJ/mol
  • 3.: 2086 kJ/mol
Atom yarıçapıdeneysel: 182 pm
Kovalent yarıçapı203±7 pm
Görünür praseodim tayfı
praseodim spektral çizgileri
Diğer özellikler
Kristal yapıçift altıgen yakın paket (dhcp)
Altıgen kristal sistemi
Sesin hızı kalay çubuk2280 m/s (20 °C)
Termal Genleşmeα, poly: 6.7 µm/(m·K) (r.t.)
Termal iletkenlik12.5 W/(m·K)
Elektriksel dirençα, poly: 0.700 µΩ·m (r.t.)
Manyetik sıralamaparamanyetik[5]
Manyetik alınganlık+5010.0·10−6 cm3/mol (293 K)[6]
Young modülüα form: 37.3 GPa
Kayma modülüα form: 14.8 GPa
Bulk modülüα form: 28.8 GPa
Poisson oranıα form: 0.281
Vickers sertliği250–745 MPa
Brinell sertliği250–640 MPa
CAS Numarası7440-10-0
Tarihçe
KeşfedenCarl Auer von Welsbach (1885)
praseodim ana izotopları
İzo­top Bol­luk Half-life (t1/2) Bozunma modu Boz­unma
141Pr 100% kararlı
142Pr syn 19.12 h β 142Nd
ε 142Ce
143Pr syn 13.57 d β 143Nd
| referanslar

Praseodimyum, sembolü Pr ve atom numarası 59 olan kimyasal bir elementtir. Lantanid serisinin üçüncü üyesidir ve geleneksel olarak nadir toprak metallerinden biri olarak kabul edilir. Praseodimyum, manyetik, elektriksel, kimyasal ve optik özellikleriyle değer verilen yumuşak, gümüşi, dövülebilir ve sünek bir metaldir. Doğal formda bulunamayacak kadar reaktiftir ve saf praseodim metal, havaya maruz kaldığında yavaşça yeşil bir oksit kaplama geliştirir.

Praseodim her zaman diğer nadir toprak metalleriyle birlikte doğal olarak oluşur. Bu, borunkine benzer bir bolluk olan, Dünya'nın kabuğunun milyonda 9,1 parçasını oluşturan en yaygın dördüncü nadir toprak elementidir. 1841'de İsveçli kimyager Carl Gustav Mosander, didimyum adını verdiği nadir toprak oksit kalıntısını "lantana" olarak adlandırdığı ve seryum tuzlarından ayrılmış bir tortudan çıkardı. 1885'te Avusturyalı kimyager Baron Carl Auer von Welsbach, didimyumu, praseodim ve neodim olarak adlandırdığı farklı renklerde tuzlar veren iki elemente ayırdı. Praseodymium adı, "yeşil" anlamına gelen Yunan prasinolarından (πράσινος) ve didymos'tan (δίδυμος) "ikiz" den gelir.

Çoğu nadir toprak elementi gibi, praseodim en kolay şekilde +4 oksidasyon durumu bazı katı bileşiklerde bilinmesine rağmen, sulu çözeltideki tek kararlı durum olan +3 oksidasyon durumunu oluşturur ve lantanitler arasında benzersiz bir şekilde +5 oksidasyonu durum matris izolasyon koşullarında elde edilebilir. Sulu praseodim iyonları sarımsı yeşildir ve benzer şekilde praseodim, camlara eklendiğinde çeşitli sarı-yeşil tonları ile sonuçlanır. Praseodimyumun endüstriyel kullanımlarının çoğu, ışık kaynaklarından sarı ışığı filtreleme yeteneğini içerir.

Tarihçe

1751'de İsveçli mineralog Axel Fredrik Cronstedt, daha sonra cerite olarak adlandırılan Bastnäs'daki madenden ağır bir mineral keşfetti. Otuz yıl sonra, madenin sahibi aileden on beş yaşındaki Vilhelm Hisinger, içinde hiçbir yeni unsur bulamayan Carl Scheele'ye bir örnek gönderdi. 1803'te, Hisinger bir demir ustası olduktan sonra, Jöns Jacob Berzelius ile birlikte madene geri döndü ve iki yıl önce keşfedilen cüce gezegen Ceres'den sonra ceria adını verdikleri yeni bir oksidi izole etti. Ceria, Almanya'da Martin Heinrich Klaproth tarafından eşzamanlı ve bağımsız olarak izole edildi. 1839 ile 1843 arasında, Berzelius ile aynı evde yaşayan İsveçli cerrah ve kimyager Carl Gustaf Mosander tarafından ceria'nın bir oksit karışımı olduğu gösterildi; lantana ve didimya adını verdiği diğer iki oksidi ayırdı. Bir seryum nitrat örneğini havada kavurarak ve ardından ortaya çıkan oksidi seyreltik nitrik asitle işleyerek kısmen ayrıştırdı. Bu oksitleri oluşturan metallere bu nedenle lantan ve didimyum adı verildi. Lantanın saf bir element olduğu ortaya çıkarken, didimiyum değildi ve sadece praseodimden öropyuma kadar tüm stabil erken lantanitlerin bir karışımı olduğu ortaya çıktı, Spektroskopik analizden sonra Marc Delafontaine tarafından şüphelenildiği gibi, bileşenlerine ayrımaya devam edecek zamanı yoktu. Ağır samaryum ve öropiyum çifti ancak 1879'da Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran tarafından kaldırıldı ve 1885'e kadar Carl Auer von Welsbach didimyumu praseodim ve neodimyum olarak ayırdı. Neodim, didimyumun praseodimyumdan daha büyük bir bileşeni olduğundan, eski adı belirsizliği ortadan kaldırmayı korurken, praseodim, tuzlarının pırasa yeşili rengiyle ayırt edildi (Yunanca πρασιος, "pırasa yeşili"). Didimyumun bileşik doğası daha önce 1882'de Bohuslav Brauner tarafından önerilmişti, deneysel olarak ayrışma takip edilmektedir.

Özellikleri

Fiziksel

Praseodimyum, lantanit serisinin üçüncü üyesidir. Periyodik tabloda, solunda lantanitler seryum ve sağında neodimyum arasında ve aktinit protaktinyumun üzerinde görünür. Gümüşinkine benzer bir sertliğe sahip sünek bir metaldir. 59 elektronu [Xe]4f36s2 konfigürasyonunda düzenlenmiştir; teorik olarak, beş dış elektronun tümü değerlik elektronları olarak hareket edebilir, ancak beşinin hepsinin kullanımı aşırı koşullar gerektirir ve normal olarak, praseodimyum bileşiklerinde yalnızca üç veya bazen dört elektron verir. Praseodimyum, 4f orbitallerinin 5d orbitallerinden daha düşük bir enerji seviyesine sahip olduğunu öngören Aufbau ilkesine uygun bir elektron konfigürasyonuna sahip olan ilk lantanittir; bu lantan ve seryum için geçerli değildir, çünkü 4f orbitallerinin ani daralması lantan sonrasına kadar gerçekleşmez ve seryumda 5d alt kabuğunu işgal etmekten kaçınacak kadar güçlü değildir. Bununla birlikte, katı praseodimyum [Xe]4f25d16s2 konfigürasyonunu alır, bir elektron 5d alt kabuğunda diğer tüm üç değerlikli lantanitler gibi (metalik durumda iki değerlikli olan öropiyum ve iterbiyum hariç).

Lantanid serisindeki diğer metallerin çoğu gibi, praseodimyum genellikle değerlik elektronları olarak yalnızca üç elektron kullanır, çünkü daha sonra kalan 4f elektronları çok güçlü bir şekilde bağlanır: bunun nedeni, 4f orbitallerinin elektronların inert ksenon çekirdeğinden en çok çekirdeğe nüfuz etmesidir bunu 5d ve 6s takip eder ve bu daha yüksek iyonik yük ile artar. Yine de, praseodimyum dördüncü ve hatta bazen beşinci bir valans elektronunu kaybetmeye devam edebilir, çünkü nükleer yükün hala yeterince düşük olduğu ve 4f alt kabuk enerjisinin daha fazla valans elektronlarının uzaklaştırılmasına izin verecek kadar yüksek olduğu lantanid serisinde çok erken gelir. Bu nedenle, diğer erken dönem üç değerlikli lantanitlere benzer şekilde, praseodim, oda sıcaklığında çift altıgen sıkı paketlenmiş kristal yapıya sahiptir. Yaklaşık 560 °C'de, yüz merkezli bir kübik yapıya geçiş yapar ve 935 °C'lik erime noktasından kısa bir süre önce hacim merkezli bir kübik yapı görünür.

Praseodimyum, tüm lantanitler gibi (eşleştirilmemiş 4f elektronu olmayan lantan, iterbiyum ve lutetium hariç), oda sıcaklığında paramanyetiktir. Düşük sıcaklıklarda antiferromanyetik veya ferromanyetik düzen gösteren diğer bazı nadir toprak metallerinden farklı olarak, praseodimyum 1 K üzerindeki tüm sıcaklıklarda paramanyetiktir.

İzotoplar

Praseodymium'un yalnızca bir tane kararlı ve doğal olarak oluşan izotopu vardır, 141Pr. Bu nedenle, mononüklidik bir elementtir ve standart atom ağırlığı, doğanın bir sabiti olduğu için yüksek hassasiyetle belirlenebilir. Bu izotopta 82 nötron var, bu ek kararlılık sağlayan sihirli bir sayı. Bu izotop yıldızlarda s ve r süreçleri (sırasıyla yavaş ve hızlı nötron yakalama) yoluyla üretilir.

Diğer tüm praseodim izotoplarının yarı ömürleri bir günün altında (ve çoğu bir dakikanın altında), 13.6 günlük yarılanma ömrü olan 143Pr tek istisna dışında. 143Pr ve 141Pr, uranyumun fisyon ürünleri olarak ortaya çıkar. 141Pr'den daha hafif izotopların birincil bozunma modu, pozitron emisyonu veya seryum izotoplarına elektron yakalama, daha ağır izotoplarınki ise neodim izotoplarına beta bozunmasıdır.

Kimya

Praseodimyum metal, havada yavaşça karararak demir pası gibi bir oksit tabakası oluşturur; santimetre büyüklüğünde bir praseodim metal numunesi yaklaşık bir yıl içinde tamamen aşınır. Pr6O11'e yaklaşan stoikiometrik olmayan bir bileşik olan praseodim (III, IV) oksit oluşturmak üzere 150 °C'de kolayca yanar:

12 Pr + 11 O2 → 2 Pr6O11

Bu, hidrojen gazı ile praseodim (III) okside (Pr2O3) indirgenebilir. Praseodimyum (IV) oksit, PrO2, praseodimyumun yanmasının en oksitlenmiş ürünüdür ve praseodim metalin 400 °C'de ve 282 bar'da saf oksijenle reaksiyonu veya kaynayan asetik asitte Pr6O11'in orantısız hale getirilmesi ile elde edilebilir. Praseodimyumun reaktivitesi, ilk ve dolayısıyla en büyük lantanitlerden biri olduğu için periyodik eğilimlere uygundur. 1000 °C'de, PrO2−x bileşimine sahip birçok praseodim oksit 0 < x < 0.25 ile düzensiz, stokiyometrik olmayan fazlar olarak bulunur, ancak 400-700 °C'de oksit kusurları bunun yerine sıralanır ve PrnO2n−2 ile n = 4, 7, 9, 10, 11, 12, ve ∞ genel formülünün fazlarını oluşturur. Bu aşamalar bazen α ve β ′ (stokiyometrik olmayan), β (y = 1.833), δ (1.818), ε (1.8), ζ (1.778), ι (1.714), θ ve σ olarak etiketlenir.

Praseodim, elektropozitif bir elementtir ve soğuk suyla yavaş ve sıcak suyla oldukça hızlı reaksiyona girerek praseodim (III) hidroksit oluşturur:

2 Pr (s) + 6 H2O (l) → 2 Pr(OH)3 (aq) + 3 H2 (g)

Praseodimyum metal, trihalidler oluşturmak için tüm halojenlerle reaksiyona girer:

2 Pr (s) + 3 F2 (g) → 2 PrF3 (s) [yeşil]
2 Pr (s) + 3 Cl2 (g) → 2 PrCl3 (s) [yeşil]
2 Pr (s) + 3 Br2 (g) → 2 PrBr3 (s) [yeşil]
2 Pr (s) + 3 I2 (g) → 2 PrI3 (s)

Tetraflorür, PrF4 de bilinmektedir ve sodyum florür ve praseodimyum(III) florür karışımının flor gazı ile reaksiyona sokulmasıyla üretilir, Na2PrF6 üretilir, ardından sodyum florür sıvı hidrojen florür ile reaksiyon karışımından çıkarılır. Ek olarak, praseodimyum bir bronz diiyodür oluşturur; Lantan, seryum ve gadolinyum diiyodidleri gibi, bir praseodim(III) elektrit bileşiğidir.


Praseodimyum, seyreltik sülfürik asitte kolaylıkla çözünerek, [Pr(H2O)9]3+ kompleksleri olarak var olan chartreuse Pr3+ iyonlarını içeren çözeltiler oluşturur:

2 Pr (s) + 3 H2SO4 (aq) → 2 Pr3+ (aq) + 3 SO2−
4
(aq) + 3 H2 (g)

Praseodim (IV) bileşiklerinin suda çözülmesi, sarı Pr4+ iyonlarını içeren çözeltilerle sonuçlanmaz; +3,2 V'ta Pr4+/Pr3+ çiftinin yüksek pozitif standart indirgeme potansiyeli nedeniyle, bu iyonlar sulu çözelti içinde kararsızdır, suda oksitlenir ve Pr3+'ya indirgenir. Pr3+/Pr çifti için değer −2,35 V'tur. Bununla birlikte, oldukça bazik sulu ortamda, Pr4+ iyonları ozonla oksidasyon yoluyla üretilebilir.

Dökme haldeki praseodimyum (V) bilinmemekle birlikte, soy gaz matris izolasyon koşulları altında +5 oksidasyon durumunda (önceki soy gaz ksenonun kararlı elektron konfigürasyonu ile) praseodim varlığı 2016 yılında rapor edilmiştir. +5 durumuna atanan türler [PrO2]+, O2 ve Ar eklentileri ve PrO22-O2) olarak tanımlandı.

Organopraseodymium bileşikleri, diğer lantanidlerinkine çok benzer, çünkü hepsi de π omurgaya girme yetersizliğini paylaşırlar. Bu nedenle, çoğunlukla iyonik siklopentadienidler (lantan ile eş-yapı) ve bazıları polimerik olabilen σ-bağlı basit alkiller ve ariller ile sınırlıdırlar. Praseodimyumun koordinasyon kimyası büyük ölçüde büyük, elektropozitif Pr3+ iyonunun koordinasyon kimyasıdır ve bu nedenle diğer erken lantanidler La3+, Ce3+, ve Nd3+ ile büyük ölçüde benzerdir. Örneğin, lantan, seryum ve neodimyum gibi, praseodim nitratlar 18-taç-6 ile hem 4: 3 hem de 1: 1 kompleksler oluşturur, oysa prometyumdan gadolinyum'a kadar olan orta lantanitler sadece 4: 3 kompleksini ve daha sonraki lantanitleri oluşturabilir. terbiyumdan lutesyuma, tüm ligandlara başarılı bir şekilde koordine edilemez. Bu tür praseodim kompleksleri, yüksek fakat belirsiz koordinasyon numaralarına ve yetersiz tanımlanmış stereokimyaya sahiptir, istisnalar, trikoordinat [Pr{N(SiMe3)2}3] gibi istisnai olarak hacimli ligandlardan kaynaklanır. Praseodim (IV) içeren birkaç karışık oksit ve florür de vardır, ancak komşusu seryum gibi bu oksidasyon durumunda kayda değer bir koordinasyon kimyasına sahip değildir. Bununla birlikte, praseodim (IV) moleküler kompleksinin ilk örneği yakın zamanda bildirilmiştir.

Oluşum ve üretim

Praseodimyum özellikle nadir değildir ve 9,1 mg/kg Dünya'nın kabuğunu oluşturur. Bu değer kurşun (13 mg /kg) ve bor (9 mg/kg) arasındadır ve praseodimyumu, seryumun (66 mg/kg), neodimiyumun (40 mg/kg) arkasında lantanitlerin dördüncü en bol olanı yapar. ve lantan (35 mg/kg); nadir toprak elementleri itriyum (31 mg/kg) ve skandiyumdan (25 mg/kg) daha az miktarda bulunur. Bunun yerine, praseodimyumun bir nadir toprak metali olarak sınıflandırılması, kireç ve magnezya gibi "ortak topraklar" a göre nadir olmasından kaynaklanır, onu içeren, çıkarmanın ticari olarak uygun olduğu birkaç bilinen mineral ve ayrıca ekstraksiyonun uzunluğu ve karmaşıklığı vardır. Çok nadir olmamakla birlikte, praseodim hiçbir zaman praseodim içeren minerallerde baskın bir nadir toprak olarak bulunmaz. Her zaman öncesinde seryum, lantan ve genellikle de neodim bulunur.

Monazite asit kırma işlemi

Pr3+ iyonu, periyodik tablodan hemen sonra gelen seryum grubunun (lantanumdan samaryum ve öropyuma kadar olanlar) erken lantanitlerine benzer boyuttadır ve bu nedenle onlarla birlikte fosfat, silikat ve karbonat minerallerinde meydana gelme eğilimindedir. Monazite (MIIIPO4) ve bastnäsite (MIIICO3F) gibi, burada M, skandiyum ve radyoaktif prometyum (çoğunlukla Ce, La ve Y, biraz daha az Nd ve Pr ile) hariç tüm nadir toprak metallerini ifade eder. Bastnäsite genellikle toryum ve ağır lantanitlerden yoksundur ve bundan hafif lantanitlerin saflaştırılması daha az söz konusudur. Cevher, ezildikten ve öğütüldükten sonra ilk önce sıcak konsantre sülfürik asit, gelişen karbondioksit, hidrojen florür ve silikon tetraflorür ile işlenir. Ürün daha sonra kurutulur ve suyla süzülür, lantan dahil erken lantanid iyonları çözelti içinde bırakılır.

Genellikle tüm nadir toprak elementlerini ve toryumu içeren monazit prosedürü daha fazla işin içindedir. Monazite, manyetik özelliklerinden dolayı tekrarlanan elektromanyetik ayırma ile ayrılabilir. Ayrıldıktan sonra, nadir toprakların suda çözünür sülfatlarını üretmek için sıcak konsantre sülfürik asit ile muamele edilir. Asidik filtratlar, sodyum hidroksit ile pH 3–4'e kısmen nötralize edilir, bu sırada toryum bir hidroksit olarak çökelir ve uzaklaştırılır. Çözelti, nadir toprakları çözünmeyen oksalatlarına dönüştürmek için amonyum oksalat ile işlenir, oksalatlar tavlama yoluyla oksitlere dönüştürülür ve oksitler nitrik asit içinde çözülür. Bu son adım, oksidi HNO3'te çözünmeyen ana bileşenlerden biri olan seryumu hariç tutar. Güçlü bir gama yayıcı olan 232Th'nin kızı olan 228Ra'yı içerdiklerinden bazı kalıntılar işlenirken dikkatli olunmalıdır.

Praseodim daha sonra iyon değiştirme kromatografisi yoluyla veya atom numarası arttıkça Ln3+ çözünürlüğünün arttığı tributil fosfat gibi bir çözücü kullanılarak diğer lantanitlerden ayrılabilir. İyon değiştirme kromatografisi kullanılırsa, lantanitlerin karışımı bir katyon değiştirme reçinesi kolonuna yüklenir ve diğerine Cu2+ or Zn2+ veya Fe3+ yüklenir. Yıkama sıvısı (genellikle triamonyum edtat) ​​olarak bilinen bir kompleks oluşturucu maddenin sulu bir çözeltisi, sütunlardan geçirilir ve Ln3+, ilk sütundan çıkarılır ve NH+
4
ile yeniden yer değiştirmeden önce sütunun tepesinde kompakt bir bantta yeniden biriktirilir. Ln(edta·H) kompleksleri için Gibbs serbest oluşum enerjisi, lantanitler boyunca Ce3+ 'dan Lu3+' e yaklaşık dörtte bir oranında artar, böylece Ln3+ katyonları bir banttaki gelişme kolonundan aşağı iner ve tekrar tekrar fraksiyonlanır, en ağırdan en hafifine doğru taşınır. Daha sonra çözünmeyen oksalatları olarak çökeltilirler, oksitleri oluşturmak için yakılırlar ve daha sonra metallere indirgenirler.

Uygulamalar

Leo Moser (şu anda Çek Cumhuriyeti'nde Karlovy Vary olan Moser Glassworks'ün kurucusu Ludwig Moser'in oğlu, aynı isimdeki matematikçiyle karıştırılmamalıdır) 1920'lerin sonlarında cam renklendirmede praseodimyumun kullanımını araştırdı ve "Prasemit" adı verilen sarı-yeşil bir cam verdi. Bununla birlikte, o zamanlar çok daha ucuz renklendiriciler benzer bir renk verebilirdi, bu nedenle Prasemit popüler değildi, birkaç parça yapıldı ve örnekler artık son derece nadirdir. Moser ayrıca, daha yaygın olarak kabul gören "Heliolite" camı (Almanca'da "Heliolit") üretmek için praseodimyumu neodim ile karıştırdı. Saflaştırılmış praseodimyumun günümüzde de devam eden ilk kalıcı ticari kullanımı, zirkon kafeste katı bir çözelti olan seramikler için sarı-turuncu renkli "Praseodim Sarı" leke formundadır. Bu lekenin içinde hiçbir yeşil ipucu yok; bunun tersine, yeterince yüksek yüklemelerde, praseodim cam saf sarı yerine belirgin bir şekilde yeşildir.

Lantanitler çok benzer olduklarından, praseodim, önemli işlev kaybı olmaksızın diğer lantanitlerin çoğunun yerini alabilir ve aslında miskmetal ve ferrocerium alaşımları gibi birçok uygulama, küçük miktarlarda praseodimiyum dahil olmak üzere çeşitli lantanitlerin değişken karışımlarını içerir. Aşağıdaki daha modern uygulamalar, özel olarak praseodim veya en azından lantanitlerin küçük bir alt kümesinde en azından praseodim içerir:

  • Başka bir nadir toprak elementi olan neodim ile birlikte praseodim, güçleri ve dayanıklılıkları ile dikkat çeken yüksek güçlü mıknatıslar oluşturmak için kullanılır. Genel olarak, 3 boyutlu geçiş metalleri ile seryum grubu nadir toprak elementlerinin (lantan yoluyla samaryum) çoğu alaşımları, motorlar, yazıcılar, saatler, kulaklıklar, hoparlörler ve manyetik depolama gibi küçük ekipmanlarda sıklıkla kullanılan son derece kararlı mıknatıslar verir.
  • Uçak motorlarında kullanılan yüksek mukavemetli metaller oluşturmak için magnezyum içeren bir alaşım ajanı olarak; itriyum ve neodim de geçerli ikamelerdir.
  • Praseodimyum, film endüstrisinde stüdyo aydınlatması ve projektör ışıkları için kullanılan karbon ark ışıklarının çekirdeğini florür oluşturan nadir toprak karışımında mevcuttur.
  • Praseodimyum bileşikleri, camlara ve emaye sarı bir renk verir.
  • praseodimyum, seramikleri sarı renklendirmek için kullanılır.
  • Praseodimyum, belli tipte kaynakçı ve cam gözlüklerinin yapımında kullanılan didimiyum camın bir bileşenidir.
  • Praseodim iyonları ile katkılanmış silikat kristalleri, bir ışık darbesini saniyede birkaç yüz metreye kadar yavaşlatmak için kullanılmıştır.
  • Nikel (PrNi5) ile alaşımlı praseodimyum o kadar güçlü bir manyetokalorik etkiye sahiptir ki, bilim adamlarının mutlak sıfır derecesinin binde biri kadar yaklaşmasına izin vermiştir.
  • Florür camdaki praseodimyum katkısı, tek modlu fiber optik amplifikatör olarak kullanılmasına izin verir.
  • Bir oksidasyon katalizörü olarak ceria veya ceria-zirkonya ile katı çözelti içinde praseodimyum oksit kullanılmıştır.
  • Pr3+ iyonları bazı kırmızı, yeşil, mavi ve morötesi fosforlarda aktivatör olarak kullanılır.

Rüzgar türbinleri için kullanılan kalıcı mıknatıslardaki rolü nedeniyle, praseodimyumun yenilenebilir enerji ile çalışan bir dünyada jeopolitik rekabetin ana nesnelerinden biri olacağı tartışılmıştır. Ancak bu bakış açısı, çoğu rüzgar türbininin kalıcı mıknatıs kullanmadığını fark edemediği ve genişletilmiş üretim için ekonomik teşviklerin gücünü hafife aldığı için eleştirildi.

Biyolojik rol ve önlemler

Praseodim
Tehlikeler
GHS piktogramlar GHS02: Yanıcı
GHS işaret kelimesi Tehlike
H250
P222, P231, P422[7]
NFPA 704
Flammability code 4: Will rapidly or completely vaporize at normal atmospheric pressure and temperature, or is readily dispersed in air and will burn readily. Flash point below 23 °C (73 °F). E.g., propaneHealth code 0: Exposure under fire conditions would offer no hazard beyond that of ordinary combustible material. E.g., sodium chlorideReactivity code 4: Readily capable of detonation or explosive decomposition at normal temperatures and pressures. E.g., nitroglycerinSpecial hazards (white): no codeNFPA 704 four-colored diamond
4
0
4
Aksi belirtilmediği sürece, veriler malzemelerin standart hallerinde verilir (25 °C'de [77 °F], 100 kPa).
Bilgikutusu referansı

İlk lantanitlerin, Methylacidiphilum fumariolicum gibi volkanik çamurlarda yaşayan bazı metanotrofik bakteriler için gerekli olduğu bulunmuştur: lantan, seryum, praseodim ve neodim yaklaşık eşit derecede etkilidir. Praseodymium'un başka herhangi bir organizmada biyolojik bir rolü olduğu bilinmemektedir, ancak çok da toksik değildir. Nadir toprak elementlerinin hayvanlara damardan enjekte edilmesinin karaciğer fonksiyonunu bozduğu bilinmektedir, ancak insanlarda nadir toprak oksitlerinin solunmasının ana yan etkileri radyoaktif toryum ve uranyum safsızlıklarından kaynaklanmaktadır.

Kaynak

  1. "praseodymium". Oxford ingilizce sözlüğü (3rd ed.). Oxford University Press. September 2005.  (Abonelik veya İngiltere halk kütüphanesi üyeliği gerekli.)
  2. Meija, Juris; et al. (2016). "Elementlerin Atom Ağırlıkları 2013 (IUPAC Teknik Raporu)". Saf ve Uygulamalı Kimya. 88 (3): 265–91. doi:10.1515/pac-2015-0305. 
  3. Yttrium and all lanthanides except Ce, Pm, Eu, Tm, Yb have been observed in the oxidation state 0 in bis(1,3,5-tri-t-butylbenzene) complexes, see Cloke, F. Geoffrey N. (1993). "Zero Oxidation State Compounds of Scandium, Yttrium, and the Lanthanides". Chem. Soc. Rev. 22: 17–24. doi:10.1039/CS9932200017. 
  4. Chen, Xin; et al. (2019-12-13). "Lanthanides with Unusually Low Oxidation States in the PrB3– and PrB4– Boride Clusters". Inorganic Chemistry. 58 (1): 411–418. PMID 30543295 Check |pmid= value (yardım). doi:10.1021/acs.inorgchem.8b02572. 
  5. Jackson, M. (2000). "Magnetism of Rare Earth" (PDF). The IRM quarterly. 10 (3): 1. 
  6. Weast, Robert (1984). CRC, Handbook of Chemistry and Physics. Boca Raton, Florida: Chemical Rubber Company Publishing. pp. E110. ISBN 0-8493-0464-4. 
  7. "Praseodymium 261173". 
"Bilgibank.tk" adresinden alınmıştır.