Fakty dotyczące prazeodymu - pierwiastek 59

Właściwości, historia i zastosowania prazeodymu

Prazeodym jest jednym z pierwiastków ziem rzadkich. Science Picture Co / Getty Images

Prazeodym jest pierwiastkiem 59 w układzie okresowym o symbolu pierwiastka Pr. To jeden z metale ziem rzadkich lub lantanowce . Oto zbiór interesujących faktów na temat prazeodymu, w tym jego historii, właściwości, zastosowań i źródeł.

• Prazeodym został odkryty przez szwedzkiego chemika Carla Mosandera w 1841 roku, ale go nie oczyścił. Pracował na próbkach ziem rzadkich, które zawierają pierwiastki o tak podobnych właściwościach, że niezwykle trudno je od siebie oddzielić. Z surowej próbki azotanu ceru wyizolował tlenek, który nazwał „lantaną”, który był tlenkiem lantanu. Lantana okazała się mieszaniną tlenków. Jedna frakcja była różową, którą nazwał podwójnie . Per Teodor Cleve (1874) i Lecoq de Boisbaudran (1879) ustalili, że didym był mieszaniną pierwiastków. W 1885 r. austriacki chemik Carl von Welsbach podzielił didym na prazeodym i neodym . Oficjalne odkrycie i wyizolowanie pierwiastka 59 przypisuje się generalnie von Welsbachowi.
• Prazeodym bierze swoją nazwę od greckich słów zapytam , co oznacza „zielony” i didymos , co oznacza „bliźniak”. Część „bliźniacza” odnosi się do pierwiastka będącego bliźniakiem neodymu w didymium, natomiast „zielona” odnosi się do koloru soli wyizolowanej przez von Welsbacha. Prazeodym tworzy kationy Pr(III), które w wodzie i szkle są żółtawozielone.
• Oprócz stopnia utlenienia +3, Pr występuje również na +2, +4 i (unikatowy dla lantanowców) +5. Tylko stan +3 występuje w roztworach wodnych.
• Prazeodym to miękki metal w kolorze srebrnym, który tworzy w powietrzu powłokę z zielonego tlenku. Powłoka ta łuszczy się lub odpryskuje, narażając świeży metal na utlenianie. Aby zapobiec degradacji, czysty prazeodym jest zwykle przechowywany w atmosferze ochronnej lub w oleju.
• Element 59 jest wysoko ciągliwy oraz plastyczny . Prazeodym jest pod tym względem niezwykły to jest paramagnetyczne we wszystkich temperaturach powyżej 1 K. Inne metale ziem rzadkich są ferromagnetyczne lub antyferromagnetyczne w niskich temperaturach.
• Naturalny prazeodym składa się z jednego stabilnego izotopu, prazeodymu-141. Znanych jest 38 radioizotopów, z których najbardziej stabilnym jest Pr-143, którego okres półtrwania wynosi 13,57 dni. Izotopy prazeodymu wahają się od liczby masowej 121 do 159. Znanych jest również 15 izomerów jądrowych.
• Występuje prazeodym naturalnie w skorupie ziemskiej w ilości 9,5 części na milion. Stanowi około 5% lantanowców występujących w minerałach monazycie i bastnazycie. Woda morska zawiera 1 część na bilion Pr. W ziemskiej atmosferze praktycznie nie ma prazeodymu.
• Pierwiastki ziem rzadkich mają wiele zastosowań we współczesnym społeczeństwie i są uważane za niezwykle cenne. Pr nadaje szkłu i emalii żółty kolor. Około 5% miszmetalu składa się z prazeodymu. Ten pierwiastek jest używany z innymi pierwiastkami ziem rzadkich do wytwarzania łuków węglowych. Barwi cyrkon żółto-zielony i może być dodany do symulowanych kamieni szlachetnych, aby naśladować oliwin. Nowoczesna stal ogniowa zawiera około 4% prazeodymu. Didym, który zawiera Pr, jest używany do produkcji szkła do okularów ochronnych dla spawaczy i dmuchaczy szkła. Pr jest stapiany z innymi metalami, tworząc potężne magnesy ziem rzadkich, metale o wysokiej wytrzymałości i materiały magnetokaloryczne. Element 59 jest używany jako środek domieszkujący do wytwarzania wzmacniaczy światłowodowych i spowalniania impulsów świetlnych. Tlenek prazeodymu jest ważnym katalizatorem utleniania.
• Prazeodym nie pełni żadnej znanej funkcji biologicznej. Podobnie jak inne pierwiastki ziem rzadkich, Pr wykazuje niską lub umiarkowaną toksyczność dla organizmów.

Dane pierwiastka prazeodymu

Nazwa elementu : Prazeodym

Symbol elementu : Pr

Liczba atomowa : 59

Grupa elementów : pierwiastek f-blok, lantanowiec lub pierwiastek ziem rzadkich

Okres Żywiołów : okres 6

Masa atomowa : 140.90766(2)

Odkrycie : Carl Auer von Welsbach (1885)

Konfiguracja elektronów : [Pojazd] 4f³6s^dwa

Temperatura topnienia : 1208 K (935 °C, 1715 °F)

Temperatura wrzenia : 3403 K (3130 °C, 5666 °F)

Gęstość : 6,77g/cm³(temperatura zbliżona do pokojowej)

Faza : solidny

Ciepło fuzji : 6,89 kJ/mol

Ciepło parowania : 331 kJ/mol

Molowa pojemność cieplna : 27,20 J/(mol·K)

Zamawianie magnetyczne : paramagnetyczny

Stany Utleniania : 5, 4, 3 , dwa

Elektroujemność : skala Paulinga: 1.13

Energie jonizacji :

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

Promień atomowy : 182 pikometry

Struktura krystaliczna : ciasno upakowane podwójnie sześciokątne lub DHCP

Bibliografia

• Zachód, Robert (1984). CRC, Handbook of Chemistry and Physics . Boca Raton, Floryda: Chemical Rubber Company Publishing. s. E110.
• Emsley, John (2011). Bloki konstrukcyjne natury: przewodnik od A do Z po żywiołach . Oxford University Press. ISBN 978-0-19-960563-7.
• Gschneidner, K.A. i Eyring, L., Handbook on the Physics and Chemistry of Rare Earths, North Holland Publishing Co., Amsterdam, 1978.
• Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemia pierwiastków (wyd. 2). Butterwortha-Heinemanna. ISBN 0-08-037941-9.
• RJ Callow, Chemia przemysłowa lantanonów, itru, toru i uranu , Pergamon Press, 1967.