Prazeodym

Prazeodym
Zagrożenia
	Oznakowanie GHS :
Piktogramy
Hasło ostrzegawcze	Niebezpieczeństwo
Zwroty wskazujące rodzaj zagrożenia	H250
Ostrzeżenia ostrzegawcze	P222 , P231 , P422
NFPA 704 (ognisty diament)	0 4 4

Prazeodym, ₅₉ Pr
Prazeodym
Wymowa	/ ˌ p r eɪ z iː ə ˈ d ɪ m i ə m / <a i=17>( ( PRAY -zee-ə- DIM -ee-əm )
Wygląd	szaro-biały
Standardowa masa atomowa Ar ° ( Pr)
	140,907 66 ± 0,000 01 ; 140,91 ± 0,01 (w skrócie) ;
Prazeodym w układzie okresowym
	cer ← prazeodym → neodym
Liczba atomowa ( Z )	59
Grupa	grupy bloków f (bez numeru)
Okres	okres 6
Blok	blok f
Konfiguracja elektronów	[ Xe ] 4f 3 6s 2
Elektrony na powłokę	2, 8, 18, 21, 8, 2
Właściwości fizyczne
Faza w STP	solidny
Temperatura topnienia	1208 K (935°C, 1715°F)
Temperatura wrzenia	3403 K (3130°C, 5666°F)
Gęstość (blisko rt )	6,77 g/cm 3
gdy jest płynny (w mp )	6,50 g/cm 3
Ciepło topnienia	6,89 kJ/mol
Ciepło parowania	331 kJ/mol
Molowa pojemność cieplna	27,20 J/(mol·K)
Właściwości atomowe
Stany utlenienia	0, +1, +2, +3 , +4, +5 (lekko zasadowy tlenek)
Elektroujemność	Skala Paulinga: 1,13
Energie jonizacji	1.: 527 kJ/mol; 2.: 1020 kJ/mol; 3.: 2086 kJ/mol; ;
Promień atomowy	empiryczne: 182 godz
Promień kowalencyjny	203 ± 19:00
	Linie widmowe prazeodymu
Inne właściwości
Zjawisko naturalne	pierwotny
Struktura krystaliczna	<a i=0>podwójny sześciokątny zwarty (dhcp)
Prędkość dźwięku cienki pręt	2280 m/s (przy 20°C)
Rozszerzalność cieplna	α, poli: 6,7 µm/(m⋅K) (w temperaturze pokojowej )
Przewodność cieplna	12,5 W/(m⋅K)
Rezystancja	α, poli: 0,700 µΩ⋅m (w temperaturze pokojowej )
Zamawianie magnetyczne	paramagnetyczny
Molowa podatność magnetyczna	) +5 010,0 × 10 −6 cm 3 /mol (293 K
Moduł Younga	forma α: 37,3 GPa
Moduł ścinania	postać α: 14,8 GPa
Moduł masowy	forma α: 28,8 GPa
współczynnik Poissona	forma α: 0,281
Twardość Vickersa	250–745 MPa
Twardość Brinella	250–640 MPa
Numer CAS	7440-10-0
Historia
Odkrycie	Carl Auer von Welsbach (1885)
Izotopy prazeodymu
ε	142 n.e
	; Kategoria: Prazeodym \| Bibliografia

Prazeodym to pierwiastek chemiczny o symbolu Pr i liczbie atomowej 59. Jest trzecim członkiem szeregu lantanowców i jest uważany za jeden z metali ziem rzadkich . Jest to miękki, srebrzysty, kowalny i ciągliwy metal , ceniony ze względu na swoje właściwości magnetyczne, elektryczne, chemiczne i optyczne. Jest zbyt reaktywny, aby można go było znaleźć w postaci natywnej, a czysty metal prazeodymowy powoli tworzy zieloną powłokę tlenkową pod wpływem powietrza.

Prazeodym zawsze występuje naturalnie razem z innymi metalami ziem rzadkich. Jest szóstym pod względem liczebności pierwiastkiem ziem rzadkich i czwartym pod względem liczebności lantanowcem, stanowiącym 9,1 części na milion w skorupie ziemskiej, czyli w ilości podobnej do boru . W 1841 roku szwedzki chemik Carl Gustav Mosander wyekstrahował resztę tlenku pierwiastka ziem rzadkich, który nazwał didymem, z pozostałości, którą nazwał „lantaną”, oddzielonej z kolei od soli ceru . W 1885 austriacki chemik baron Carl Auer von Welsbach rozdzielił didym na dwa pierwiastki, uzyskując sole o różnych kolorach, które nazwał prazeodymem i neodymem . Nazwa prazeodym pochodzi od starogreckiego πράσινος ( prasinos ), co oznacza „ por -zielony” i δίδυμος ( didymos ) „bliźniak”.

Podobnie jak większość pierwiastków ziem rzadkich , prazeodym najłatwiej tworzy stopień utlenienia +3 , który jest jedynym stabilnym stopniem utlenienia w roztworze wodnym , chociaż stopień utlenienia +4 jest znany w przypadku niektórych związków stałych i, wyjątkowo wśród lantanowców, stopień utlenienia +5 stan jest osiągalny w warunkach izolacji matrycy . Rzadko spotykane są stopnie utlenienia 0, +1 i +2. Wodne jony prazeodymu są żółtawo-zielone i podobnie prazeodym daje różne odcienie żółto-zielone po dodaniu do szklanek. Wiele zastosowań przemysłowych prazeodymu wiąże się z jego zdolnością do filtrowania żółtego światła ze źródeł światła.

Nieruchomości

Właściwości fizyczne

Prazeodym jest trzecim członkiem serii lantanowców i członkiem metali ziem rzadkich . W układzie okresowym pojawia się pomiędzy lantanowcami ceru po lewej stronie i neodymem po prawej stronie oraz powyżej aktynowca protaktynu . Jest to ciągliwy o twardości porównywalnej do srebra . Jego 59 elektronów jest ułożonych w konfiguracji [Xe]4f ³ 6s ² ; teoretycznie wszystkie pięć zewnętrznych elektronów może działać jako elektrony walencyjne , ale użycie wszystkich pięciu wymaga ekstremalnych warunków i zwykle prazeodym oddaje w swoich związkach tylko trzy, a czasem cztery elektrony.

Podobnie jak większość innych metali z serii lantanowców, prazeodym zwykle wykorzystuje tylko trzy elektrony jako elektrony walencyjne, ponieważ później pozostałe elektrony 4f są zbyt silnie związane: dzieje się tak, ponieważ orbitale 4f wnikają najbardziej przez obojętny rdzeń ksenonowy elektronów do jądra, po których następują 5d i 6s, a wartość ta wzrasta wraz ze wzrostem ładunku jonowego. Niemniej jednak prazeodym może nadal tracić czwarty, a czasami nawet piąty elektron walencyjny, ponieważ pojawia się bardzo wcześnie w szeregu lantanowców, gdzie ładunek jądrowy jest wciąż wystarczająco niski, a energia podpowłoki 4f wystarczająco wysoka, aby umożliwić usunięcie dalszych elektronów walencyjnych. Zatem, podobnie jak inne wczesne trójwartościowe lantanowce, prazeodym ma podwójnie sześciokątna, zwarta struktura krystaliczna w temperaturze pokojowej. W temperaturze około 560 °C przechodzi w sześcienną skupioną na ścianie , a struktura sześcienna skupiona na ciele pojawia się na krótko przed temperaturą topnienia 935 °C.

Prazeodym, podobnie jak wszystkie lantanowce (z wyjątkiem lantanu , iterbu i lutetu , które nie mają niesparowanych elektronów 4f), jest paramagnetykiem w temperaturze pokojowej. W przeciwieństwie do niektórych innych metali ziem rzadkich, które wykazują antyferromagnetyczne lub ferromagnetyczne w niskich temperaturach, prazeodym jest paramagnetyczny we wszystkich temperaturach powyżej 1 K.

Izotopy

Prazeodym ma tylko jeden stabilny i naturalnie występujący izotop, ¹⁴¹ Pr. Jest zatem jednonuklidowym i monoizotopowym , a jego standardową masę atomową można określić z dużą precyzją, ponieważ jest to stała natury. Izotop ten ma 82 neutrony, co jest magiczną liczbą zapewniającą dodatkową stabilność. Izotop ten powstaje w gwiazdach w procesach s i r (odpowiednio powolny i szybki wychwyt neutronów).

Zsyntetyzowano 38 innych radioizotopów. Wszystkie te izotopy mają okres półtrwania krótszy niż jeden dzień (a większość poniżej minuty), z jednym wyjątkiem ¹⁴³ Pr z okresem półtrwania wynoszącym 13,6 dnia. Zarówno ¹⁴³ Pr, jak i 141 ^Pr występują jako produkty rozszczepienia uranu . Podstawowym sposobem rozpadu izotopów lżejszych niż ¹⁴¹ Pr jest emisja pozytonów lub wychwytywanie elektronów do izotopów ceru , natomiast w przypadku cięższych izotopów jest to rozpad beta do izotopów neodymu .

Właściwości chemiczne

Wodorotlenek prazeodymu(III).

Prazeodym metaliczny matowieje powoli w powietrzu, tworząc odpryskującą zieloną warstwę tlenku, przypominającą rdzę żelazną ; centymetrowa próbka metalicznego prazeodymu ulega całkowitej korozji w ciągu około roku. Łatwo pali się w temperaturze 150 °C, tworząc tlenek prazeodymu(III,IV) , niestechiometryczny związek zbliżony do Pr ₆ O ₁₁ :

12 Pr + 11 O ₂ → 2 Pr ₆ O ₁₁

_go zredukować do tlenku prazeodymu(III) (Pr2O3 _{) za} pomocą gazowego wodoru. Tlenek prazeodymu(IV) , PrO ₂ , jest najbardziej utlenionym produktem spalania prazeodymu i można go otrzymać w reakcji metalicznego prazeodymu z czystym tlenem w temperaturze 400 °C i pod ciśnieniem 282 barów lub przez dysproporcjonowanie Pr 6 O ₁₁ we _wrzącym octie kwas. Reaktywność prazeodymu jest zgodna z okresowymi tendencjami , ponieważ jest jednym z pierwszych, a tym samym jednym z największych lantanowców. W temperaturze 1000 ° C wiele tlenków prazeodymu o składzie PrO _{2− x} istnieje jako nieuporządkowane, niestechiometryczne fazy o 0 < x <0,25, ale w temperaturze 400–700 ° C zamiast tego defekty tlenkowe są uporządkowane, tworząc fazy o wzorze ogólnym Pr _n O _{2 n -2} z n = 4, 7, 9, 10, 11, 12 i ∞. Fazy te PrO _y są czasami oznaczone α i β′ (niestechiometryczne), β ( y = 1,833), δ (1,818), ε (1,8), ζ (1,778), ι (1,714), θ i σ.

Prazeodym jest pierwiastkiem elektrododatnim i reaguje powoli z zimną wodą i dość szybko z gorącą wodą, tworząc wodorotlenek prazeodymu (III):

2 Pr (s) + 6 H ₂ O (l) → 2 Pr(OH) ₃ (aq) + 3 H ₂ (g)

Prazeodym metaliczny reaguje ze wszystkimi stabilnymi halogenami , tworząc trihalogenki:

2 Pr (s) + 3 F ₂ (g) → 2 PrF ₃ (s) [zielony]

2 Pr (s) + 3 Cl ₂ (g) → 2 PrCl ₃ (s) [zielony]

2 Pr (s) + 3 Br ₂ (g) → 2 PrBr ₃ (s) [zielony]

2 Pr (s) + 3 I ₂ (g) → 2 PrI ₃ (s)

tetrafluorek PrF ₄ , który wytwarza się w wyniku reakcji mieszaniny fluorku sodu i fluorku prazeodymu(III) z gazowym fluorem, w wyniku czego powstaje Na ₂ PrF ₆ , po czym fluorek sodu usuwa się z mieszaniny reakcyjnej za pomocą ciekłego fluorowodoru . Dodatkowo prazeodym tworzy dwujodek brązu ; podobnie jak dijodki lantanu, ceru i gadolinu , jest to związek elektrody prazeodymu (III) .

Prazeodym łatwo rozpuszcza się w rozcieńczonym kwasie siarkowym , tworząc roztwory zawierające jony szartreuse Pr ³⁺ , które występują w postaci kompleksów [Pr(H ₂ O) ₉ ] ^{3+ :}

2 Pr (s) + 3 H ₂ SO ₄ (aq) → 2 Pr ³⁺ (aq) + 3 SO
²⁻₄ (aq) + 3 H ₂ (g)

Rozpuszczenie związków prazeodymu(IV) w wodzie nie daje roztworów zawierających żółte jony Pr ^{4+ ;} ze względu na wysoki dodatni standardowy potencjał redukcyjny pary Pr ⁴⁺ /Pr ³⁺ przy +3,2 V, jony te są niestabilne w roztworze wodnym, utleniając wodę i ulegając redukcji do Pr ³⁺ . Wartość pary Pr ³⁺ /Pr wynosi -2,35 V. Jednakże w silnie zasadowych środowiskach wodnych jony Pr ⁴⁺ mogą powstawać w wyniku utleniania ozonem .

w 2016 roku zgłoszono istnienie prazeodymu na stopniu utlenienia +5 (ze stabilną konfiguracją elektronową poprzedzającego ksenonu gazu szlachetnego ) w warunkach izolacji matrycy gazu szlachetnego. Przypisany gatunek do stanu +5 zidentyfikowano jako [PrO ₂ ] ⁺ , jego addukty O _{2 i Ar oraz PrO}₂ (η ² -O ₂ ).

Związki organoprazeodymowe

Związki organoprazeodymowe są bardzo podobne do związków innych lantanowców , ponieważ wszystkie mają wspólną niezdolność do tworzenia wiązań zwrotnych π . Są one zatem ograniczone głównie do przeważnie jonowych cyklopentadienidów (izostrukturalnych z lantanem) oraz prostych alkili i aryli z wiązaniami σ, z których niektóre mogą być polimerowe. Chemia koordynacyjna prazeodymu jest w dużej mierze taka jak w przypadku dużego, elektrododatniego jonu Pr ³⁺ , a zatem jest w dużej mierze podobna do chemii innych wczesnych lantanowców La ³⁺ , Ce ³⁺ i Nd ³⁺ . Na przykład, podobnie jak lantan, cer i neodym, azotany prazeodymu tworzą kompleksy 4:3 i 1:1 z 18-koroną-6 , podczas gdy środkowe lantanowce od prometu do gadolinu mogą tworzyć tylko kompleks 4:3, a późniejsze lantanowce od terbu do lutetu nie może skutecznie koordynować wszystkich ligandów. Takie kompleksy prazeodymu mają wysokie, ale niepewne liczby koordynacyjne i słabo zdefiniowaną stereochemię, z wyjątkami wynikającymi z wyjątkowo dużych ligandów, takich jak trójkoordynacyjny [Pr{N(SiMe ₃ ) ₂ } ₃ ]. Istnieje również kilka mieszanych tlenków i fluorków obejmujących prazeodym (IV), ale nie ma on zauważalnej chemii koordynacyjnej na tym stopniu utlenienia, jak jego sąsiad cer. Jednakże niedawno opisano pierwszy przykład molekularnego kompleksu prazeodymu (IV).

Historia

Carl Auer von Welsbach (1858–1929), odkrywca prazeodymu w 1885 r.

W 1751 roku szwedzki mineralog Axel Fredrik Cronstedt odkrył w kopalni w Bastnäs minerał ciężki , nazwany później cerytem . Trzydzieści lat później piętnastoletni Wilhelm Hisinger z rodziny właścicieli kopalni przesłał jej próbkę Carlowi Scheele , który nie znalazł w niej żadnych nowych elementów. W 1803 roku, gdy Hisinger został mistrzem żelaza, wraz z Jönsem Jacobem Berzeliusem powrócił do minerałów i wyizolował nowy tlenek, który nazwali cerią na cześć planety karłowatej Ceres , który odkryto dwa lata wcześniej. Ceria została jednocześnie i niezależnie wyizolowana w Niemczech przez Martina Heinricha Klaprotha . W latach 1839–1843 szwedzki chirurg i chemik Carl Gustaf Mosander , który mieszkał w tym samym domu co Berzelius, wykazał, że tlenek ceru jest mieszaniną tlenków; wyodrębnił dwa inne tlenki, które nazwał lantaną i didymią . Częściowo rozłożył próbkę azotanu ceru, prażąc ją na powietrzu, a następnie traktując powstały tlenek rozcieńczonym kwasem azotowym . Dlatego metale tworzące te tlenki nazwano lantanem i didymem .

Podczas gdy lantan okazał się czystym pierwiastkiem, didym nie był i okazał się jedynie mieszaniną wszystkich stabilnych wczesnych lantanowców od prazeodymu do europu , jak podejrzewał Marc Delafontaine po analizie spektroskopowej, choć brakowało mu czasu na dalsze poszukiwania jego rozdzielenie na składniki. Ciężka para samaru i europu została usunięta dopiero w 1879 roku przez Paula-Émile Lecoq de Boisbaudran i dopiero w 1885 roku Carl Auer von Welsbach rozdzielił didym na prazeodym i neodym. Von Welsbach potwierdził separację przez spektroskopowej , ale produkty miały stosunkowo niską czystość. Ponieważ neodym był większym składnikiem didymu niż prazeodym, zachował starą nazwę w sposób ujednoznaczniający, podczas gdy prazeodym wyróżniał się porowo-zielonym kolorem jego soli (gr. πρασιος, „por zielony”). Złożony charakter didymu został wcześniej zasugerowany w 1882 roku przez Bohuslava Braunera , który nie dążył eksperymentalnie do jego rozdzielenia.

Występowanie i produkcja

Prazeodym nie jest szczególnie rzadki, mimo że należy do metali ziem rzadkich i stanowi 9,2 mg/kg skorupy ziemskiej. Wartość ta mieści się pomiędzy wartościami dla toru (9,6 mg/kg) a samaru (7,05 mg/kg) i sprawia, że prazeodym jest czwartym pod względem liczebności lantanowcem, za cerem (66,5 mg/kg) i neodymem (41,5 mg/kg). i lantan (39 mg/kg); występuje w mniejszych ilościach niż itr (33 mg/kg) i skand , pierwiastek ziem rzadkich (22 mg/kg). Zamiast tego klasyfikacja prazeodymu jako metalu ziem rzadkich wynika z jego rzadkości w porównaniu z „ziemami zwyczajnymi”, takimi jak wapno i tlenek magnezu, nielicznymi znanymi minerałami go zawierającymi, których ekstrakcja jest opłacalna z komercyjnego punktu widzenia, a także długością i złożonością ekstrakcji. Chociaż nie jest to szczególnie rzadkie, prazeodym nigdy nie występuje jako dominująca pierwiastek ziem rzadkich w minerałach zawierających prazeodym. Zawsze poprzedza go cer i lantan, a zwykle także neodym.

Pr ³⁺ ma wielkość podobną do wczesnych lantanowców z grupy ceru (od lantanu do samaru i europu ), które znajdują się bezpośrednio po układzie okresowym pierwiastków, dlatego często występuje razem z nimi w fosforanach , krzemianach i węglanach minerały, takie jak monacyt (M ^III PO ₄ ) i bastnäsyt (M ^III CO ₃ F), gdzie M oznacza wszystkie metale ziem rzadkich z wyjątkiem skandu i pierwiastka radioaktywnego promet (głównie Ce, La i Y, nieco mniej Nd i Pr). Bastnäsite zwykle brakuje toru i ciężkich lantanowców, a oczyszczanie z niego lekkich lantanowców jest mniej skomplikowane. Rudę po rozdrobnieniu i zmieleniu poddaje się najpierw działaniu gorącego stężonego kwasu siarkowego, wydzielając dwutlenek węgla, fluorowodór i tetrafluorek krzemu . Następnie produkt suszy się i ługuje wodą, pozostawiając w roztworze wczesne jony lantanowców, w tym lantan.

Bardziej skomplikowana jest procedura dotycząca monacytu, który zwykle zawiera wszystkie pierwiastki ziem rzadkich, a także tor. Monacyt, ze względu na swoje właściwości magnetyczne, można oddzielać poprzez wielokrotną separację elektromagnetyczną. Po oddzieleniu poddaje się go działaniu gorącego stężonego kwasu siarkowego w celu wytworzenia rozpuszczalnych w wodzie siarczanów pierwiastków ziem rzadkich. Kwaśne przesącze są częściowo zobojętniane wodorotlenkiem sodu do pH 3–4, podczas którego tor wytrąca się w postaci wodorotlenku i jest usuwany. Roztwór traktuje się szczawianem amonu w celu przekształcenia pierwiastków ziem rzadkich w ich nierozpuszczalne szczawiany szczawiany przekształca się w tlenki przez wyżarzanie, a tlenki rozpuszcza się w kwasie azotowym. Ten ostatni etap wyklucza jeden z głównych składników, cer , którego tlenek jest nierozpuszczalny w _HNO3 . ^228Ra Należy zachować ostrożność podczas obchodzenia się z niektórymi pozostałościami, ponieważ zawierają one , córkę ²³² Th, która jest silnym emiterem promieniowania gamma.

Prazeodym można następnie oddzielić od innych lantanowców za pomocą chromatografii jonowymiennej lub stosując rozpuszczalnik, taki jak fosforan tributylu, gdzie rozpuszczalność Ln3 ⁺ wzrasta wraz ze wzrostem liczby atomowej. Jeśli stosuje się chromatografię jonowymienną, mieszaninę lantanowców ładuje się do jednej kolumny z żywicą kationowymienną, a Cu ²⁺ , Zn ²⁺ lub Fe ³⁺ ładuje się do drugiej. Wodny roztwór środka kompleksującego, znanego jako eluent (zwykle wersenian triamonu), przepuszcza się przez kolumny i Ln ³⁺ jest wypierany z pierwszej kolumny i osadzany ponownie w zwartym pasie na górze kolumny, po czym ponownie wypierany przez NH
⁺₄ . Wolna energia Gibbsa tworzenia kompleksów Ln(edta·H) wzrasta wraz z lantanowcami o około jedną czwartą od Ce ³⁺ do Lu ³⁺ , tak że kationy Ln ³⁺ schodzą pasmem kolumny rozwojowej i są wielokrotnie frakcjonowane , eluując od najcięższego do najlżejszego. Następnie są one wytrącane w postaci nierozpuszczalnych szczawianów, spalane w celu wytworzenia tlenków, a następnie redukowane do metali.

Aplikacje

Leo Moser (nie mylić z matematykiem o tym samym nazwisku ), syn Ludwiga Mosera, założyciela huty szkła Moser na terenie dzisiejszych Karlowych Warów w Czechach, pod koniec lat dwudziestych XX wieku badał zastosowanie prazeodymu do barwienia szkła, uzyskując żółto-zielone szkło, któremu nadano nazwę „Prasemit”. Jednak w tamtym czasie znacznie tańsze barwniki mogły dać podobny kolor, dlatego Prasemit nie był popularny, wyprodukowano niewiele sztuk, a egzemplarze są obecnie niezwykle rzadkie. Moser zmieszał także prazeodym z neodymem, aby wyprodukować szkło „Heliolit” (po niemiecku „Heliolit” ), co spotkało się z szerszą akceptacją. Pierwszym trwałym komercyjnym zastosowaniem oczyszczonego prazeodymu, które trwa do dziś, jest żółto-pomarańczowa bejca do ceramiki „Praseodymium Yellow”, która jest stałym roztworem w siatce cyrkonu . W tej plamie nie ma śladu zieleni; dla kontrastu, przy wystarczająco wysokich obciążeniach, szkło prazeodymowe jest raczej zielone, a nie czysto żółte.

orbitale f prazeodymu pozwalają na długi czas życia stanu wzbudzonego i wysoką wydajność luminescencji . Dlatego Pr ³⁺ jako jon domieszkujący znajduje wiele zastosowań w optyce i fotonice . Należą do nich lasery DPSS , jednomodowe wzmacniacze światłowodowe , lasery światłowodowe, nanocząstki konwertujące w górę a także aktywatory w luminoforach czerwonych, zielonych, niebieskich i ultrafioletowych. Do spowolnienia impulsu świetlnego do kilkuset metrów na sekundę wykorzystano także kryształy krzemianu domieszkowane jonami prazeodymu .

Ponieważ lantanowce są tak podobne, prazeodym może zastąpić większość innych lantanowców bez znaczącej utraty funkcji i rzeczywiście wiele zastosowań, takich jak stopy miszmetalu i żelazoceru , obejmuje zmienne mieszanki kilku lantanowców, w tym małe ilości prazeodymu. Następujące, bardziej nowoczesne zastosowania obejmują szczególnie prazeodym lub przynajmniej prazeodym w małej podzbiorze lantanowców:

W połączeniu z neodymem, innym pierwiastkiem ziem rzadkich, prazeodym jest używany do tworzenia magnesów o dużej mocy, charakteryzujących się wytrzymałością i trwałością. Ogólnie rzecz biorąc, większość stopów pierwiastków ziem rzadkich z grupy ceru ( od lantanu do samaru ) z metalami przejściowymi 3D daje niezwykle stabilne magnesy, które są często używane w małych urządzeniach, takich jak silniki, drukarki, zegarki, słuchawki, głośniki i urządzenia do przechowywania magnetycznego.
prazeodym- nikiel (PrNi ₅ ) ma tak silne działanie magnetokaloryczne , że pozwolił naukowcom zbliżyć się do zera absolutnego na odległość jednej tysięcznej stopnia .
Jako środek stopowy z magnezem do tworzenia metali o wysokiej wytrzymałości, stosowanych w silnikach lotniczych ; itr i neodym są również realnymi substytutami.
Prazeodym występuje w mieszaninie metali ziem rzadkich, której fluor tworzy rdzeń węglowych lamp łukowych , które są wykorzystywane w przemyśle filmowym do oświetlenia studyjnego i świateł projektorów .
Związki prazeodymu nadają szkłu , emaliom i ceramice żółty kolor.
Prazeodym jest składnikiem szkła dydymowego , z którego wytwarza się niektóre typy okularów spawalniczych i dmuchaczy szkła .
katalizator utleniania stosowano tlenek prazeodymu w roztworze stałym z tlenkiem ceru lub tlenkiem ceru i tlenku cyrkonu .

Ze względu na swoją rolę w magnesach trwałych stosowanych w turbinach wiatrowych argumentowano, że prazeodym będzie jednym z głównych obiektów konkurencji geopolitycznej w świecie napędzanym energią odnawialną. Jednak perspektywa ta była krytykowana za brak uznania faktu, że większość turbin wiatrowych nie wykorzystuje magnesów trwałych oraz za niedocenianie siły zachęt ekonomicznych do zwiększania produkcji.

Rola biologiczna i środki ostrożności

Stwierdzono, że wczesne lantanowce są niezbędne dla niektórych bakterii metanotroficznych żyjących w wulkanicznych zbiornikach błotnych , takich jak Methylacidiphilum fumariolicum : lantan, cer, prazeodym i neodym są mniej więcej równie skuteczne. Poza tym nie wiadomo, czy prazeodym odgrywa biologiczną rolę w innych organizmach, ale nie jest też bardzo toksyczny. Wiadomo, że dożylne wstrzykiwanie pierwiastków ziem rzadkich zwierzętom upośledza czynność wątroby, ale główne skutki uboczne wdychania tlenków metali ziem rzadkich u ludzi wynikają z zanieczyszczeń radioaktywnym torem i uranem .

Bibliografia

Emsley, John (2011). Klocki natury: przewodnik AZ po elementach . Wydawnictwo Uniwersytetu Oksfordzkiego . ISBN 978-0-19-960563-7 .
Greenwood, Norman N .; Earnshaw, Alan (1997). Chemia pierwiastków (wyd. 2). Butterwortha-Heinemanna . ISBN 978-0-08-037941-8 .

Dalsza lektura

RJ Callow, Chemia przemysłowa lantanonów, itru, toru i uranu , Pergamon Press, 1967.
Bouhani, H. (2020). „Inżynieria właściwości magnetokalorycznych cienkich warstw tlenku epitaksjalnego PrVO3 poprzez efekty odkształcenia”. Litery fizyki stosowanej. 117 (7). arXiv:2008.09193. doi:10.1063/5.0021031.

Linki zewnętrzne

Zagrożenia
Oznakowanie GHS :
Piktogramy
Hasło ostrzegawcze	Niebezpieczeństwo
Zwroty wskazujące rodzaj zagrożenia	H250
Ostrzeżenia ostrzegawcze	P222 , P231 , P422
NFPA 704 (ognisty diament)	0 4 4