پراسودیمیمسومین عنصر Lanthanide فراوان در جدول تناوبی عناصر شیمیایی است ، با وفور 9.5 ppm در پوسته ، فقط پایین تر ازسریم, یدتیم,لانتانوترسواییبشر این پنجمین عنصر فراوان در زمین های نادر است. اما درست مثل نام او ،پراسودیمیمیک عضو ساده و بدون آراسته از خانواده نادر زمین است.
CF Auer Von Welsbach Praseodymium را در سال 1885 کشف کرد.
در سال 1751 ، Axel Fredrik Cronstedt ، معدنی سوئدی ، یک ماده معدنی سنگین را در منطقه معدن Bastn ä پیدا کرد ، که بعداً به نام Cerite نامگذاری شد. سی سال بعد ، پانزده ساله ویلهلم هیسنگر از خانواده ای که متعلق به این معدن بود نمونه های خود را به کارل شل ارسال کرد ، اما او هیچ عنصر جدیدی را کشف نکرد. در سال 1803 ، پس از اینکه خواننده به آهنگر تبدیل شد ، با J ö ns Jacob Berzelius به منطقه معدن بازگشت و یک اکسید جدید ، سیاره کوتوله Ceres را که آنها دو سال پیش کشف کردند جدا کرد. Ceria توسط مارتین هاینریش کلاپروت در آلمان به طور مستقل از هم جدا شد.
بین سالهای 1839 و 1843 ، جراح سوئدی و شیمیدان کارل گوستاف موساندر آن را کشف کرداکسیدمخلوطی از اکسیدها بود. او دو اکسید دیگر را که او لانتانا و دیدیمیا را "Didymia" (به معنی "دوقلوها" به زبان یونانی) جدا کرد. او تا حدی تجزیه کردنیتراتنمونه را با کباب کردن آن در هوا ، و سپس آن را با اسید نیتریک رقیق برای به دست آوردن اکسید درمان کنید. بنابراین فلزاتی که این اکسیدها را تشکیل می دهند نامگذاری شده اندلانتانوتپراسودیمیم.
در سال 1885 ، CF Auer Von Welsbach ، اتریشی که پوشش لامپ بخار بخار تریوم را اختراع کرد ، با موفقیت "Praseodymium neodymium" ، "دوقلوهای پیوسته" را از هم جدا کرد ، که از آن نمک پراسودیمیوم سبز و نمک نئودیمیوم با رنگ گل رز جدا شده و تعیین می شود که دو عنصر جدید باشد. یکی از آنها "Praseodymium" نامگذاری شده است که از کلمه یونانی Prason به معنای ترکیب سبز است زیرا محلول آب نمکی پراسودیمیوم یک رنگ سبز روشن خواهد داشت. عنصر دیگر نامگذاری شده است "نیودیمیم" جدایی موفقیت آمیز از "دوقلوهای پیوسته" به آنها این امکان را داد تا استعدادهای خود را به طور مستقل به نمایش بگذارند.
فلز سفید نقره ای ، نرم و انعطاف پذیر. Praseodymium در دمای اتاق ساختار کریستالی شش ضلعی دارد. مقاومت در برابر خوردگی در هوا از لانتانوم ، سریم ، نئودیمیوم و یوروپیوم قوی تر است ، اما وقتی در معرض هوا قرار می گیرد ، لایه ای از اکسید سیاه شکننده تولید می شود و یک نمونه فلزی پراسودیمیم با اندازه یک سانتی متر در حدود یک سال کاملاً فاسد می شود.
مثل بیشترعناصر نادر زمین، Praseodymium به احتمال زیاد حالت اکسیداسیون+3 را تشکیل می دهد ، که تنها حالت پایدار آن در محلول های آبی است. Praseodymium در حالت اکسیداسیون+4 در برخی از ترکیبات جامد شناخته شده وجود دارد و در شرایط جداسازی ماتریس ، می تواند به حالت اکسیداسیون+5 منحصر به فرد در بین عناصر لانتانید برسد.
یون آبی پراسودیمیوم Chartreuse است و بسیاری از کاربردهای صنعتی Praseodymium شامل توانایی آن در فیلتر کردن نور زرد در منابع نوری است.
طرح الکترونیکی Praseodymium
انتشار الکترونیکی:
1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 4S2 3D10 4P6 5S2 4D10 5P66S2 4F3
59 الکترون پراسودیمیم به عنوان [XE] 4F36S2 ترتیب داده شده است. از لحاظ تئوریکی ، از هر پنج الکترون بیرونی می توان به عنوان الکترون Valence استفاده کرد ، اما استفاده از هر پنج الکترون بیرونی نیاز به شرایط شدید دارد. به طور کلی ، Praseodymium فقط در ترکیبات خود سه یا چهار الکترون منتشر می کند. Praseodymium اولین عنصر لانتانید با پیکربندی الکترونیکی است که مطابق با اصل Aufbau است. مداری 4F آن دارای سطح انرژی کمتری نسبت به مداری 5D است که برای لانتانوم و سریم کاربرد ندارد ، زیرا انقباض ناگهانی مداری 4F تا بعد از لانتانوم رخ نمی دهد و برای جلوگیری از اشغال پوسته 5D در سریم کافی نیست. با این وجود ، پراسودیمیوم جامد پیکربندی [XE] 4F25D16S2 را نشان می دهد ، که در آن یک الکترون در پوسته 5D شبیه به سایر عناصر لانتانید سه ظرفیتی دیگر (به جز یوروپیوم و یتربیم ، که در حالت های فلزی دوتایی هستند).
مانند اکثر عناصر لانتانید ، Praseodymium معمولاً فقط از سه الکترون به عنوان الکترونی Valence استفاده می کند ، و الکترون های 4F باقیمانده اثر اتصال قوی دارند: این به این دلیل است که مدار 4F از هسته Xenon inter الکترون عبور می کند تا به هسته برسد ، و به دنبال آن 5D و 6s و با افزایش بار یونی افزایش می یابد. با این حال ، Praseodymium هنوز هم می تواند همچنان چهارم و حتی گاهی اوقات الکترون پنجم را از دست بدهد ، زیرا خیلی زود در سیستم لانتانید به نظر می رسد ، جایی که بار هسته ای هنوز به اندازه کافی کم است ، و انرژی زیرشاخه 4F به اندازه کافی بالا است تا امکان حذف الکترونی با ارزش بیشتر را فراهم کند.
Prasododymium و تمام عناصر Lanthanide (به جزلانتان, یرتربیوموتلوتوم، هیچ الکترون 4F بدون زوج وجود ندارد) پارامغناطیسم در دمای اتاق هستند. بر خلاف سایر فلزات خاکی نادر که در دماهای پایین ترتیب ضد تروگناتی یا فرومغناطیسی دارند ، Praseodymium در تمام دماهای بالاتر از 1K پارامغناطیس است
استفاده از prasododymium
Praseodymium بیشتر به شکل زمین های نادر مخلوط ، مانند ماده تصفیه کننده و اصلاح کننده مواد فلزی ، کاتالیزورهای شیمیایی ، زمین های نادر کشاورزی و غیره مورد استفاده قرار می گیرد.نئودیمیوممشابه ترین و دشوارترین جفت عناصر نادر زمین است که جدا کردن با روشهای شیمیایی دشوار است. تولید صنعتی معمولاً از روشهای استخراج و تبادل یونی استفاده می کند. اگر از آنها به صورت جفت به صورت غنی شده پراسودیمیم نئودیمیوم استفاده شود ، می توان از مشترک بودن آنها به طور کامل استفاده کرد و قیمت آن نیز ارزان تر از محصولات یک عنصر است.
آلیاژ Neodymium Praseodymium(Praseodymium neodymium metal)به یک محصول مستقل تبدیل شده است ، که می تواند به عنوان یک ماده آهنربای دائمی و یک افزودنی اصلاح برای آلیاژهای فلزی غیر آهنی مورد استفاده قرار گیرد. فعالیت ، انتخاب و پایداری کاتالیزور ترک خوردگی نفتی با افزودن کنسانتره پراسودیمیوم نئودیمیوم به الک مولکولی زئولیت Y می تواند بهبود یابد. به عنوان یک افزودنی اصلاح پلاستیک ، اضافه کردن غنی سازی پراسودیمیوم Neodymium به Polytetrafluoroethylene (PTFE) می تواند مقاومت سایش PTFE را به میزان قابل توجهی بهبود بخشد.
زمین نادرمواد آهنربای دائمی محبوب ترین زمینه برنامه های کاربردی نادر زمین است. Praseodymium به تنهایی به عنوان یک ماده آهنربای دائمی برجسته نیست ، اما این یک عنصر هم افزایی عالی است که می تواند خواص مغناطیسی را بهبود بخشد. اضافه کردن مقدار مناسب Praseodymium می تواند به طور مؤثر عملکرد مواد آهنربای دائمی را بهبود بخشد. همچنین می تواند عملکرد آنتی اکسیدانی (مقاومت در برابر خوردگی هوا) و خصوصیات مکانیکی آهن ربا را بهبود بخشد و به طور گسترده در دستگاه ها و موتورهای الکترونیکی مختلف مورد استفاده قرار گرفته است.
Praseodymium همچنین می تواند برای مواد سنگ زنی و پولیش استفاده شود. همانطور که همه ما می دانیم ، پودر پولیش مبتنی بر سریم خالص معمولاً زرد روشن است ، که یک ماده پولیش با کیفیت بالا برای شیشه نوری است و پودر قرمز قرمز اکسید آهن را جایگزین می کند که دارای راندمان پولیش کم است و محیط تولید را آلوده می کند. مردم دریافتند که Praseodymium دارای خواص پولیش خوبی است. پودر صیقلی زمین نادر حاوی پراسودیمیوم به رنگ قهوه ای مایل به قرمز ظاهر می شود ، همچنین به عنوان "پودر قرمز" شناخته می شود ، اما این رنگ قرمز اکسید آهن قرمز نیست ، اما به دلیل وجود اکسید پراسودیمیوم ، رنگ پودر صیقلی زمین نادر تیره تر می شود. Praseodymium همچنین به عنوان یک ماده سنگ زنی جدید برای ساخت چرخ های سنگ زنی Corundum حاوی Praseodymium استفاده شده است. در مقایسه با آلومینای سفید ، در هنگام سنگ زنی فولاد سازه کربن ، فولاد ضد زنگ و آلیاژهای با درجه حرارت بالا ، می توان بیش از 30 ٪ را بهبود بخشید. به منظور کاهش هزینه ها ، در گذشته از مواد غنی شده Neodymium Praseodymium اغلب به عنوان مواد اولیه استفاده می شد ، از این رو نام Praseodymium Neodymium Corundum چرخ.
کریستال های سیلیکات دوپ شده با یون های پراسودیمیوم برای کند کردن پالس های نور به چند صد متر در ثانیه استفاده شده است.
افزودن اکسید پراسودیمیم به سیلیکات زیرکونیوم به رنگ زرد روشن می شود و می تواند به عنوان یک رنگدانه سرامیکی - Praseodymium Yellow استفاده شود. Praseodymium Yellow (ZR02-PR6OLL-SI02) بهترین رنگدانه سرامیکی زرد در نظر گرفته می شود که تا 1000 stable پایدار است و می تواند برای فرآیندهای یک بار یا بازسازی استفاده شود.
Praseodymium همچنین به عنوان یک رنگ شیشه ای ، با رنگ های غنی و بازار بالقوه عالی استفاده می شود. محصولات شیشه ای سبز Praseodymium با رنگ های سبز روشن و سبز پیازچه می توان تولید کرد که می تواند برای تولید فیلترهای سبز و همچنین برای شیشه های هنری و صنایع دستی استفاده شود. اضافه کردن اکسید پراسودیمیم و اکسید سریم به شیشه می تواند به عنوان عینک برای جوشکاری استفاده شود. سولفید Praseodymium همچنین می تواند به عنوان یک رنگ پلاستیک سبز استفاده شود.
زمان پست: مه 29-2023