Praseodymiumest le troisième élément de lanthanide le plus abondant dans le tableau périodique des éléments chimiques, avec une abondance de 9,5 ppm dans la croûte, seulement plus bas quecérium, yttrium,lanthane, etscandium. C'est le cinquième élément le plus abondant des terres rares. Mais comme son nom,praseodymiumest un membre simple et sans fioritures de la famille des terres rares.
Cf Auer von Welsbach a découvert le praséodymium en 1885.
En 1751, le minéralogiste suédois Axel Fredrik Cronstedt a trouvé un minéral lourd dans la zone minière de Bastn ä s, qui a ensuite été nommée Cerite. Trente ans plus tard, Vilhelm Hisinger, quinze ans, de la famille qui possédait la mine, a envoyé ses échantillons à Carl Scheele, mais il n'a découvert aucun nouvel éléments. En 1803, après que le chanteur est devenu forgeron, il est retourné dans la zone minière avec J ö ns Jacob Berzelius et a séparé un nouvel oxyde, la planète naine Ceres, qu'ils ont découverte il y a deux ans. Ceria a été séparée indépendamment par Martin Heinrich Klaproth en Allemagne.
Entre 1839 et 1843, le chirurgien suédois et chimiste Carl Gustaf Mosander a découvert queoxyde de cériumétait un mélange d'oxydes. Il a séparé deux autres oxydes, qu'il a appelés Lanthana et Didymia «Didymia» (signifiant «jumeaux» en grec). Il a partiellement décomposé lenitrate de cériumÉchantillonnant en le rôtissant dans l'air, puis en le traitant avec de l'acide nitrique dilué pour obtenir l'oxyde. Les métaux qui forment ces oxydes sont donc nomméslanthaneetpraseodymium.
En 1885, CF Auer von Welsbach, un Autrichien qui a inventé la couverture de gaze de lampe de vapeur de thorium, a séparé avec succès le «Néodyme du praseodymium», les «jumeaux conjoints», à partir desquels le sel de praseodyme vert et le sel de néodyme de couleur rose étaient séparés et déterminés comme étant deux nouveaux éléments. L'un est nommé «Praseodymium», qui vient du mot grec Prason, ce qui signifie un composé vert car une solution d'eau salée du praséodyme présentera une couleur vert vif; L'autre élément est nommé «Néodyme«. La séparation réussie des «jumeaux conjoints» leur a permis d'afficher leurs talents indépendamment.
Métal blanc argenté, doux et ductile. Le praseodymium a une structure cristalline hexagonale à température ambiante. La résistance à la corrosion dans l'air est plus forte que celle du lanthane, du cérium, du néodyme et de l'europium, mais lorsqu'elle est exposée à l'air, une couche d'oxyde noir fragile est produite et un échantillon de métal praséodyme de taille d'un centimètre se corride complètement en environ un an.
Comme le plusÉléments de terres rares, le praseodymium est plus susceptible de former un état d'oxydation A + 3, qui est son seul état stable dans les solutions aqueuses. Le praseodymium existe dans un état d'oxydation + 4 dans certains composés solides connus, et dans des conditions de séparation matricielle, il peut atteindre un état d'oxydation de + 5 unique parmi les éléments de lanthanure.
L'ion de praseodymium aqueux est de la chartreuse, et de nombreuses utilisations industrielles du praseodymium impliquent sa capacité à filtrer la lumière jaune dans des sources lumineuses.
Disposition électronique du praseodymium
Émissions électroniques:
1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 4S2 3D10 4P6 5S2 4D10 5P66S2 4F3
Les 59 électrons de praseodymium sont disposés comme [XE] 4F36S2. Théoriquement, les cinq électrons externes peuvent être utilisés comme électron de valence, mais l'utilisation des cinq électrons externes nécessite des conditions extrêmes. Généralement, le praseodymium n'émet que trois ou quatre électrons dans ses composés. Le praseodymium est le premier élément de lanthanure avec une configuration électronique conforme au principe d'Aufbau. Son orbitale 4F a des niveaux d'énergie inférieurs à l'orbitale 5D, qui ne s'applique pas au lanthane et au cérium, car la contraction soudaine de l'orbitale 4F ne se produit qu'après le lanthane et n'est pas suffisant pour éviter d'occuper la coquille 5D dans le cérium. Néanmoins, le praseodymium solide présente une configuration [XE] 4F25D16S2, où un électron dans la coque 5D ressemble à tous les autres éléments de lanthanure trivalent (à l'exception de l'Europium et de Ytterbium, qui sont divalents dans les états métalliques).
Comme la plupart des éléments de lanthanure, le praseodymium n'utilise généralement que trois électrons comme électron de valence, et les électrons 4F restants ont un fort effet de liaison: c'est parce que l'orbite 4F passe par le noyau de xénon inerte de l'électron pour atteindre le noyau, suivi de 5D et 6S, et augmente avec l'augmentation de la charge ionique. Cependant, le praseodymium peut continuer à perdre le quatrième et même occasionnellement le cinquième électron de valence, car il apparaît très tôt dans le système de lanthanide, où la charge nucléaire est encore suffisamment basse, et l'énergie de sous-coquille 4F est suffisamment élevée pour permettre la suppression de plus d'électrons de valence.
Praseodymium et tous les éléments de lanthanure (sauflanthane, ytterbiumetlutétium, il n'y a pas d'électrons 4F non appariés) sont paramagnétisme à température ambiante. Contrairement à d'autres métaux de terres rares qui présentent une commande antiferromagnétique ou ferromagnétique à basse température, le praséodyme est le paramagnétisme à toutes les températures supérieures à 1k
Application du praseodymium
Le praseodymium est principalement utilisé sous la forme de terres rares mixtes, comme comme un agent purifiant et modifiant pour les matériaux métalliques, les catalyseurs chimiques, les terres rares agricoles, etc.Néodyme de praseodymiumest la paire la plus similaire et la plus difficile à séparer des éléments de terres rares, ce qui est difficile à séparer par les méthodes chimiques. La production industrielle utilise généralement des méthodes d'extraction et d'échange d'ions. S'ils sont utilisés dans les paires sous forme de néodyme enrichi de praseodymium, leur point commun peut être entièrement utilisé et le prix est également moins cher que les produits à élément unique.
Alliage de néodyme de praseodymium(Néodymium métal de praseodymium)est devenu un produit indépendant, qui peut être utilisé à la fois comme un matériau aimant permanent et un additif de modification pour les alliages métalliques non ferreux. L'activité, la sélectivité et la stabilité du catalyseur de craquage de pétrole peuvent être améliorées en ajoutant du concentré de praséodyme néodyme en tamis moléculaire de zéolite Y. En tant qu'additif de modification du plastique, l'ajout d'un enrichissement du néodyme de praseodymium au polytétrafluoroéthylène (PTFE) peut améliorer considérablement la résistance à l'usure du PTFE.
Terres raresLes matériaux aimants permanents sont le champ le plus populaire des applications de terres rares aujourd'hui. Le praseodymium seul n'est pas exceptionnel en tant qu'aimant permanent, mais c'est un excellent élément synergique qui peut améliorer les propriétés magnétiques. L'ajout d'une quantité appropriée de praseodymium peut efficacement améliorer les performances des matériaux aimants permanents. Il peut également améliorer les performances antioxydantes (résistance à la corrosion de l'air) et les propriétés mécaniques des aimants, et a été largement utilisée dans divers appareils et moteurs électroniques.
Le praseodymium peut également être utilisé pour les matériaux de broyage et de polissage. Comme nous le savons tous, la poudre de polissage à base de cérium pure est généralement jaune clair, qui est un matériau de polissage de haute qualité pour le verre optique, et a remplacé la poudre rouge d'oxyde de fer qui a une faible efficacité de polissage et pollue l'environnement de production. Les gens ont constaté que le praseodymium a de bonnes propriétés de polissage. La poudre de polissage par terre rare contenant du praseodymium apparaîtra du brun rougeâtre, également connu sous le nom de «poudre rouge», mais cette couleur rouge n'est pas du rouge à l'oxyde de fer, mais en raison de la présence d'oxyde de praséodyme, la couleur de la poudre de polissage de la terre rare devient plus foncée. Le praseodymium a également été utilisé comme nouveau matériau de broyage pour fabriquer des roues de broyage en corundum contenant du praséodyme. Par rapport à l'alumine blanche, l'efficacité et la durabilité peuvent être améliorées de plus de 30% lors du broyage des alliages de structure en carbone, de l'acier inoxydable et des alliages à haute température. Afin de réduire les coûts, les matériaux enrichis en néodyme de praséodymium étaient souvent utilisés comme matières premières dans le passé, d'où le nom de la roue de broyage du née Praseodymium Neodymium.
Des cristaux de silicate dopés avec des ions de praseodymium ont été utilisés pour ralentir les impulsions légères à plusieurs centaines de mètres par seconde.
L'ajout d'oxyde de praseodymium au silicate de zirconium deviendra jaune vif et peut être utilisé comme pigment en céramique - le jaune de praseodyme. Le jaune de praseodymium (ZR02-P6oll-SI02) est considéré comme le meilleur pigment en céramique jaune, qui reste stable à jusqu'à 1000 ℃ et peut être utilisé pour les processus ponctuels ou renommés.
Le praseodymium est également utilisé comme colorant en verre, avec des couleurs riches et un grand marché potentiel. Les produits en verre vert Praseodymium avec des couleurs vert brillant vert et vert oignon peuvent être produites, qui peuvent être utilisées pour produire des filtres verts et également pour le verre artisanal. L'ajout d'oxyde de praseodymium et d'oxyde de cérium au verre peut être utilisé comme lunettes pour le soudage. Le sulfure de praseodymium peut également être utilisé comme colorant en plastique vert.
Heure du poste: mai 29-2023