Praseodymium

eiendommer
[ Xe ] 4 f 3 6 s 2 59 Pr Periodiske tabell
Som regel
Navn , symbol , atomnummer	Praseodymium, Pr, 59
Elementkategori	Lanthanoids
Gruppe , periode , blokk	La , 6 , f
Se	sølvhvit, gulaktig fargetone
CAS-nummer	7440-10-0
EF-nummer	231-120-3
ECHA InfoCard	100.028.291
Massedel av jordens konvolutt	5,2 ppm
Atomisk
Atommasse	140.90766 (1) og
Atomeradius (beregnet)	185 (247) pm
Kovalent radius	203
Elektronkonfigurasjon	[ Xe ] 4 f 3 6 s 2
1. Ioniseringsenergi	5.4702 (4) eV ≈ 527.79 kJ / mol
2. Ioniseringsenergi	10.631 (20) eV ≈ 1 025.7 kJ / mol
3. Ioniseringsenergi	21.6237 (25) eV ≈ 2 086.37 kJ / mol
4. Ioniseringsenergi	38.981 (25) eV ≈ 3 761.1 kJ / mol
5. Ioniseringsenergi	57.53 (5) eV ≈ 5 550 kJ / mol
Fysisk
Fysisk tilstand	fast
Krystallstruktur	sekskantet
tetthet	6,475 g / cm 3 (25 ° C )
magnetisme	paramagnetisk ( Χ m = 2,9 · 10 −3 )
Smeltepunkt	1208 K (935 ° C)
kokepunkt	3403 K (3130 ° C)
Molar volum	20.80 · 10 −6 m 3 · mol −1
Fordampningsvarme	331 kJ / mol
Fusjonsvarme	6,9 kJ mol −1
Lydens hastighet	2280 m s −1 ved 293.15 K.
Elektrisk ledningsevne	1,43 · 10 6 A · V −1 · m −1
Termisk ledningsevne	13 W m −1 K −1
Kjemisk
Oksidasjonstilstander	3 , 4, 2
Normalt potensiale	−2,35 V (Pr 3+ + 3 e - → Pr)
Elektronegativitet	1,13 ( Pauling skala )
Isotoper
isotop NH t 1/2 ZA ZE (M eV ) ZP 137 Pr {syn.} 1,28 timer ε 2.702 137 Ce 138 Pr {syn.} 1,45 min ε 4437 138 Ce 139 pr {syn.} 4.41 timer ε 2.129 139 Ce 140 pr {syn.} 3,39 min ε 3.388 140 Ce 141 Pr 100  % Stabil 142 Pr {syn.} 19.12 t β - 2.162 142 Nd ε 0,745 142 Ce 143 Pr {syn.} 13,57 d β - 0,934 143 Nd 144 Pr {syn.} 17,28 min β - 2.997 144 Nd 145 Pr {syn.} 5.984 t β - 1,805 145 Nd
For andre isotoper, se listen over isotoper
NMR- egenskaper
Spin quantum nummer jeg γ i rad · T −1 · s −1 E r  ( 1 H) f L ved B = 4,7 T i MHz 141 Pr 5/2 8.1397 · 10 7 30 062
sikkerhetsinstruksjoner
GHS faremerking pulver fare H- og P-setninger H: 250 P: 222-231-422
Så langt som mulig og vanlig, brukes SI-enheter . Med mindre annet er oppgitt, gjelder opplysningene standardbetingelser .

Praseodym er et kjemisk element med elementet symbolet Pr og ordetallet 59. I det periodiske systemet er det i gruppen lanthanoider og er derfor også et av de sjeldne jordmetallene . Navnet kommer fra den grønne fargen på forbindelsene : det greske ordet πράσινος prásinos betyr "grønn", δίδυμος didymos "dobbel" eller "tvilling".

historie

I 1841 Carl Gustav Mosander ekstraheres det sjeldne jordarts didymium fra lantanoksyd . I 1874 la Per Teodor Cleve merke til at Didym faktisk besto av to elementer. I 1879 isolerte Lecoq de Boisbaudran samarium fra Didym, som han hentet fra mineralet samarskite . I 1885 lyktes Carl Auer von Welsbach i å skille didymium i praseodym og neodym , som begge danner salter med forskjellige farger.

Hendelse

Praseodym forekommer naturlig bare i kjemiske forbindelser assosiert med andre lanthanider , hovedsakelig i mineralene

Cerite Monazitt Bastnesitt Misch metall inneholder 3–5% praseodym

foran.

De verdensomspennende reservene er anslått til 4 millioner tonn.

Utvinning og produksjon

Som med alle lantanider , blir malmene først beriket ved flotasjon , deretter blir metallene omdannet til tilsvarende halogenider og separert ved fraksjonell krystallisering , ionebytte eller ekstraksjon .

Metallet oppnås ved smeltet saltelektrolyse eller reduksjon med kalsium .

${\ displaystyle \ mathrm {2 \ PrF_ {3} \ + \ 3 \ Ca \ \ longrightarrow \ 2 \ Pr \ + \ 3 \ CaF_ {2}}}$

eiendommer

Fysiske egenskaper

Praseodymium er et mykt, sølv-hvitt paramagnetisk metall, som tilhører lanthanider og sjeldne jordmetaller . Ved 798 ° C konverterer den sekskantede α-Pr til det kroppssentrerte kubiske β-Pr.

Kjemiske egenskaper

Ved høye temperaturer brenner praseodym til sesquioxide Pr ₂ O ₃ . Det er noe mer korrosjonsbestandig i luft enn europium , lanthanum eller cerium , men danner lett et grønt oksidlag som flasser av i luften. Den reagerer med vann for å danne hydrogen for å danne praseodymiumhydroksid  (Pr (OH) ₃ ). Praseodym er treverdig og tetravalent i forbindelsene, det treverdige oksidasjonsnummeret er det vanligste. Pr (III) ioner er gulgrønne, Pr (IV) ioner er gule. Under spesielle reduktive forhold kan toverdig praseodym også realiseres, f.eks. B. i praseodymium (II, III) jodid  (Pr ₂ I ₅ ).

Isotoper

Naturlig praseodym består bare av den stabile isotopen ¹⁴¹ Pr. 38 andre radioaktive isotoper er kjent, hvorav ¹⁴³ Pr og ¹⁴² Pr er den lengstlevende med en halveringstid på henholdsvis 13,57 dager og 19,12 timer. Alle andre isotoper har halveringstider på mindre enn 6 timer, de fleste til og med mindre enn 33 sekunder. Det er også 6 metastabile tilstander, hvor ^{138 m} Pr (t _½ 2,12 timer), ^{142 m} Pr (t _½ 14,6 minutter) og ^{134 m} Pr (t _½ 11 minutter) er den mest stabile.

Isotopene beveger seg i et atommasseområde fra 120.955 ( ¹²¹ Pr) til 158.955 ( ¹⁵⁹ Pr).

bruk

• Praseodym anvendes i legeringer med magnesium for å fremstille høy-styrke metall for luftfartøymotorer.
• Legeringer med kobolt og jern er sterke permanentmagneter .
• Praseodymium blir farging av glass og emalje som brukes (for eksempel i grønt farget frontlysglass i lysteknologi).
• Forbedre koblingene av UV - absorpsjonen og brukes til vernebriller under bruk av sveising .

lenker

Oksider

• grønt praseodymium (III) oksid (Pr ₂ O ₃ )
• brun-svart praseodymium (III, IV) oksid (Pr ₆ O ₁₁ )
• nesten svart praseodymium (IV) oksid (PrO ₂ )

Halider

Flere halogenider av alle oksidasjonstilstander er kjent, for eksempel praseodym (III) fluorid  (PRF ₃ ), praseodym (IV) fluorid  (PRF ₄ ), praseodymium (III) klorid  (PrCl ₃ ), praseodymium (III) bromid  (PrBr ₃ ) , praseodym (III) jodid  (PRI ₃ ), praseodym (II, III) jodid  (Pr ₂ I ₅ ). De treverdige halogenidene danner forskjellige hydrater .

Det danner også flere fluoridokomplekser som B. K- ₂ [PRF ₆ ] med fireverdig Pr.

Andre forbindelser

Binære forbindelser er f.eks. B. praseodym (III) sulfid  (Pr ₂ S ₃ ), praseodym  nitrid (PRN), praseodym fosfid  (PrP).

I tillegg er praseodym i forskjellige salter, slik som det hygroskopiske praseodym (III) nitrat  (Pr (NO ₃ ) ₃  x H ₂ O), pent krystallisering praseodym (III) sulfat  (Pr ₂ (SO ₄ ) ₃  8 H ₂ O) og andre.

Kategorien: Praseodymforbindelser gir en oversikt over praseodymforbindelser .

• 

  Praseodymium (III) sulfatoktahydrat

• 

  Praseodym (III) kloridheptahydrat

weblenker

• Oppføring på praseodymium. I: Römpp Online . Georg Thieme Verlag, åpnet 3. januar 2015.
• Metallisk praseodym

Individuelle bevis

1. ↑ Harry H. Binder: Leksikon av de kjemiske elementene. S. Hirzel Verlag, Stuttgart 1999, ISBN 3-7776-0736-3 .
2. ↑ Verdiene for eiendommene (infoboks) er hentet fra www.webelements.com (praseodymium) , med mindre annet er oppgitt .
3. UP IUPAC-kommisjonen for isotopisk overflod og atomvekter: Standard atomvekter av 14 kjemiske elementer revidert. I: Chemistry International. 40, 2018, s. 23, doi : 10.1515 / ci-2018-0409 .
4. ↑ ^{a b c d e} Entry on praseodymium in Kramida, A., Ralchenko, Yu., Reader, J. and NIST ASD Team (2019): NIST Atomic Spectra Database (ver. 5.7.1) . Red.: NIST , Gaithersburg, MD. doi : 10.18434 / T4W30F ( https://physics.nist.gov/asd ).  Hentet 11. juni 2020.
5. ↑ ^{a b c d e} Entry on praseodymium at WebElements, https://www.webelements.com , åpnet 11. juni 2020.
6. ^ NN Greenwood, A. Earnshaw: Elementets kjemi. 1. utgave. VCH, Weinheim 1988, ISBN 3-527-26169-9 , s. 1579.
7. ↑ Robert C. Weast (red.): CRC Handbook of Chemistry and Physics . CRC (Chemical Rubber Publishing Company), Boca Raton 1990, ISBN 0-8493-0470-9 , s. E-129 til E-145. Verdiene der er basert på g / mol og gitt i cgs-enheter. Verdien som er angitt her er SI-verdien beregnet ut fra den, uten en måleenhet.
8. ↑ ^{a b} Yiming Zhang, Julian RG Evans, Shoufeng Yang: Corrected Values ​​for Boiling Points and Enthalpies of Vaporization of Elements in Handbooks. I: Journal of Chemical & Engineering Data . 56, 2011, s. 328-337; doi: 10.1021 / je1011086 .
9. ↑ ^{a b} Dataark Praseodymium, pulver fra Sigma-Aldrich , åpnet 26. april 2017 ( PDF ).
10. ↑ Carl Auer v. Welsbach: Nedbrytningen av Didym i dets elementer. I: Månedlig magasin for kjemi . 6 (1), 1885, s. 477-491; doi: 10.1007 / BF01554643 .