Praseodimium

Praseodymium is 'n sagte, silwerwit, pletbare en smeebare metaal in die lantaniede-groep. Dit word vir sy magnetiese, elektriese, chemiese en optiese eienskappe gewaardeer.^[2] Dit is te reaktief om dit in sy gedeë vorm te vind, en aan die lug blootgestel ontwikkel dit stadig 'n groen oksiedlaag.

Die element is vernoem na die kleur van sy primêre oksied Pr₂O₃. In 1841 skei die Sweedse chemikus Carl Gustav Mosander uit serium-soute 'n residu af wat hy "lantana" noem. Uit lantana skei hy 'n seldsame aardoksied af wat hy "didimium". Eers word aangeneem dat dit 'n oksied van 'n nuwe element is. In 1885, het die Oostenrykse chemikus baron Carl Auer von Welsbach egter didimium in twee soute van verskillende kleure geskei, wat hy praseodimium en neodimium genoem het. Die naam praseodimium is afkomstig van die Griekse prasinos (πράσινος), wat "groen" beteken, en Didimus (δίδυμος) beteken "tweeling".

Soos die meeste seldsame aardelemente vorm praseodimium gewoonlik trivalente Pr(III) ione. Dit ioon is geel-groen in waterige oplossing, en het verskillende skakerings van geel-groen wanneer dit in glase opgeneem word. Praseodimium word industrieel veral gebruik om geel lig van ligbronne te filter.

Kenmerke

Fisiese eienskappe

Praseodimium is 'n sagte, silwerwit, smeebare, en rekbare metaal in die lantaniede groep. Dit het 'n bietjie meer weerstand teen oksidasie in die lug as europium, lantaan, serium, of neodimium, hoewel dit 'n groen oksiedlaag ontwikkel wat loskom wanneer dit aan lug blootgestel word. Daardeur word meer metaal aan oksidasie blootgestel – 'n sentimeter-grootte monster van Pr sal binne 'n jaar heeltemal oksideer ^[3] Om hierdie rede word praseodimiummetaal gewoonlik onder 'n lig mineraalolie gestoor of in glas verseël.

In teenstelling met ander seldsame-aarde metale, wat by lae temperature antiferromagnetiese of / en ferromagnetiese ordening ondergaan, bly Pr paramagneties by enige temperatuur bo 1 K.^[4]

Chemiese eienskappe

Praseodimiummetaal verdof stadig in die lug en brand geredelik by 150 °C. Dit vorm praseodimium(III,IV)oksied:

12 Pr +11 O ₂ → 2 Pr ₆ O ₁₁

Praseodimium is nogal elektropositief en reageer stadiger met koue water en redelik vinnig met warm water onder vorming van praseodimiumhidroksied:

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

Praseodimiummetaal reageer met al die halogene:

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

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

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

2 Pr (s) + 3 I ₂ (g) → 2 PrI ₃ (s) [groen]

Praseodimium los geredelik in verdunde swaelsuur op en vorm oplossings met groen Pr(III)-ione, wat bestaan as [Pr(OH₂)₉]³⁺ komplekse:^[5]

2 Pr (s) + 3 H ₂ SO ₄ (aq) → 2 Pr ^{3 +} (aq) + 3 SO2−4 (aq) + 3 H ₂ (g)

Verbindings

In sy verbindings kom praseodimium in oksidasietoestande 2, 3 en/of 4 voor. Praseodimium(IV) is 'n sterk oksidant wat onmiddellik water sal oksideer tot suurstof (O₂), en uit soutsuur die element chloor sal vrystel. In 'n waterige oplossing sal mens net die +3 oksidasietoestand teëkom. Praseodimium(III)soute is geel-groen en die oplossings besit 'n redelik eenvoudige absorpsiespektrum in die sigbare gebied, met 'n band in die geel-oranje by 589-590 nm (wat saamval met natrium se emissiedoeblet), en drie bande in die blou /persgebied, by ongeveer 444, 468 en 482 nm. Hierdie posisies wissel effens met die teen-ioon. Praseodimiumoksied, soos dit verkry word deur van die soute soos die oksalaat of karbonaat in die lug te verbrand, is in wese swart in kleur (met 'n sweem van bruin of groen) en bevat Pr³⁺ en Pr⁴⁺ in 'n ietwat veranderlike verhouding, na gelang van die omstandighede van die vorming. Die formule word gewoonlik as Pr₆O₁₁ geskryf.

Ander praseodimiumverbindings sluit in:

Isotope

Die praseodimium wat in die natuur voorkom het net een stabiele isotoop praseodimium-141. ^[7] Die isotoop word gebruik in KMR- en EPR-spektroskopie.^[8] Daar is 38 radioisotope. Daarvan is praseodimium-143 met 'n halfleeftyd van 13,57 dae en praseodimium-142 met 19,12 ure die stabielste isotope.^[7] Die orige radioaktiewe isotope het 'n halfleeftyd van minder as ses uur.^[7] Die element besit ook 15 nukleêre isomere. Die langstlewende isotoop is praseodimium-138m, praseodimium-134m, and praseodimium-142m.^[7]

Die isotope besit massas van 121 tot 159.^[7] Die isotope wat 'n laer massas besit as die stabiele isotoop verval gewoonlik met 'n β⁺-proses en vorm gewoonlik serium-isotope.^[7] Isotope swaarder as 141 ondergaan gewoonlik 'n β^--proses en vorm neodimiumisotope.^[7]