Fakty o prazeodýme – prvok 59

Vlastnosti, história a použitie prazeodýmu

Prazeodým je jedným z prvkov vzácnych zemín. Science Picture Co / Getty Images

Prazeodym je prvok 59 v periodickej tabuľke prvkov so symbolom prvku Pr. Je to jeden z kovy vzácnych zemín alebo lantanoidy . Tu je zbierka zaujímavých faktov o prazeodýme vrátane jeho histórie, vlastností, použitia a zdrojov.

• Prazeodým objavil švédsky chemik Carl Mosander v roku 1841, no nečistil ho. Pracoval na vzorkách vzácnych zemín, ktoré obsahujú prvky s takými podobnými vlastnosťami, že je veľmi ťažké ich od seba oddeliť. Zo vzorky surového dusičnanu céru izoloval oxid, ktorý nazval „lantana“, čo bol oxid lantanitý. Ukázalo sa, že Lantana je zmesou oxidov. Jeden zlomok bol ružový zlomok, ktorý nazval dvojitý . Per Teodor Cleve (1874) a Lecoq de Boisbaudran (1879) určili, že didymium je zmesou prvkov. V roku 1885 rakúsky chemik Carl von Welsbach rozdelil didymium na prazeodym a neodým . Zásluhy za oficiálny objav a izoláciu prvku 59 sa vo všeobecnosti pripisujú von Welsbachovi.
• Prazeodým dostal svoj názov z gréckych slov opýtam sa , čo znamená „zelený“, a didymos , čo znamená „dvojča“. Časť „dvojča“ odkazuje na prvok, ktorý je dvojčaťom neodýmu v didymiu, zatiaľ čo „zelená“ označuje farbu soli izolovanej von Welsbachom. Prazeodým tvorí katióny Pr(III), ktoré sú vo vode a skle žltozelené.
• Okrem oxidačného stavu +3 sa Pr vyskytuje aj v +2, +4 a (jedinečné pre lantanoid) +5. Vo vodných roztokoch sa vyskytuje iba stav +3.
• Prazeodym je mäkký kov striebornej farby, ktorý na vzduchu vytvára zelený oxidový povlak. Tento povlak sa odlupuje alebo odlupuje a vystavuje čerstvý kov oxidácii. Aby sa zabránilo degradácii, čistý prazeodým sa zvyčajne skladuje v ochrannej atmosfére alebo v oleji.
• Prvok 59 je vysoko kujný a tvárny . Prazeodým je v tom nezvyčajný je paramagnetická pri všetkých teplotách nad 1 K. Ostatné kovy vzácnych zemín sú pri nízkych teplotách feromagnetické alebo antiferomagnetické.
• Prírodný prazeodým pozostáva z jedného stabilného izotopu, prazeodýmu-141. Známych je 38 rádioizotopov, najstabilnejší je Pr-143, ktorý má polčas rozpadu 13,57 dňa. Izotopy prazeodýmu sa pohybujú v rozmedzí od 121 do 159. Je tiež známych 15 jadrových izomérov.
• Vyskytuje sa prazeodým prirodzene v zemskej kôre v množstve 9,5 častíc na milión. Tvorí asi 5 % lantanoidov nachádzajúcich sa v mineráloch monazit a bastnasit. Morská voda obsahuje 1 diel na bilión Pr. Prazeodým sa v podstate nenachádza v zemskej atmosfére.
• Prvky vzácnych zemín majú v modernej spoločnosti mnoho využití a sú považované za mimoriadne cenné. Pr dáva sklu a smaltu žltú farbu. Asi 5 % zmiešaného kovu pozostáva z prazeodýmu. Prvok sa používa s inými vzácnymi zeminami na výrobu uhlíkových oblúkových svetiel. Farbí kubické zirkóny žltozelené a môže sa pridať do simulovaných drahokamov, aby napodobnil peridot. Moderná firesteel obsahuje asi 4 % prazeodýmu. Didymium, ktoré obsahuje Pr, sa používa na výrobu skla na ochranné okuliare pre zváračov a fúkačov skla. Pr je legovaný s inými kovmi, aby sa vyrobili silné magnety vzácnych zemín, vysoko pevné kovy a magnetokalorické materiály. Prvok 59 sa používa ako doping na výrobu zosilňovačov z optických vlákien a na spomalenie svetelných impulzov. Oxid prazeodým je dôležitým oxidačným katalyzátorom.
• Prazeodým neplní žiadnu známu biologickú funkciu. Rovnako ako iné prvky vzácnych zemín, Pr vykazuje nízku až strednú toxicitu pre organizmy.

Údaje o prvku prazeodým

Názov prvku : Prazeodym

Symbol prvku : Pr

Atómové číslo : 59

Skupina prvkov : prvok F-blok, lantanoid alebo vzácne zeminy

Obdobie prvku : obdobie 6

Atómová hmotnosť : 140,90766 (2)

Discovery : Carl Auer von Welsbach (1885)

Konfigurácia elektrónov : [Vozidlo] 4f³6 s^dva

Bod topenia : 1208 K (935 °C, 1715 °F)

Bod varu : 3403 K (3130 °C, 5666 °F)

Hustota : 6,77 g/cm³(blízka izbovej teplote)

Fáza : pevný

Teplo fúzie : 6,89 kJ/mol

Teplo vyparovania : 331 kJ/mol

Molárna tepelná kapacita : 27,20 J/(mol·K)

Magnetické objednávanie : paramagnetický

Oxidačné stavy : 5, 4, 3 , dva

Elektronegativita : Paulingova stupnica: 1,13

Ionizačné energie :

1.: 527 kJ/mol
2.: 1020 kJ/mol
3.: 2086 kJ/mol

Atómový polomer : 182 pikometrov

Kryštálová štruktúra : dvojitý šesťhranný uzavretý alebo DHCP

Referencie

• West, Robert (1984). CRC, Príručka chémie a fyziky . Boca Raton, Florida: Chemical Rubber Company Publishing. str. E110.
• Emsley, John (2011). Prírodné stavebné kamene: Sprievodca prvkami od A po Z . Oxford University Press. ISBN 978-0-19-960563-7.
• Gschneidner, K.A. a Eyring, L., Príručka o fyzike a chémii vzácnych zemín, North Holland Publishing Co., Amsterdam, 1978.
• Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chémia prvkov (2. vydanie). Butterworth-Heinemann. ISBN 0-08-037941-9.
• R. J. Callow, Priemyselná chémia lantanónov, ytria, tória a uránu , Pergamon Press, 1967.