Prazeodij

Sa Wikipedije, slobodne enciklopedije
Idi na: navigacija, traži
Prazeodij
[Xe] 4f36s2 59Pr
   
Periodni sistem elemenata
Općenito
Hemijski element, Simbol, Atomski broj Prazeodij, Pr, 59
Serija Lantanoidi
Grupa, Perioda, Blok La, 6, f
Izgled sivobijeli metal
sa žutim nijansama
CAS registarski broj 7440-10-0
Zastupljenost 5,2 ppm[1] %
Atomske osobine
Atomska masa 140,90766(2)[2][3] u
Atomski radijus (izračunat) 185 (247) pm
Kovalentni radijus 203 pm
Van der Waalsov radijus pm
Elektronska konfiguracija [Xe] 4f36s2
Broj elektrona u energetskom nivou 2, 8, 18, 21, 8, 2
1. energija ionizacije 527 kJ/mol
2. energija ionizacije 1020 kJ/mol
3. energija ionizacije 2086 kJ/mol
4. energija ionizacije 3761 kJ/mol
Fizikalne osobine
Agregatno stanje čvrsto
Kristalna struktura heksagonalna
Gustoća 6475[4] kg/m3 pri 298,15 K
Magnetizam paramagnetičan \chi_{m} = 2,9 · 10−3)[5]
Tačka topljenja 1208 K (935 °C)
Tačka ključanja 3403[6] K (3130 °C)
Molarni volumen 20,8 · 10-6 m3/mol
Toplota isparavanja 331[6] kJ/mol
Toplota topljenja 6,9 kJ/mol
Pritisak pare 1,33 · 10-6 Pa kod 1070 K
Brzina zvuka 2280 m/s pri 293,15 K
Specifična toplota 193 J/(kg · K)
Specifična električna provodljivost 1,43 · 106 S/m
Toplotna provodljivost 13 W/(m · K)
Hemijske osobine
Oksidacijsko stanje 3, 4, 2
Elektrodni potencijal -2,35 V (Pr3+ + 3e- → Pr)
Elektronegativnost 1,13 (Pauling-skala)
Izotopi
Izo RP t1/2 RA ER (MeV) PR
137Pr

sin

1,28 h ε 2,702 137Ce
138Pr

sin

1,45 min ε 4,437 138Ce
139Pr

sin

4,41 h ε 2,129 139Ce
140Pr

sin

3,39 min ε 3,388 140Ce
141Pr

100 %

Stabilan
142Pr

sin

19,12 h β- 2,162 142Nd
ε 0,745 142Ce
143Pr

sin

13,57 d β- 0,934 143Nd
144Pr

sin

17,28 min β- 2,997 144Nd
145Pr

sin

5,984 h β- 1,805 145Nd
Sigurnosno obavještenje

Oznake upozorenja

Lahko zapaljivo

F
Lahko zapaljivo
Obavještenja o riziku i sigurnosti R: 17
S: nema oznake upozorenja S
Ukoliko je moguće i u upotrebi, koriste se SI osnovne jedinice.
Ako nije drugačije označeno, svi podaci su podaci dobiveni mjerenjima u normalnim uslovima.

Prazeodij (lat. - praseodymium) jeste hemijski element sa simbolom Pr i atomskim brojem 59. U periodnom sistemu se nalazi u grupu lantanoida, pa se stoga ubraja u metale rijetkih zemalja. Zbog obojenosti njegovih spojeva dobio je i ime: iz grčke riječi prásinos što znači "zeleno" i didymos - "dvostruk" ili "blizanac".

Historija[uredi | uredi izvor]

Prazeodij

Carl Gustav Mosander je 1841. izdvojio rijetku zemlju didym iz smjese lantan-oksida. Per Teodor Cleve je 1874. primijetio da se kod didyma radi zapravo o dva elementa. Iz didyma, koji je dobio iz minerala samarskita, Lecoq de Boisbaudran je 1879. izdvojio element samarij. Godine 1885. Carl Auer von Welsbachu je uspjelo razdvojiti didym na elemente prazeodij i neodij, koji grade soli različitih boja.[7]

Rasprostranjenost[uredi | uredi izvor]

Prazeodij se u prirodnom obliku javlja samo u svojim spojevima, najčešće zajedno sa drugim lantanoidima, odnosno mineralima:

Svjetske rezerve prazeodija se procjenjuju na oko 4 miliona tona.

Dobijanje[uredi | uredi izvor]

Kao i kod svih drugih lantanoida, prvo se ruda obogaćuje flotacijom, zatim se metali prevode u odgovarajuće halogenide, te se zatim razdvajaju raznim tehnikama kao što su frakciona kristalizacija, ionsko-izmjenjivačka tehnika ii ekstrakcija.

Metalni prazeodij se dobija elektrolizom istopljenih soli ili redukcijom sa kalcijem.

\mathrm{2\ PrF_3\ +\ 3\ Ca\ \longrightarrow \ 2\ Pr\ +\ 3\ CaF_2}

Osobine[uredi | uredi izvor]

Kristalna struktura prazeodija

Fizičke[uredi | uredi izvor]

Prazeodij je mehki, srebreno-sjajni paramagnetični metal, koji spada u lantanoide i metale rijetkih zemalja. Izložen zraku, nešto bolje je otporan na oksidaciju (koroziju) od europija, lantana ili cerija, ali se prekriva blijedo zelenim slojem oksida koji se ljušti. Pri temperaturi od 798 °C prelazi iz heksagonalne strukture α-Pr u kubičnu prostorno-centriranu β-Pr strukturu.

Hemijske[uredi | uredi izvor]

Pri visokim temperaturama, prazeodij gori dajući seskvioksid Pr2O3. Sa vodom reagira gradeći prazeodij-hidroksid (Pr(OH)3) istiskajući iz nje vodik. U svojim spojevima, on se nalazi u tro- i četvorovalentnom stanju, pri čemu se trovalentni oksidacijski broj javlja mnogo češće. Ioni Pr(III) su zeleno-žuti, dok su ioni Pr(IV) bez boje. Pod posebnim reduktivnim uslovima može se dobiti i dvovalentni prazeodij npr. u prazeodij(II,III) jodidu (Pr2I5).

Izotopi[uredi | uredi izvor]

Prazeodij u prirodi se sastoji samo iz jednog stabilnog izotopa 141Pr. Osim njega, poznato je još 38 drugih radioaktivnih izotopa, pri čemu su izotopi 143Pr i 142Pr sa vremenima poluraspada od 13,57 dana i 19,12 sati, respektivno, najduže živući. Svi ostali radioaktivni izotopi imaju vremena poluraspada kraća od 6 sati, a većina od njih čak i manje od 33 sekunde. Također postoji šest nuklearnih izomera od kojih su najstabilniji 138mPr (t½ 2,12 sati), 142mPr (t½ 14,6 minuta) i 134mPr (t½ 11 minuta).

Izotopi se kreću u pogledu atomskih masa između 120,955 (121Pr) i 158,955 (159Pr).

Upotreba[uredi | uredi izvor]

Prazeodij se koristi u legurama sa magnezijem za proizvodnju vrlo čvrstih materijala za avionske motore. Legure sa kobaltom i željezom su vrlo snažni stalni magneti. Spojevi prazeodija se koriste u industriji stakla i emajla za njihovo bojenje (naprimjer kod zeleno obojenih reflektorskih stakala za osvjetljavanje). Njegovi spojevi također poboljšavaju apsorpciju ultraljubičastog zračenja što se koristi za izradu zaštitnih stakala za oči pri zavarivanju.

Spojevi[uredi | uredi izvor]

Oksidi[uredi | uredi izvor]

Halogenidi[uredi | uredi izvor]

Poznat je veći broj halogenida raznih oksidacijskih stanja, naprimjer prazeodij(III) fluorid (PrF3), prazeodij(IV) fluorid (PrF4), prazeodij(III) hlorid (PrCl3), prazeodij(III) bromid (PrBr3), prazeodij(III) jodid (PrI3), prazeodij(II,III) jodid (Pr2I5) i drugi. Trovalentni halogenidi grade različite hidrate.

Osim toga, postoje i mnogi fluoridni kompleksi kao što je K2[PrF6] gdje je Pr četverovalentan.

Drugi spojevi[uredi | uredi izvor]

Binarni spojevi prazeodija su npr. prazeodij(III) sulfid (Pr2S3), prazeodij-nitrid (PrN) i prazeodij-fosfid (PrP).

Pored toga, prazeodij je prisutan i u raznim solim, kao što je higroskopski prazeodij(III) nitrat (Pr(NO3)3 · x H2O), te lijepo kristalizirani prazeodij(III) sulfat (Pr2(SO4)3 · 8 H2O).

Reference[uredi | uredi izvor]

  1. ^ Harry H. Binder: Lexikon der chemischen Elemente, S. Hirzel Verlag, Stuttgart 1999, ISBN 3-7776-0736-3.
  2. ^ IUPAC, Standard Atomic Weights Revised v2
  3. ^ CIAAW, Standard Atomic Weights Revised 2013
  4. ^ N. N. Greenwood; A. Earnshaw: Chemie der Elemente, 1. izd., VCH, Weinheim 1988, ISBN 3-527-26169-9, str. 1579.
  5. ^ Weast, Robert C. (gl.ur.): CRC Handbook of Chemistry and Physics. CRC (Chemical Rubber Publishing Company), Boca Raton 1990. str. E-129 do E-145. ISBN 0-8493-0470-9
  6. ^ a b Yiming Zhang, Julian R. G. Evans, Shoufeng Yang: Corrected Values for Boiling Points and Enthalpies of Vaporization of Elements in Handbooks, u: Journal of Chemical & Engineering Data, 2011, 56, str. 328–337 (doi:10.1021/je1011086).
  7. ^ Carl Auer v. Welsbach: "Die Zerlegung des Didyms in seine Elemente", Monatshefte für Chemie, 1885, 6 (1), str. 477–491 (doi:10.1007/BF01554643).
Commons logo
U Wikimedijinom spremniku se nalazi još materijala vezanih uz: