Praseodimiumadalah unsur lantanida paling melimpah ketiga dalam tabel periodik unsur kimia, dengan kelimpahan 9,5 ppm di kerak bumi, hanya lebih rendah daricerium, itrium,lantanum, DanskandiumIni adalah unsur kelima yang paling melimpah di tanah jarang. Namun seperti namanya,praseodimiumadalah anggota keluarga tanah jarang yang sederhana dan tanpa hiasan.
CF Auer Von Welsbach menemukan praseodymium pada tahun 1885.
Pada tahun 1751, ahli mineralogi Swedia Axel Fredrik Cronstedt menemukan mineral berat di area pertambangan Bastnä, yang kemudian diberi nama cerite. Tiga puluh tahun kemudian, Vilhelm Hisinger yang berusia lima belas tahun dari keluarga pemilik tambang mengirimkan sampelnya kepada Carl Scheele, tetapi ia tidak menemukan unsur baru apa pun. Pada tahun 1803, setelah Singer menjadi pandai besi, ia kembali ke area pertambangan bersama Jöns Jacob Berzelius dan memisahkan oksida baru, planet kerdil Ceres, yang mereka temukan dua tahun lalu. Ceres dipisahkan secara terpisah oleh Martin Heinrich Klaproth di Jerman.
Antara tahun 1839 dan 1843, ahli bedah dan kimia Swedia Carl Gustaf Mosander menemukan bahwacerium oksidaadalah campuran oksida. Dia memisahkan dua oksida lainnya, yang disebutnya lanthana dan didymia “didymia” (berarti “kembar” dalam bahasa Yunani). Dia menguraikan sebagiancerium nitratsampel dengan cara dipanggang di udara, kemudian diolah dengan asam nitrat encer untuk memperoleh oksida. Oleh karena itu, logam yang membentuk oksida ini dinamakanlantanumDanpraseodimium.
Pada tahun 1885, CF Auer Von Welsbach, seorang Austria yang menemukan penutup kasa lampu uap thorium cerium, berhasil memisahkan “praseodymium neodymium”, “kembar siam”, yang darinya garam praseodymium hijau dan garam neodymium berwarna merah muda dipisahkan dan ditetapkan sebagai dua unsur baru. Salah satunya diberi nama “Praseodymium”, yang berasal dari kata Yunani prason, yang berarti senyawa hijau karena larutan air garam praseodymium akan menghasilkan warna hijau terang; Unsur lainnya diberi nama “Neodimium“. Pemisahan yang sukses dari “si kembar siam” memungkinkan mereka untuk menunjukkan bakat mereka secara mandiri.
Logam putih keperakan, lunak dan lentur. Praseodymium memiliki struktur kristal heksagonal pada suhu ruangan. Ketahanan korosi di udara lebih kuat daripada lantanum, cerium, neodymium, dan europium, tetapi ketika terkena udara, lapisan oksida hitam yang rapuh terbentuk, dan sampel logam praseodymium berukuran satu sentimeter akan terkorosi sepenuhnya dalam waktu sekitar satu tahun.
Seperti kebanyakanunsur tanah jarang, praseodymium kemungkinan besar membentuk keadaan oksidasi +3, yang merupakan satu-satunya keadaan stabilnya dalam larutan berair. Praseodymium terdapat dalam keadaan oksidasi +4 dalam beberapa senyawa padat yang diketahui, dan dalam kondisi pemisahan matriks, ia dapat mencapai keadaan oksidasi +5 yang unik di antara unsur-unsur lantanida.
Ion praseodymium berair berwarna chartreuse, dan banyak penggunaan praseodymium dalam industri melibatkan kemampuannya untuk menyaring cahaya kuning dalam sumber cahaya.
Tata letak elektronik praseodymium
Emisi elektronik:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p66s2 4f3
Ke-59 elektron praseodymium tersusun sebagai [Xe] 4f36s2. Secara teoritis, kelima elektron terluar dapat digunakan sebagai elektron valensi, tetapi penggunaan kelima elektron terluar memerlukan kondisi yang ekstrem. Umumnya, praseodymium hanya memancarkan tiga atau empat elektron dalam senyawanya. Praseodymium adalah unsur lantanida pertama dengan konfigurasi elektronik yang sesuai dengan prinsip Aufbau. Orbital 4f-nya memiliki tingkat energi yang lebih rendah daripada orbital 5d, yang tidak berlaku untuk lantanum dan cerium, karena kontraksi tiba-tiba orbital 4f tidak terjadi sampai setelah lantanum dan tidak cukup untuk menghindari menempati kulit 5d di cerium. Meskipun demikian, praseodymium padat menunjukkan konfigurasi [Xe] 4f25d16s2, di mana satu elektron di kulit 5d menyerupai semua unsur lantanida trivalen lainnya (kecuali untuk europium dan ytterbium, yang divalen dalam keadaan logam).
Seperti kebanyakan unsur lantanida, praseodimium biasanya hanya menggunakan tiga elektron sebagai elektron valensi, dan elektron 4f yang tersisa memiliki efek pengikatan yang kuat: ini karena orbit 4f melewati inti xenon elektron yang inert untuk mencapai nukleus, diikuti oleh 5d dan 6s, dan meningkat seiring dengan peningkatan muatan ionik. Namun, praseodimium masih dapat terus kehilangan elektron valensi keempat dan bahkan kadang-kadang kelima, karena ia muncul sangat awal dalam sistem lantanida, di mana muatan inti masih cukup rendah, dan energi subkulit 4f cukup tinggi untuk memungkinkan penghilangan lebih banyak elektron valensi.
Praseodymium dan semua unsur lantanida (kecualilantanum, iterbiumDanlutesium, tidak ada elektron 4f yang tidak berpasangan) bersifat paramagnetisme pada suhu kamar. Tidak seperti logam tanah jarang lainnya yang menunjukkan tatanan antiferomagnetik atau feromagnetik pada suhu rendah, praseodymium bersifat paramagnetisme pada semua suhu di atas 1K
Aplikasi Praseodymium
Praseodymium sebagian besar dimanfaatkan dalam bentuk tanah jarang campuran, seperti sebagai agen pemurni dan pengubah bahan logam, katalis kimia, tanah jarang pertanian, dan sebagainya.Praseodimium neodimiumadalah pasangan unsur tanah jarang yang paling mirip dan sulit dipisahkan, yang sulit dipisahkan dengan metode kimia. Produksi industri biasanya menggunakan metode ekstraksi dan pertukaran ion. Jika digunakan berpasangan dalam bentuk praseodymium neodymium yang diperkaya, kesamaannya dapat dimanfaatkan sepenuhnya, dan harganya juga lebih murah daripada produk unsur tunggal.
Paduan neodymium praseodymium(praseodimium (logam neodimium)telah menjadi produk independen, yang dapat digunakan sebagai bahan magnet permanen dan aditif modifikasi untuk paduan logam non-ferrous. Aktivitas, selektivitas, dan stabilitas katalis perengkahan minyak bumi dapat ditingkatkan dengan menambahkan konsentrat praseodymium neodymium ke dalam saringan molekuler Y zeolite. Sebagai aditif modifikasi plastik, penambahan pengayaan praseodymium neodymium ke politetrafluoroetilen (PTFE) dapat meningkatkan ketahanan aus PTFE secara signifikan.
Tanah jarangBahan magnet permanen merupakan bidang aplikasi tanah jarang yang paling populer saat ini. Praseodymium sendiri tidak menonjol sebagai bahan magnet permanen, tetapi merupakan elemen sinergis yang sangat baik yang dapat meningkatkan sifat magnetik. Menambahkan praseodymium dalam jumlah yang tepat dapat secara efektif meningkatkan kinerja bahan magnet permanen. Ia juga dapat meningkatkan kinerja antioksidan (ketahanan terhadap korosi udara) dan sifat mekanis magnet, dan telah banyak digunakan dalam berbagai perangkat elektronik dan motor.
Praseodymium juga dapat digunakan untuk menggiling dan memoles material. Seperti yang kita semua tahu, bubuk pemoles berbasis cerium murni biasanya berwarna kuning muda, yang merupakan bahan pemoles berkualitas tinggi untuk kaca optik, dan telah menggantikan bubuk merah oksida besi yang memiliki efisiensi pemolesan rendah dan mencemari lingkungan produksi. Orang-orang telah menemukan bahwa praseodymium memiliki sifat pemolesan yang baik. Bubuk pemoles tanah jarang yang mengandung praseodymium akan tampak coklat kemerahan, juga dikenal sebagai "bubuk merah", tetapi warna merah ini bukanlah merah oksida besi, tetapi karena adanya oksida praseodymium, warna bubuk pemoles tanah jarang menjadi lebih gelap. Praseodymium juga telah digunakan sebagai bahan penggilingan baru untuk membuat roda penggiling korundum yang mengandung praseodymium. Dibandingkan dengan alumina putih, efisiensi dan daya tahan dapat ditingkatkan lebih dari 30% saat menggiling baja struktural karbon, baja tahan karat, dan paduan suhu tinggi. Untuk mengurangi biaya, bahan yang diperkaya praseodymium neodymium sering digunakan sebagai bahan baku di masa lalu, oleh karena itu dinamakan roda penggiling praseodymium neodymium korundum.
Kristal silikat yang didoping dengan ion praseodymium telah digunakan untuk memperlambat denyut cahaya hingga beberapa ratus meter per detik.
Penambahan praseodymium oksida ke zirkonium silikat akan menghasilkan warna kuning cerah dan dapat digunakan sebagai pigmen keramik – kuning praseodymium. Kuning praseodymium (Zr02-Pr6O11-Si02) dianggap sebagai pigmen keramik kuning terbaik, yang tetap stabil hingga 1000 ℃ dan dapat digunakan untuk proses pembakaran ulang atau sekali pakai.
Praseodymium juga digunakan sebagai pewarna kaca, dengan warna yang kaya dan potensi pasar yang besar. Produk kaca hijau praseodymium dengan warna hijau daun bawang dan hijau daun bawang yang cerah dapat diproduksi, yang dapat digunakan untuk membuat filter hijau dan juga untuk kaca seni dan kerajinan. Penambahan praseodymium oksida dan cerium oksida ke dalam kaca dapat digunakan sebagai kaca mata untuk pengelasan. Praseodymium sulfida juga dapat digunakan sebagai pewarna plastik hijau.
Waktu posting: 29-Mei-2023