Praseodimiumadalah unsur lantanida paling melimpah ketiga dalam tabel periodik unsur kimia, dengan kelimpahan 9,5 ppm di kerak bumi, hanya lebih rendah dariserium, yttrium,lantanum, Danskandium.Ini adalah unsur paling melimpah kelima di tanah jarang.Tapi 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 s, yang kemudian diberi nama cerite.Tiga puluh tahun kemudian, Vilhelm Hisinger yang berusia lima belas tahun dari keluarga pemilik tambang mengirimkan sampelnya ke Carl Scheele, tetapi dia tidak menemukan unsur baru.Pada tahun 1803, setelah Singer menjadi pandai besi, ia kembali ke area penambangan bersama J ö ns Jacob Berzelius dan memisahkan oksida baru, planet kerdil Ceres, yang mereka temukan dua tahun lalu.Ceria dipisahkan secara mandiri oleh Martin Heinrich Klaproth di Jerman.
Antara tahun 1839 dan 1843, ahli bedah dan kimia Swedia Carl Gustaf Mosander menemukan bahwaserium oksidaadalah campuran oksida.Dia memisahkan dua oksida lainnya, yang dia sebut lanthana dan didymia “didymia” (berarti “kembar” dalam bahasa Yunani).Dia menguraikan sebagiancerium nitratsampel dengan memanggangnya di udara, dan kemudian mengolahnya dengan asam nitrat encer untuk mendapatkan oksida.Oleh karena itu, logam yang membentuk oksida ini diberi namalantanumDanpraseodimium.
Pada tahun 1885, CF Auer Von Welsbach, seorang Austria yang menemukan penutup kasa lampu uap thorium cerium, berhasil memisahkan “praseodymium neodymium”, “kembar siam”, dari mana garam praseodymium hijau dan garam neodymium berwarna mawar dipisahkan dan ditentukan menjadi dua elemen 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 cerah;Elemen lainnya diberi nama “Neodimium“.Keberhasilan pemisahan “si kembar siam” memungkinkan mereka untuk menunjukkan bakat mereka secara mandiri.
Logam berwarna putih keperakan, lunak dan ulet.Praseodymium memiliki struktur kristal heksagonal pada suhu kamar.Ketahanan korosi di udara lebih kuat dibandingkan dengan lantanum, cerium, neodymium, dan europium, tetapi ketika terkena udara, lapisan oksida hitam yang rapuh akan dihasilkan, dan sampel logam praseodymium berukuran satu sentimeter akan terkorosi sepenuhnya dalam waktu sekitar satu tahun.
Seperti kebanyakanunsur tanah jarang, praseodymium kemungkinan besar akan membentuk bilangan oksidasi a+3, yang merupakan satu-satunya keadaan stabilnya dalam larutan air.Praseodymium terdapat dalam bilangan oksidasi +4 di beberapa senyawa padat yang diketahui, dan dalam kondisi pemisahan matriks, ia dapat mencapai bilangan oksidasi+5 yang unik di antara unsur-unsur lantanida.
Ion praseodymium berair berwarna kuning kekuning-kuningan, 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
59 elektron praseodymium disusun sebagai [Xe] 4f36s2.Secara teori, kelima elektron terluar dapat digunakan sebagai elektron valensi, namun penggunaan kelima elektron terluar memerlukan kondisi ekstrim.Umumnya praseodymium hanya memancarkan tiga atau empat elektron pada senyawanya.Praseodymium merupakan unsur lantanida pertama dengan konfigurasi elektronik yang sesuai dengan prinsip Aufbau.Orbital 4fnya memiliki tingkat energi yang lebih rendah dibandingkan orbital 5d, sehingga tidak berlaku untuk lantanum dan cerium, karena kontraksi tiba-tiba orbital 4f tidak terjadi hingga setelah lantanum dan tidak cukup untuk menghindari menempati kulit 5d pada cerium.Namun demikian, praseodymium padat menunjukkan konfigurasi [Xe] 4f25d16s2, di mana satu elektron pada kulit 5d menyerupai semua unsur lantanida trivalen lainnya (kecuali europium dan ytterbium, yang bersifat divalen dalam keadaan logam).
Seperti kebanyakan unsur lantanida, praseodymium 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 inert dari elektron untuk mencapai inti, diikuti oleh 5d dan 6s , dan meningkat seiring dengan peningkatan muatan ionik.Namun, praseodymium masih dapat terus kehilangan elektron valensi keempat dan bahkan kadang-kadang kelima, karena ia muncul pada awal sistem lantanida, dimana muatan inti masih cukup rendah, dan energi subkulit 4f cukup tinggi untuk memungkinkan pelepasan elektron valensi keempat dan bahkan kelima. lebih banyak elektron valensi.
Praseodymium dan semua unsur lantanida (kecualilantanum, ytterbiumDanlutetium, tidak ada elektron 4f yang tidak berpasangan) bersifat paramagnetik pada suhu kamar.Tidak seperti logam tanah jarang lainnya yang menunjukkan sifat antiferromagnetik atau feromagnetik pada suhu rendah, praseodymium bersifat paramagnetik pada semua suhu di atas 1K.
Penerapan Praseodymium
Praseodymium banyak dimanfaatkan dalam bentuk campuran tanah jarang, seperti sebagai bahan pemurni dan pengubah bahan logam, katalis kimia, tanah jarang pertanian, dan sebagainya.Praseodymium neodymiummerupakan pasangan unsur tanah jarang yang paling mirip dan sulit dipisahkan, sehingga 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 dibandingkan produk elemen tunggal.
Paduan praseodymium neodymium(logam praseodymium neodymium)telah menjadi produk independen, yang dapat digunakan baik sebagai bahan magnet permanen maupun sebagai aditif modifikasi untuk paduan logam non-besi.Aktivitas, selektivitas dan stabilitas katalis perengkahan minyak bumi dapat ditingkatkan dengan menambahkan konsentrat praseodymium neodymium ke dalam saringan molekuler zeolit Y.Sebagai aditif modifikasi plastik, menambahkan pengayaan praseodymium neodymium ke polytetrafluoroethylene (PTFE) dapat meningkatkan ketahanan aus PTFE secara signifikan.
Tanah langkabahan magnet permanen adalah bidang aplikasi tanah jarang yang paling populer saat ini.Praseodymium sendiri tidak menonjol sebagai bahan magnet permanen, namun 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.Ini juga dapat meningkatkan kinerja antioksidan (ketahanan terhadap korosi udara) dan sifat mekanik magnet, dan telah banyak digunakan di berbagai perangkat elektronik dan motor.
Praseodymium juga dapat digunakan untuk menggiling dan memoles bahan.Seperti kita ketahui bersama, bubuk pemoles berbahan dasar serium murni biasanya berwarna kuning muda, yang merupakan bahan pemoles berkualitas tinggi untuk kaca optik, dan telah menggantikan bubuk besi oksida merah yang memiliki efisiensi pemolesan rendah dan mencemari lingkungan produksi.Orang-orang telah menemukan bahwa praseodymium memiliki sifat pemolesan yang baik.Bubuk pemoles rare earth yang mengandung praseodymium akan tampak berwarna coklat kemerahan disebut juga “bubuk merah”, namun warna merah tersebut bukanlah merah oksida besi, namun karena adanya praseodymium oksida maka warna bubuk pemoles rare earth menjadi lebih gelap.Praseodymium juga telah digunakan sebagai bahan gerinda baru untuk membuat roda gerinda 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 gerinda praseodymium neodymium corundum.
Kristal silikat yang diolah dengan ion praseodymium telah digunakan untuk memperlambat gelombang cahaya hingga beberapa ratus meter per detik.
Menambahkan praseodymium oksida ke zirkonium silikat akan berubah menjadi kuning cerah dan dapat digunakan sebagai pigmen keramik – kuning praseodymium.Praseodymium kuning (Zr02-Pr6Oll-Si02) dianggap sebagai pigmen keramik kuning terbaik, yang tetap stabil hingga 1000 ℃ dan dapat digunakan untuk proses satu kali atau pembakaran ulang.
Praseodymium juga digunakan sebagai pewarna kaca, kaya warna dan potensi pasar yang besar.Produk kaca hijau praseodymium dengan warna hijau daun bawang cerah dan hijau daun bawang dapat diproduksi, yang dapat digunakan untuk memproduksi filter hijau dan juga untuk kaca seni dan kerajinan.Menambahkan praseodymium oksida dan cerium oksida ke dalam kaca dapat digunakan sebagai kacamata untuk pengelasan.Praseodymium sulfida juga dapat digunakan sebagai pewarna plastik hijau.
Waktu posting: 29 Mei-2023