Pras??odyme

Pras??odyme
59 Pr
- ↑ Pr ↓ Pennsylvanie Tableau p??riodique c??rium ← → pras??odyme n??odyme
Apparence
blanc gris??tre
Propri??t??s g??n??rales
Nom, symbole, nombre	pras??odyme, Pr, 59
Prononciation	/ p r eɪ z Je ə r?? ɪ m Je ə m / priez-zee-ə- DIM -ee-əm
??l??ment Cat??gorie	lanthanides
Groupe, p??riode, bloc	n / a, 6, fa
Poids atomique standard	140,90765
Configuration ??lectronique	[ Xe ] 4f 3 6s 2 2, 8, 18, 21, 8, 2
Histoire
D??couverte	Carl Auer von Welsbach (1885)
Propri??t??s physiques
Phase	solide
Densit?? (?? proximit?? rt)	6,77 g ?? cm -3
Liquid densit?? au mp	6,50 g ?? cm -3
Point de fusion	1208 K , 935 ?? C, 1715 ?? F
Point d'??bullition	3793 K, 3520 ?? C, 6368 ?? F
La chaleur de fusion	6,89 kJ ?? mol -1
Chaleur de vaporisation	331 kJ ?? mol -1
Capacit?? thermique molaire	27,20 J ?? mol -1 .K -1
La pression de vapeur
P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k ?? T (K) 1771 1973 (2227) (2571) (3054) (3779)
Propri??t??s atomiques
??tats d'oxydation	4, 3, 2 (mod??r??ment oxyde de base)
??lectron??gativit??	1,13 (??chelle de Pauling)
??nergies d'ionisation	1e: 527 kJ ?? mol -1
	2??me: 1020 kJ ?? mol -1
	3??me: 2086 kJ ?? mol -1
Rayon atomique	182 h
Rayon covalente	203 ?? 19 heures
Miscellan??es
Crystal structure	hexagonal
Ordre magn??tique	paramagn??tique
R??sistivit?? ??lectrique	( rt) (α, le poly) 0,700 μΩ ?? m
Conductivit?? thermique	12,5 W ?? m -1 ?? K -1
Dilatation thermique	( rt) (α, poly) 6,7 um / (m ?? K)
Vitesse du son (tige mince)	(20 ?? C) 2,280 m ?? s -1
Le module d'Young	(Formulaire de α) 37,3 GPa
Module de cisaillement	(Formulaire de α) 14,8 GPa
Module Bulk	(Formulaire de α) 28,8 GPa
Coefficient de Poisson	(Formulaire de α) 0,281
Duret?? Vickers	400 MPa
Duret?? Brinell	481 MPa
Num??ro de registre CAS	7440-10-0
La plupart des isotopes stables
Article d??taill??: Isotopes de pras??odyme
iso N / A demi-vie DM DE ( MeV) DP 141 Pr 100% 141 Pr est stable avec 82 neutrons 142 Pr syn 19,12 h β - 2,162 142 Nd ε 0,745 142 Ce 143 Pr syn 13,57 d β - 0,934 143 Nd

Le pras??odyme est un ??l??ment chimique de symbole Pr et le num??ro atomique 59. Pras??odyme est un doux, argent??, mall??able et ductile m??tallique dans la lanthanides groupe. Il est trop r??actif se trouve sous forme native, et quand il est pr??par?? artificiellement, il se d??veloppe lentement un rev??tement d'oxyde vert.

L'??l??ment a ??t?? nomm?? pour la couleur de son oxyde primaire. En 1841, le chimiste su??dois Carl Gustav Mosander extrait un r??sidu d'oxyde de terre rare qu'il a appel?? " didymium "d'un r??sidu qu'il a appel??" lantana, "?? son tour s??par?? de c??rium sels. En 1885, le chimiste autrichien Baron Carl Auer von Welsbach s??par?? didymium en deux sels de couleurs diff??rentes, qu'il nomma le pras??odyme et le n??odyme. Le nom vient de pras??odyme les prasios grecs (de πράσιος), vert signifie, et didymos (δίδυμος), jumeau.

Comme la plupart ??l??ments de terres rares, le pras??odyme forment plus facilement des ions trivalents Pr (III). Ce sont jaune-vert dans une solution d'eau et de diverses nuances de jaune-vert lorsqu'elle est incorpor??e dans des verres. Beaucoup d'utilisations industrielles de pras??odyme impliquent son utilisation pour filtrer la lumi??re jaune de sources lumineuses.

Caract??ristiques

Propri??t??s physiques

Pras??odyme est un doux, argent??, mall??able et ductile m??tallique dans la lanthanides groupe. Il est un peu plus r??sistant ?? la corrosion dans l'air que l'europium , le lanthane , le c??rium ou le n??odyme , mais elle d??velopper une verte rev??tement d'oxyde qui ??clats hors lorsqu'il est expos?? ?? l'air, exposant plus de m??tal ?? oxydation - un ??chantillon de un centim??tre du Pr oxyde compl??tement dans un an. Pour cette raison, le pras??odyme est habituellement stock?? sous une lumi??re une huile min??rale ou scell?? dans du verre.

Contrairement ?? d'autres m??taux des terres rares, qui montrent antiferromagn??tique et / ou ordre ferromagn??tique ?? basse temp??rature, Pr est paramagn??tique ?? toute temp??rature sup??rieure ?? 1 K.

Propri??t??s chimiques

Pras??odyme m??tal ternit lentement ?? l'air et br??le facilement ?? 150 ?? C pour former le pras??odyme (III, IV) de l'oxyde:

12 Pr + 11 O ₂ → 2 Pr ₆ O ₁₁

Pras??odyme est assez ??lectropositive et r??agit lentement avec l'eau froide et assez rapidement avec de l'eau chaude pour former de l'hydroxyde pras??odyme:

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

Pras??odyme m??tal r??agit avec tous les halog??nes:

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

2 Pr (s) + 3 Cl ₂ (g) → 2 PRCL ₃ (s) [vert]

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

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

Pras??odyme dilu?? dissout facilement dans l'acide sulfurique pour former des solutions contenant des ions Pr verts (III), qui existent en tant que [Pr (OH _{2)] 9} ³⁺ complexes:

2 Pr (s) + 3 H ₂ SO ₄ (aq) → 2 Pr ³⁺ (aq) + 3 SO 2-
4 (aq) + 3 H ₂ (g)

Compos??s

Dans ses compos??s, le pras??odyme se produit dans des ??tats d'oxydation 2, 3 et / ou 4. Pras??odyme (IV) est un oxydant fort, oxydant instantan??ment l'eau en oxyg??ne ??l??mentaire (O _2), ou l'acide chlorhydrique au chlore ??l??mentaire. Ainsi, en solution aqueuse, que l'??tat d'oxydation +3 est rencontr??. Pras??odyme sels (III) sont de couleur jaune-vert et, en solution, pr??sente un spectre d'absorption relativement simple dans la r??gion visible, avec une bande dans le jaune-orange sur 589-590 nm (ce qui co??ncide avec le doublet d'??mission de sodium), et trois bandes de la r??gion bleu / violet, ?? 444, 468 et 482 nm, environ. Ces positions varient l??g??rement avec le contre-ion. L'oxyde de pras??odyme, obtenue par l'allumage de sels tels que l'oxalate ou le carbonate dans l'air, est essentiellement de couleur noire (avec un soup??on de brun ou vert) et contient 3 et 4 pras??odyme dans un rapport quelque peu variable, en fonction de la conditions de formation. Sa formule est classiquement rendu comme Pr ₆ O _11.

D'autres compos??s de pras??odyme comprennent:

• Fluorures: PrF _2, PrF _3, PrF ₄
• Chlorures: PRCL ₃
• Bromures: PrBr _3, Pr ₂ Br ₅
• Iodures: PrI _2, PrI _3, Pr ₂ I ₅
• Oxydes: Pro _2, Pr ₂ O _3, Pr ₆ O ₁₁
• Sulfures: SRP, Pr ₂ S ₃
• Sulfates : Pr ₂ (SO _{4) 3}
• S??l??niures: PRSE
• Tellurures: PRTE, Pr ₂ Te ₃
• Nitrures: PRN

Isotopes

Naturellement, le pras??odyme se produisant est compos?? d'une stable isotope , le pras??odyme-141, qui est d'une utilisation dans RMN et Spectroscopie EPR. 38 des radio-isotopes ont ??t?? caract??ris??s, ?? ??tre plus stable pras??odyme-143 avec l'une demi-vie de 13,57 jours et le pras??odyme-142, avec une demi-vie de 19,12 heures. Tout le reste isotopes radioactifs ont des demi-vies qui sont moins de six heures, et la majorit?? d'entre eux ont des demi-vies qui sont moins de 10 minutes. Cet ??l??ment a aussi 15 isom??res nucl??aires, avec l'??tre pras??odyme-138m plus longue dur??e, le pras??odyme-134m, et le pras??odyme-142m. Les noyaux des isom??res nucl??aires existent dans un d??licat ??quilibre ou m??tastabilit?? due ?? au moins une ayant un nucl??on ??tat d'??nergie excit??.

Les isotopes de gamme de pras??odyme dans nombre de masse de 121 ?? 159. Le plus commun mode de 20 isotopes avec des nombres de masse inf??rieure ?? la isotope stable le plus abondant de d??croissance, le pras??odyme-141 est β ⁺ d??croissance, essentiellement formant isotopes de c??rium (58 protons) que produits de d??sint??gration. Le mode de d??croissance la plus courante pour 18 isotopes avec des nombres de masse plus ??lev??es que le pras??odyme-141 est β ^- d??croissance, formant principalement des isotopes de n??odyme (60 protons) que les produits de d??sint??gration.

Histoire

En 1839, Mosander extrait un oxyde qu'il appelle ??lantana?? (voir oxyde de lanthane), qui est l'oxyde de l'??l??ment nouvellement d??couvert lanthane , ?? partir d'un m??lange brut de c??rium nitrate. En 1841, Mosander a continu?? ?? montrer que "lantana" ??tait le plus fortement basique d'un m??lange de rares oxydes d'??l??ments de terres et a ??t?? le dernier ?? ??tre pr??cipit?? dans une solution d'acide lorsqu'on a ajout?? base, ou le premier ?? ??tre dissoute lorsque les oxydes mixtes ont ??t?? lessiv??s avec de l'acide dilu??. La terre rare moins base restante (s) a conserv?? la couleur ros??tre, et Mosander appel?? cette fraction restante " didymium. "En 1874, Par Teodor Cleve a conclu que didymium ??tait en fait deux ??l??ments, et en 1879, Lecoq de Boisbaudran isol?? une nouvelle terre, le samarium , de "didyme" obtenu ?? partir de la mati??re min??rale samarskite. Didymium brut contenait en fait trois ??l??ments, et en 1885, l' autrichienne baron chimiste Carl Auer von Welsbach s??par?? didymium en deux ??l??ments, le pras??odyme et le n??odyme , qui ont donn?? sels de diff??rentes couleurs .

Le nom vient de pras??odyme les grecs prasios (πράσιος), vert signifie, et didymos (δίδυμος), jumeau. Le pras??odyme est fr??quemment orthographi?? praseody n ium.

Leo Moser (fils de Ludwig Moser, fondateur de la Moser Verrerie dans ce qui est maintenant Karlovy Vary, en Boh??me, en R??publique tch??que, ?? ne pas confondre avec Leo Moser, un math??maticien) a enqu??t?? sur l'utilisation de pras??odyme dans la coloration de verre dans la fin des ann??es 1920. Le r??sultat ??tait un verre jaune-vert donn?? le nom "Prasemit". Cependant, une couleur similaire pourrait ??tre atteint avec des colorants co??tant qu'une fraction de minute de ce co??t de pras??odyme dans les ann??es 1920, tels que la couleur ne ??tait pas populaire, quelques pi??ces ont ??t?? faites, et des exemples sont maintenant extr??mement rare. Moser ??galement m??lang?? avec le pras??odyme n??odyme pour produire du verre "Heliolite" ("Heliolit" en allemand ), qui a ??t?? plus largement accept??e. Le premier durable utilisation commerciale de pras??odyme purifi??, qui se poursuit aujourd'hui, est sous la forme d'une tache jaune-orange pour la c??ramique, "Pras??odyme Jaune", qui est une solution solide de pras??odyme dans le le silicate de zirconium (zircon) treillis. Cette tache a aucune trace de vert en elle. En revanche, au suffisamment fortes charges, le verre de pras??odyme est nettement vertes, plut??t que jaune pur.

En utilisant des m??thodes classiques de s??paration, le pras??odyme ??tait toujours difficile ?? purifier. Beaucoup moins abondant que le lanthane et le n??odyme dont il ??tait s??par?? (c??rium ayant depuis longtemps ??t?? enlev?? par chimie redox), le pras??odyme fini par ??tre dispers??es dans un grand nombre de fractions, et les rendements de produit purifi?? r??sultant ??tait faible. Pras??odyme a toujours ??t?? une terre rare dont l'approvisionnement a d??pass?? la demande. Cela a parfois conduit ?? son ??tre offert plus cher que le n??odyme beaucoup plus abondante. Ind??sirable en tant que tel, bien pras??odyme a ??t?? commercialis?? sous forme de m??lange avec le lanthane et le c??rium, ou ??LCP?? pour les premi??res lettres de chacun des constituants, pour une utilisation dans le remplacement des m??langes de lanthanides traditionnels qui ont ??t?? fabriqu??s ?? partir de moindre co??t monazite ou bastn??site. LCP est ce qui reste de ces m??langes, apr??s la n??odyme souhaitable, et tous les lanthanides lourds, plus rares et les plus pr??cieux ont ??t?? enlev??s, par extraction au solvant. Cependant, comme la technologie progresse, il a ??t?? trouv?? que le pras??odyme peut ??tre incorpor?? dans le n??odyme-fer-bore aimants, ??tendant ainsi la fourniture de la forte demande n??odyme. Donc LC commence ?? remplacer LCP en cons??quence.

Dans les ann??es 1930, il a ??t?? trouv?? (Beck) que le dioxyde de pras??odyme peut ??tre pr??cipit?? ?? partir de KOH / NaOH en fusion eutectique, par oxydation par ??lectrochimie ou par le chlorate de sodium. Ceci a form?? la base d'une m??thode de purification de laboratoire ?? petite ??chelle.

Monazite

Occurrence

Pras??odyme se produit en petites quantit??s dans la cro??te terrestre (9,5 ppm). On le trouve dans les minerais de terres rares monazite et bastn??site, qui comprend typiquement d'environ 5% des lanthanides qu'il contient, et peut ??tre r??cup??r?? ?? partir de ces minerais par une processus d'??change d'ions, ou par ?? contre-courant d'extraction par solvant. Misch m??tal, utilis?? dans la fabrication des briquets, historiquement contenait environ 5% pras??odyme m??tal.

Pras??odyme repr??sente une moyenne de 8 parties par million de terre de poids sec, si la concentration des ??l??ments, il peut ??tre aussi bas que 1 partie par million ou aussi haut que 15 parties par million. Pras??odyme constitue une partie par billion de l'eau de mer . Il n'y a presque pas de pras??odyme dans l'atmosph??re.

Applications

Verre pras??odyme couleur

Utilisations de pras??odyme:

• Comme agent d'alliage avec le magn??sium pour cr??er des m??taux ?? haute r??sistance qui sont utilis??s dans moteurs d'avions.

• Pras??odyme constitu?? de 5 pour cent de la version traditionnelle de mischmetal.
• Le pras??odyme est pr??sent dans le m??lange de terre rare dont le fluorure est au c??ur de lampes ?? arc de carbone qui sont utilis??s dans la industrie cin??matographique pour ??clairage de studio et feux de projecteur.
• Pras??odyme compos??s donnent des lunettes et ??maux de couleur jaune.
• Pras??odyme est utilis?? pour colorer zircone cubique jaune-vert, pour simuler le min??ral p??ridot.
• Le pras??odyme est un composant de verre de didyme, qui est utilis?? pour fabriquer certains types de soudeur s 'et Souffleur de verre de lunettes de protection.
• Cristaux de silicate dop?? avec des ions de pras??odyme ont ??t?? utilis??es pour ralentir une impulsion de lumi??re vers le bas pour quelques centaines de m??tres par seconde.
• Pras??odyme alli?? avec du nickel (PrNi ₅₎ a une telle forte effet magn??tocalorique qu'il a permis aux scientifiques de se approcher ?? moins d'un milli??me de degr?? de z??ro absolu .
• Le dopage dans le pras??odyme verre fluor?? lui permet d'??tre utilis?? en tant que fibre monomodale Amplificateur optique.
• L'oxyde de pras??odyme en solution solide avec l'oxyde de c??rium, ou avec ceria- la zircone, ont ??t?? utilis??s comme oxydation des catalyseurs .
• Moderne ferrocerium Firesteel, produits commun??ment appel??s " silex ", utilis?? dans les briquets, les gr??vistes de la torche", "allume-feu de silex et de l'acier, etc., contient environ 4% pras??odyme.

Pr??cautions

Comme tous les m??taux des terres rares, le pras??odyme est de toxicit?? faible ?? mod??r??e. Pras??odyme a pas connu r??le biologique.