Praseodym

chemický prvek s atomovým číslem 59

Praseodym (chemická značka Pr, latinsky Praseodymium) je měkký, stříbřitě bílý, přechodný kovový prvek, třetí člen skupiny lanthanoidů. Hlavní uplatnění nalézá v metalurgickém průmyslu při výrobě speciálních slitin anebo jejich deoxidaci a je složkou skel se zvláštními vlastnostmi.

Praseodym
  [Xe] 4f3 6s2
  Pr
59
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
↓ Periodická tabulka ↓
Praseodym

Praseodym

Obecné
Název, značka, číslo Praseodym, Pr, 59
Cizojazyčné názvy lat. Praseodymium
Skupina, perioda, blok 6. perioda, blok f
Chemická skupina Lanthanoidy
Identifikace
Registrační číslo CAS
Atomové vlastnosti
Relativní atomová hmotnost 140,90765(2)
Atomový poloměr 1,85 Å (185 pm) pm
Elektronová konfigurace [Xe] 4f3 6s2
Elektronegativita (Paulingova stupnice) 1,13
Ionizační energie
První 527 kJ/mol
Druhá 1020 kJ/mol
Třetí 2086 kJ/mol
Mechanické vlastnosti
Hustota 6,77 g/cm3;
Hustota při teplotě tání: 6,50 g/cm3
Skupenství Pevné
Termodynamické vlastnosti
Teplota tání 935 °C (1 208,15 K)
Teplota varu 3520 °C (3 793,15 K)
Skupenské teplo tání 6,89 kJ/mol
Skupenské teplo varu 331 kJ/mol
Elektromagnetické vlastnosti
Bezpečnost
GHS02 – hořlavé látky
GHS02
GHS07 – dráždivé látky
GHS07
[1]
Nebezpečí[1]
I V (%) S T1/2 Z E (MeV) P

{{{izotopy}}}

Není-li uvedeno jinak, jsou použity
jednotky SI a STP (25 °C, 100 kPa).
Cer Pr Neodym

Pa

Základní fyzikálně-chemické vlastnosti

editovat

Praseodym je stříbřitě bílý, měkký přechodný kov.

Chemicky je praseodym méně reaktivní, než například cer nebo europium, ale přesto se při styku se vzdušným kyslíkem pokrývá zelenou vrstvičkou oxidu praseodymitého (Pr2O3), který jej chrání před další oxidací. Proto se obvykle uchovává pod vrstvou organické kapaliny (nafta, petrolej), která jej od povrchové oxidace chrání.

vodou reaguje praseodym po zahřátí, za vzniku plynného vodíku. Snadno se rozpouští v běžných minerálních kyselinách. Ve sloučeninách se vyskytuje především v mocenství Pr+3 a jeho soli mají obvykle zelenou barvu. V literatuře byly popsány i soli Pr+4, které jsou však mimořádně nestálé a rychle přecházejí do trojmocného stavu.

Chemické vlastnosti jeho solí jsou značně podobné sloučeninám ostatních lanthanoidů a hliníku. Všechny tyto prvky tvoří například vysoce stabilní oxidy, které nereagují s vodou a jen velmi obtížně se redukují. Ze solí anorganických kyselin jsou důležité především fluoridy a fosforečnany, jejich nerozpustnost ve vodě se používá k oddělení lanthanoidů od jiných kovových iontů. Další nerozpustnou sloučeninou je šťavelan, který je možné použít ke gravimetrickému stanovení těchto prvků po jejich vzájemné separaci.

Historie

editovat

Na počátku objevu prvku praseodym stál omyl. V roce 1841 izoloval chemik Mosander při čištění lanthanu novou látku, o níž se domníval, že se jedná o samostatný prvek a nazval jej didymium.

Teprve roku 1874 Per Teodor Cleve zveřejnil názor, že se ve skutečnosti jedná o dva samostatné chemické prvky. K jejich skutečné izolaci došlo až v roce 1885, kdy rakouský chemik, baron Carl Auer von Welsbach, rozdělil didymium na praseodym a neodym a získal jejich soli, lišící se vzájemně barvou.

Jméno praseodym má základ v řeckém slově prasinos (πράσινος) – zelený a didymos (δίδυμος) – dvojitý.

Výskyt a výroba

editovat

Praseodym je v zemské kůře obsažen v koncentraci asi 5,5–8,2 mg/kg, o jeho obsahu v mořské vodě údaje chybí. Ve vesmíru připadá jeden atom praseodymu na 300 miliard atomů vodíku.

V přírodě se praseodym vyskytuje pouze ve formě sloučenin. Neexistují však ani minerály, v nichž by se některé lanthanoidy (prvky vzácných zemin) vyskytovaly samostatně, ale vždy se jedná o minerály směsné, které obsahují prakticky všechny prvky této skupiny. Mezi nejznámější patří monazity (Ce, La, Th, Nd, Y)PO4 a xenotim, chemicky fosforečnany lanthanoidů a dále bastnäsity (Ce, La, Y)CO3F– směsné flourouhličitany prvků vzácných zemin.

Velká ložiska těchto rud se nalézají ve Skandinávii, USA, Číně a Vietnamu. Významným zdrojem jsou i fosfátové suroviny – apatity z poloostrova Kola v Rusku.

Při průmyslové výrobě vzácných prvků se jejich rudy nejprve louží směsí kyseliny sírové a chlorovodíkové a ze vzniklého roztoku solí se přídavkem hydroxidu sodného vysráží hydroxidy.

Separace jednotlivých prvků se provádí řadou různých postupů – kapalinovou extrakcí, za použití ionexových kolon nebo selektivním srážením nerozpustných komplexních solí.

Příprava čistého kovu se obvykle provádí redukcí solí kovovým vápníkem. Redukci fluoridu praseodymitého popisuje rovnice:

2 PrF3 + 3 Ca → 2 Pr + 3 CaF2

Použití a sloučeniny

editovat

Vzhledem k velmi podobným vlastnostem praseodymu a neodymu a nákladnosti jejich separace se v praxi používá velmi často směs obou prvků, zvaná didymium.

Základní průmyslové využití nalézá praseodym v metalurgii.

  • Jeho vysoká afinita ke kyslíku se uplatní při odkysličování tavenin kovů (přidává se didym společně s cerem a lanthanem).
  • Přídavky praseodymu do slitin hořčíku zvyšují jejich pevnost a mechanickou odolnost a tyto slitiny nacházejí uplatnění v leteckém a kosmickém průmyslu.

Ve sklářském a keramickém průmyslu se přídavky oxidu praseodymu do skloviny nebo glazury dociluje jejich žlutého zbarvení.

Obloukové lampy, sloužící především jako světelné zdroje při natáčení filmů mívají často elektrody ze slitin s obsahem praseodymu.

Reference

editovat
  1. a b Praseodymium. pubchem.ncbi.nlm.nih.gov [online]. PubChem [cit. 2021-05-24]. Dostupné online. (anglicky) 

Literatura

editovat
  • Cotton F.A., Wilkinson J.:Anorganická chemie, souborné zpracování pro pokročilé, ACADEMIA, Praha 1973
  • Holzbecher Z.:Analytická chemie, SNTL, Praha 1974
  • Dr. Heinrich Remy, Anorganická chemie 1. díl, 1. vydání 1961
  • N. N. Greenwood – A. Earnshaw, Chemie prvků 1. díl, 1. vydání 1993 ISBN 80-85427-38-9

Externí odkazy

editovat