59 Pr Praseodimio 140.908
Lantánido f-block Period 6

Praseodimio

Pr · Element 59

A rare earth that colours welder's goggles and, alloyed with neodymium, makes formidable magnets.

ESTADO A 20°C sólido
MASA ATÓMICA 140.908 u
ELECTRON CONFIGURATION [Xe] 4f³ 6s²

Estructura

El átomo de praseodimio

No es un diagrama de puntos sobre anillos, sino una muestra de Monte Carlo de la densidad de probabilidad real |ψ|² para cada subcapa ocupada. Arrastra para girar. El azul y el violeta indican signos opuestos de la función de onda, lo que hace posible el enlace químico.

Nube orbital

Valores medidos

Ficha de propiedades

Cada barra muestra dónde se sitúa praseodimio entre los 118 elementos para esa propiedad.

Físico

Densidad 6.77 g/cm³ 38%
Punto de Fusión 1208 K 54%
Punto de Ebullición 3793 K 81%
calor específico 0.193 J/g·K
Conductividad Térmica 12.5 W/m·K 33%

Atómico

Radio Atómico 182 pm 70%
radio covalente 203 pm
radio de Van der Waals 239 pm

Electrónico

Electronegatividad 1.13 14%
energía de ionización 526.8 kJ/mol 10%
Afinidad Electrónica 10.5 kJ/mol 12%

Presencia

Abundancia en la corteza 9.2 mg/kg 68%

Identidad

SímboloPr
Número atómico59
Masa atómica140.9077 u
CategoríaLantánido
Bloquef
Estructura cristalinahexagonal
Estados de oxidación+3, +4
Descubrimiento1885
Descubierto porCarl Auer von Welsbach

Fuentes: pesos atómicos estándar de la IUPAC de 2021 · CRC Handbook of Chemistry and Physics · NIST. Los valores marcados con ~ son predichos y no medidos.

Tamaño, a escala

How big is a praseodimio atom?

Radius 182 pm — that is 0.182 nm, so about 2747 million of them side by side would span a millimetre.

Intervalo térmico

Solid, liquid, gas — and when

Praseodimio is liquid over a 2585 K window, from 1208 K to 3793 K.

Dónde se encuentra

Posición en la tabla

Praseodimio sits in the lanthanide series, printed below the main grid.

OTHER LANTÁNIDOS

All lantánidos

La historia

Qué es praseodimio y cómo lo descubrimos

A rare earth that colours welder's goggles and, alloyed with neodymium, makes formidable magnets.

The discovery of praseodimio

La historia del descubrimiento

1885 - La conexión austriaca

Carl Auer von Welsbach, químico e inventor austriaco, estudiaba el didimio, un supuesto elemento que había desconcertado a los científicos durante décadas. Mediante la técnica recién desarrollada de cristalización fraccionada, sospechó que el didimio no era un solo elemento.

La gran separación

Mediante laboriosos experimentos de cristalización, Welsbach logró separar el didimio en dos elementos distintos. El proceso requirió cientos de recristalizaciones y tardó meses en completarse.

El «gemelo verde»

Welsbach llamó a uno de los elementos «praseodimio», a partir de las palabras griegas «prasios» (verde) y «didymos» (gemelo), en referencia a sus sales verdes y a su relación gemela con el neodimio, que descubrió simultáneamente.

El misterio del didimio

Durante más de 40 años, los científicos estudiaron el «didimio» creyendo que era un solo elemento. El misterio comenzó en 1841, cuando Carl Mosander lo separó por primera vez del cerio. El avance llegó cuando Welsbach aplicó la espectroscopia sistemática para estudiar las propiedades del supuesto elemento.

«El espectroscopio reveló líneas que no podían pertenecer a un solo elemento: el enigma del didimio quedó finalmente resuelto.»

— Carl Auer von Welsbach, 1885

Innovaciones de Welsbach

Carl Auer von Welsbach no fue solo un descubridor, sino también un inventor cuyo trabajo cambió la vida cotidiana:

  • Camisas de gas: Inventó la camisa incandescente de gas utilizando óxidos de tierras raras
  • Piedras de encendedor: Desarrolló la aleación de cerio y hierro que todavía se utiliza en los encendedores
  • Bombillas incandescentes: Mejoró los filamentos de wolframio para la iluminación eléctrica

Impacto científico

La separación del praseodimio y el neodimio realizada por Welsbach demostró que una química analítica cuidadosa podía revelar la complejidad oculta de la naturaleza. Sus técnicas se convirtieron en la base para separar todos los elementos de tierras raras.

Reconocimiento y legado

Aunque Welsbach recibió numerosos honores durante su vida, incluido el nombramiento como barón por parte del emperador austriaco, sus contribuciones a la química de las tierras raras suelen pasar desapercibidas. Las industrias modernas de alta tecnología deben su existencia a sus descubrimientos fundamentales.

Aplicaciones

Para qué se utiliza praseodimio

Aplicaciones industriales avanzadas

El praseodimio es el «maestro del color» de la familia de las tierras raras y produce los colores verdes más vibrantes en la ciencia de los materiales. Su estructura electrónica única lo hace central en aplicaciones ópticas y magnéticas.

Coloración de vidrio y cerámica

El amarillo verdoso de praseodimio es uno de los colorantes más estables y vibrantes conocidos por la ciencia. A diferencia de los tintes orgánicos, que se decoloran, el praseodimio conserva su color brillante durante siglos. Se utiliza en:

  • Vidrio arquitectónico de alta gama para edificios emblemáticos
  • Vidrio artístico y vidrieras para iglesias y museos
  • Cerámicas especiales para vajillas de lujo
  • Gafas protectoras para soldadores y trabajadores del vidrio

Materiales magnéticos

El praseodimio es fundamental para fabricar los imanes permanentes más potentes del mundo:

  • Imanes de neodimio-praseodimio-hierro-boro (NdPrFeB) - más potentes que los imanes de neodimio puro
  • Motores de vehículos eléctricos (Tesla, Nissan Leaf, Chevy Bolt)
  • Generadores de turbinas eólicas para energías renovables
  • Actuadores de discos duros para el almacenamiento de datos
  • Imanes de máquinas de resonancia magnética para diagnóstico por imagen

Tecnología de iluminación y pantallas

Las propiedades ópticas únicas del praseodimio lo hacen esencial para:

  • Fósforos en sistemas de iluminación energéticamente eficientes
  • Cristales láser para corte industrial y procedimientos médicos
  • Amplificadores ópticos en comunicaciones por fibra óptica
  • Filtros especializados para fotografía y astronomía

Aplicaciones de alta tecnología

  • Investigación en computación cuántica - bits cuánticos magnéticos
  • Materiales superconductores para la transmisión de energía
  • Componentes de reactores nucleares para la detección de neutrones
  • Aleaciones especiales para aplicaciones aeroespaciales

Aplicaciones cotidianas

Tecnología automotriz

  • Imanes de motores de vehículos eléctricos (Prius, Model S)
  • Generadores de vehículos híbridos
  • Sistemas avanzados de faros
  • Sensores de control del motor
  • Componentes de convertidores catalíticos

Electrónica de consumo

  • Imanes de discos duros de ordenador
  • Imanes de altavoces de teléfonos inteligentes
  • Transductores de auriculares de alta gama
  • Elementos de lentes de cámaras
  • Componentes de consolas de videojuegos

Energías renovables

  • Generadores de turbinas eólicas
  • Sistemas de seguimiento de paneles solares
  • Sistemas de almacenamiento de energía
  • Componentes de redes eléctricas inteligentes
  • Motores de bicicletas eléctricas

Decoración y arte

  • Vidrio artístico y esculturas
  • Vajillas de cerámica de lujo
  • Elementos arquitectónicos de vidrio
  • Coloración de joyas y piedras preciosas
  • Ventanales de vidrieras

Equipos profesionales

  • Gafas de seguridad para soldadura
  • Instrumentos científicos
  • Dispositivos ópticos de precisión
  • Sistemas láser industriales
  • Equipos analíticos

Dinámica del mercado

Los precios del praseodimio son muy volátiles debido a la oferta limitada y a la creciente demanda de la industria de los vehículos eléctricos. Un automóvil eléctrico típico requiere entre 200 y 600 gramos de praseodimio en sus diversos componentes.

De dónde procede

Presencia natural

9.2 mg/kg of Earth's crust · more abundant than 68% of elements

Distribución natural

El praseodimio es uno de los elementos de tierras raras menos abundantes y constituye solo aproximadamente el 5 % del contenido total de lantánidos en los yacimientos minerales. A pesar de ser «raro», ¡sigue siendo más abundante que la plata o el mercurio.

Estadísticas de abundancia

  • Corteza terrestre: 9,2 partes por millón (ppm)
  • Clasificación: 39.º elemento más abundante
  • Agua oceánica: 6,4 × 10⁻⁷ ppm
  • Distribución de tierras raras: 5 % del total de lantánidos

Principales fuentes minerales

Bastnasita

Fórmula química: (Ce,La,Pr,Nd)CO₃F
Contenido de Pr: 4-6 %
Fuente principal: Mountain Pass (EE. UU.), Bayan Obo (China)

Monacita

Fórmula química: (Ce,La,Nd,Th)PO₄
Contenido de Pr: 3-5 %
Se encuentra en: Yacimientos de arena de playa, minas de placeres

Xenotima

Fórmula química: YPO₄ (con sustitución de Pr)
Contenido de Pr: 1-3 %
Fuente especializada: Arenas de minerales pesados

Producción mundial

  • China: 85 % de la producción mundial (Mongolia Interior, Jiangxi)
  • Estados Unidos: Mina Mountain Pass (renacimiento de las tierras raras)
  • Australia: Proyecto Mount Weld (capacidad en desarrollo)
  • India: Operaciones de arena de playa en Orissa y Kerala
  • Brasil: Complejos alcalinos de Minas Gerais
  • Sudáfrica: Mina Steenkampskraal (potencial)

Formación geológica

El praseodimio se forma en complejos de carbonatita e intrusiones ígneas alcalinas mediante una diferenciación magmática extrema. El elemento se concentra durante los procesos de cristalización en etapas tardías, a menudo asociado con fluidos ricos en flúor.

Fuentes de reciclaje

  • Imanes fuera de uso de discos duros y motores
  • Residuos de fabricación de la producción de imanes
  • Reciclaje de dispositivos electrónicos (altavoces, sensores)
  • Recuperación de componentes automotrices de vehículos híbridos

La eficiencia del reciclaje es actualmente baja (5-10 %), pero mejora rápidamente debido al aumento de los precios y a las preocupaciones sobre el suministro.

Desafíos de la cadena de suministro

El praseodimio afronta importantes vulnerabilidades en la cadena de suministro debido a la concentración geográfica de la producción y a la dificultad técnica de separarlo de otros elementos de tierras raras. El procesamiento requiere técnicas sofisticadas de separación química.

Manejo

Seguridad

Información de seguridad

Nivel de peligro moderado

Los compuestos de praseodimio requieren una manipulación cuidadosa debido a los riesgos de sensibilización respiratoria y cutánea, además del peligro de incendio en su forma metálica.

Peligros de incendio y reactividad

Praseodimio metálico: ¡Altamente pirofórico cuando está finamente dividido.

  • Puede inflamarse espontáneamente en el aire a temperatura ambiente
  • Reacciona violentamente con el agua y produce gas hidrógeno
  • Almacenar bajo aceite mineral o en una atmósfera inerte
  • Se requiere un extintor de incendios de clase D (¡nunca usar agua!)

Riesgos para la salud respiratoria

  • Exposición aguda: Irritación de las vías respiratorias, tos
  • Exposición crónica: Posible neumoconiosis (cicatrización pulmonar)
  • Sensibilización: Puede causar reacciones alérgicas en personas sensibles
  • Protección: Usar respiradores aprobados por NIOSH con filtros P100

Contacto con la piel y los ojos

  • Piel: Puede causar irritación y sensibilización
  • Ojos: Irritación grave y posible daño corneal
  • Absorción: La absorción cutánea es limitada, pero debe evitarse el contacto prolongado
  • EPI: Se requieren guantes de nitrilo y gafas de seguridad de cobertura total

Respuesta ante emergencias

Incendio del metal

Usar un extintor de clase D o arena seca. Evacuar la zona. Nunca usar agua: ¡provoca una reacción violenta.

Inhalación

Trasladar inmediatamente a la persona al aire fresco. Vigilar posibles efectos respiratorios tardíos. Buscar atención médica.

Contacto con los ojos

Enjuagar con agua limpia durante 15 minutos. Mantener los párpados abiertos. Retirar las lentes de contacto si se puede hacer de forma segura.

Contacto con la piel

Lavar minuciosamente con agua y jabón. Retirar inmediatamente la ropa contaminada.

Almacenamiento y manipulación

  • Forma metálica: Almacenar bajo aceite mineral en recipientes sellados e inertes
  • Compuestos: Almacenar en un lugar fresco y seco, alejado de ácidos y humedad
  • Materiales incompatibles: Ácidos fuertes, oxidantes y agua
  • Ventilación: Usar ventilación por extracción local durante la manipulación

Impacto ambiental

Ecotoxicidad: Los compuestos de praseodimio pueden ser tóxicos para la vida acuática. Evitar su liberación a cursos de agua y al suelo. Desecharlos únicamente a través de instalaciones autorizadas para residuos peligrosos.

Equipos especiales de manipulación

  • Cajas de guantes con atmósfera inerte para manipular el metal
  • Equipos eléctricos a prueba de explosiones en las zonas de trabajo
  • Duchas de emergencia y estaciones lavaojos cercanas
  • Extintores de clase D disponibles de inmediato

Respuestas rápidas

Preguntas frecuentes sobre Praseodimio

What is Praseodimio?

Praseodimio (symbol Pr) is element 59 on the periodic table, a lantánido in period 6. A rare earth that colours welder's goggles and, alloyed with neodymium, makes formidable magnets. At room temperature it is a solid.

What is the electron configuration of Praseodimio?

Praseodimio's ground-state electron configuration is [Xe] 4f³ 6s², giving 6 occupied shells holding 2, 8, 18, 21, 8, 2 electrons respectively.

What are the melting and boiling points of Praseodimio?

Praseodimio melts at 1208 K (934.9 °C) and boils at 3793 K (3519.9 °C).

What is the atomic mass of Praseodimio?

The standard atomic weight of Praseodimio is 140.908 u. That is a weighted average across its naturally occurring isotopes, which is why it is rarely a whole number.

How dense is Praseodimio?

Praseodimio has a density of 6.77 g/cm³. Water is 1.0 g/cm³, so a block of praseodimio is about 6.8× heavier.

What is the electronegativity of Praseodimio?

Praseodimio has a Pauling electronegativity of 1.13. The scale runs from 0.70 (francium, the least greedy for electrons) to 3.98 (fluorine, the most). A value this low means it readily gives its outer electrons away, forming positive ions.

Who discovered Praseodimio, and when?

Praseodimio was discovered in 1885 by Carl Auer von Welsbach. It is named after greek prasios didymos, "green twin".

How common is Praseodimio on Earth?

Praseodimio makes up about 9.2 mg/kg of the Earth's crust — uncommon, but not rare.