What is Praséodyme?
Praséodyme (symbol Pr) is element 59 on the periodic table, a lanthanide 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.
Structure
Ce n’est pas un diagramme de points sur des anneaux — c’est un échantillon de Monte-Carlo de la masse volumique de probabilité réelle |ψ|² pour chaque sous-couche occupée. Faites glisser pour faire pivoter. Le bleu et le violet indiquent les signes opposés de la fonction d’onde, ce qui rend la liaison possible.
Valeurs mesurées
Chaque barre montre où se situe praséodyme parmi les 118 éléments pour cette propriété.
Sources : masses atomiques standard de l’IUPAC 2021 · CRC Handbook of Chemistry and Physics · NIST. Les valeurs marquées ~ sont prédites et non mesurées.
Taille, à l’échelle
Radius 182 pm — that is 0.182 nm, so about 2747 million of them side by side would span a millimetre.
Plage thermique
Praséodyme is liquid over a 2585 K window, from 1208 K to 3793 K.
L’histoire
A rare earth that colours welder's goggles and, alloyed with neodymium, makes formidable magnets.
Carl Auer von Welsbach, chimiste et inventeur autrichien, étudiait le didyme – un élément supposé qui intriguait les scientifiques depuis des décennies. Grâce à la technique récemment mise au point de la cristallisation fractionnée, il soupçonna que le didyme n’était pas un élément unique.
Au terme d’expériences de cristallisation minutieuses, Welsbach parvint à séparer le didyme en deux éléments distincts. Le processus nécessita des centaines de recristallisations et plusieurs mois de travail.
Welsbach nomma l’un des éléments « praséodyme », d’après les mots grecs « prasios » (vert) et « didymos » (jumeau), en référence à ses sels verts et à sa relation de jumeau avec le néodyme, qu’il découvrit simultanément.
Pendant plus de 40 ans, les scientifiques étudièrent le « didyme », pensant qu’il s’agissait d’un élément unique. Le mystère commença en 1841, lorsque Carl Mosander le sépara pour la première fois du cérium. L’avancée décisive survint lorsque Welsbach appliqua la spectroscopie systématique à l’étude des propriétés de l’élément supposé.
« Le spectroscope révéla des raies qui ne pouvaient pas appartenir à un seul élément – l’énigme du didyme était enfin résolue. »
— Carl Auer von Welsbach, 1885
Carl Auer von Welsbach ne fut pas seulement un découvreur, mais aussi un inventeur dont les travaux transformèrent la vie quotidienne :
La séparation du praséodyme et du néodyme par Welsbach démontra qu’une chimie analytique rigoureuse pouvait révéler la complexité cachée de la nature. Ses techniques devinrent la base de la séparation de tous les éléments des terres rares.
Bien que Welsbach ait reçu de nombreuses distinctions au cours de sa vie, notamment le titre de baron conféré par l’empereur d’Autriche, ses contributions à la chimie des terres rares sont souvent négligées. Les industries modernes de haute technologie doivent leur existence à ses découvertes fondamentales.
Applications
Le praséodyme est le « maître des couleurs » de la famille des terres rares, produisant les teintes vertes les plus éclatantes dans la science des matériaux. Sa structure électronique unique le rend central dans les applications optiques et magnétiques.
Le jaune-vert de praséodyme est l’un des colorants les plus stables et les plus éclatants connus de la science. Contrairement aux colorants organiques qui se décolorent, le praséodyme conserve sa couleur brillante pendant des siècles. Il est utilisé pour :
Le praséodyme joue un rôle essentiel dans la fabrication des aimants permanents les plus puissants au monde :
Les propriétés optiques uniques du praséodyme le rendent essentiel pour :
Les prix du praséodyme sont très volatils en raison de l’offre limitée et de la demande croissante de l’industrie des véhicules électriques. Une voiture électrique classique nécessite 200-600 grammes de praséodyme dans ses différents composants.
D’où il vient
9.2 mg/kg of Earth's crust · more abundant than 68% of elements
Le praséodyme est l’un des éléments des terres rares les moins abondants, représentant seulement environ 5 % de la teneur totale en lanthanides des gisements de minerai. Bien qu’il soit « rare », il est tout de même plus abondant que l’argent ou le mercure.
Formule chimique : (Ce,La,Pr,Nd)CO₃F
Teneur en Pr : 4-6 %
Source principale : Mountain Pass (USA), Bayan Obo (Chine)
Formule chimique : (Ce,La,Nd,Th)PO₄
Teneur en Pr : 3-5 %
Présente dans : les gisements de sable de plage, les mines alluvionnaires
Formule chimique : YPO₄ (avec substitution du Pr)
Teneur en Pr : 1-3 %
Source spécialisée : sables à minéraux lourds
Le praséodyme se forme dans des complexes de carbonatites et des intrusions magmatiques alcalines par différenciation magmatique extrême. L’élément se concentre lors des processus de cristallisation à un stade avancé, souvent associé à des fluides riches en fluor.
L’efficacité du recyclage est actuellement faible (5-10 %), mais elle s’améliore rapidement en raison de la hausse des prix et des préoccupations liées à l’approvisionnement.
Le praséodyme est exposé à d’importantes vulnérabilités de la chaîne d’approvisionnement en raison de la concentration géographique de la production et de la difficulté technique à le séparer des autres éléments des terres rares. Le traitement nécessite des techniques sophistiquées de séparation chimique.
Manipulation
Les composés du praséodyme nécessitent une manipulation prudente en raison des risques de sensibilisation des voies respiratoires et de la peau, ainsi que des risques d’incendie sous forme métallique.
Praséodyme métallique : très pyrophorique lorsqu’il est finement divisé.
Utiliser un extincteur de classe D ou du sable sec. Évacuer la zone. Ne jamais utiliser d’eau – cela provoque une réaction violente.
Amener immédiatement la personne à l’air frais. Surveiller l’apparition d’effets respiratoires retardés. Consulter un médecin.
Rincer à l’eau propre pendant 15 minutes. Maintenir les paupières ouvertes. Retirer les lentilles si cela peut être fait sans danger.
Laver soigneusement à l’eau et au savon. Retirer immédiatement les vêtements contaminés.
Écotoxicité : les composés du praséodyme peuvent être toxiques pour la vie aquatique. Éviter tout rejet dans les cours d’eau et les sols. Éliminer uniquement par l’intermédiaire d’installations agréées pour les déchets dangereux.
Réponses rapides
Praséodyme (symbol Pr) is element 59 on the periodic table, a lanthanide 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.
[Xe] 4f³ 6s², giving 6 occupied shells holding 2, 8, 18, 21, 8, 2 electrons respectively.Praséodyme melts at 1208 K (934.9 °C) and boils at 3793 K (3519.9 °C).
The standard atomic weight of Praséodyme is 140.908 u. That is a weighted average across its naturally occurring isotopes, which is why it is rarely a whole number.
Praséodyme has a density of 6.77 g/cm³. Water is 1.0 g/cm³, so a block of praséodyme is about 6.8× heavier.
Praséodyme 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.
Praséodyme was discovered in 1885 by Carl Auer von Welsbach. It is named after greek prasios didymos, "green twin".
Praséodyme makes up about 9.2 mg/kg of the Earth's crust — uncommon, but not rare.