What is Praseodimio?
Praseodimio (symbol Pr) is element 59 on the periodic table, a lantanoide 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.
Struttura
Non è un diagramma di punti su anelli, ma un campionamento Monte Carlo della densità di probabilità effettiva |ψ|² per ogni sottolivello occupato. Trascinate per ruotare. Il blu e il viola indicano segni opposti della funzione d'onda, rendendo possibile il legame.
Valori misurati
Ogni barra mostra dove si colloca praseodimio tra tutti i 118 elementi per quella proprietà.
Fonti: masse atomiche standard IUPAC 2021 · CRC Handbook of Chemistry and Physics · NIST. I valori contrassegnati da ~ sono predetti anziché misurati.
Dimensioni, in scala
Radius 182 pm — that is 0.182 nm, so about 2747 million of them side by side would span a millimetre.
Intervallo termico
Praseodimio is liquid over a 2585 K window, from 1208 K to 3793 K.
La storia
A rare earth that colours welder's goggles and, alloyed with neodymium, makes formidable magnets.
Carl Auer von Welsbach, chimico e inventore austriaco, stava studiando il didimio, un presunto elemento che aveva lasciato per decenni perplessi gli scienziati. Utilizzando la tecnica di cristallizzazione frazionata, sviluppata di recente, sospettò che il didimio non fosse un unico elemento.
Attraverso laboriosi esperimenti di cristallizzazione, Welsbach riuscì a separare il didimio in due elementi distinti. Il processo richiese centinaia di ricristallizzazioni e mesi per essere completato.
Welsbach chiamò uno degli elementi "praseodimio", dalle parole greche "prasios" (verde) e "didymos" (gemello), riferendosi ai suoi sali verdi e al rapporto di gemellarità con il neodimio, che scoprì contemporaneamente.
Per oltre 40 anni, gli scienziati avevano studiato il "didimio", pensando che fosse un unico elemento. Il mistero ebbe inizio nel 1841, quando Carl Mosander lo separò per la prima volta dal cerio. La svolta arrivò quando Welsbach applicò la spettroscopia sistematica allo studio delle proprietà del presunto elemento.
"Lo spettroscopio rivelò righe che non potevano appartenere a un unico elemento: il mistero del didimio era finalmente risolto."
— Carl Auer von Welsbach, 1885
Carl Auer von Welsbach non fu solo uno scopritore, ma anche un inventore il cui lavoro cambiò la vita quotidiana:
La separazione del praseodimio e del neodimio realizzata da Welsbach dimostrò che una chimica analitica accurata poteva rivelare la complessità nascosta della natura. Le sue tecniche divennero la base per la separazione di tutti gli elementi delle terre rare.
Sebbene Welsbach abbia ricevuto numerosi riconoscimenti durante la sua vita, tra cui la nomina a barone da parte dell'imperatore austriaco, i suoi contributi alla chimica delle terre rare sono spesso trascurati. Le moderne industrie ad alta tecnologia devono la loro esistenza alle sue scoperte fondamentali.
Applicazioni
Il praseodimio è il "maestro del colore" della famiglia delle terre rare e produce i verdi più vivaci nella scienza dei materiali. La sua struttura elettronica unica lo rende prezioso nelle applicazioni ottiche e magnetiche.
Il giallo-verde del praseodimio è uno dei coloranti più stabili e vivaci conosciuti dalla scienza. A differenza dei coloranti organici, che sbiadiscono, il praseodimio mantiene il suo colore brillante per secoli. Viene utilizzato per:
Il praseodimio è fondamentale nella produzione dei magneti permanenti più potenti al mondo:
Le proprietà ottiche uniche del praseodimio lo rendono essenziale per:
I prezzi del praseodimio sono altamente volatili a causa dell'offerta limitata e della crescente domanda da parte dell'industria dei veicoli elettrici. Un'auto elettrica tipica richiede 200-600 grammi di praseodimio nei suoi vari componenti.
Da dove proviene
9.2 mg/kg of Earth's crust · more abundant than 68% of elements
Il praseodimio è uno degli elementi delle terre rare meno comuni e costituisce solo circa il 5% del contenuto totale di lantanoidi nei giacimenti minerari. Nonostante sia "raro", è comunque più abbondante dell'argento o del mercurio.
Formula chimica: (Ce,La,Pr,Nd)CO₃F
Contenuto di Pr: 4-6%
Fonte principale: Mountain Pass (USA), Bayan Obo (Cina)
Formula chimica: (Ce,La,Nd,Th)PO₄
Contenuto di Pr: 3-5%
Presente in: depositi di sabbia delle spiagge, miniere alluvionali
Formula chimica: YPO₄ (con sostituzione di Pr)
Contenuto di Pr: 1-3%
Fonte speciale: sabbie di minerali pesanti
Il praseodimio si forma in complessi carbonatitici e intrusioni ignee alcaline attraverso un'estrema differenziazione magmatica. L'elemento si concentra durante i processi di cristallizzazione tardiva, spesso associato a fluidi ricchi di fluoro.
L'efficienza del riciclo è attualmente bassa (5-10%), ma sta migliorando rapidamente a causa dell'aumento dei prezzi e delle preoccupazioni relative all'approvvigionamento.
Il praseodimio presenta significative vulnerabilità nella catena di approvvigionamento a causa della concentrazione geografica della produzione e della difficoltà tecnica di separarlo dagli altri elementi delle terre rare. La lavorazione richiede sofisticate tecniche di separazione chimica.
Manipolazione
I composti del praseodimio richiedono una manipolazione attenta a causa dei rischi di sensibilizzazione delle vie respiratorie e della pelle, oltre ai pericoli di incendio nella forma metallica.
Metallo di praseodimio: altamente piroforico quando è finemente suddiviso.
Utilizzare un estintore di classe D o sabbia asciutta. Evacuare l'area. Non usare mai acqua: provoca una reazione violenta.
Portare immediatamente all'aria aperta. Monitorare eventuali effetti respiratori ritardati. Consultare un medico.
Sciacquare con acqua pulita per 15 minuti. Tenere aperte le palpebre. Rimuovere le lenti a contatto, se è possibile farlo in sicurezza.
Lavare accuratamente con acqua e sapone. Rimuovere immediatamente gli indumenti contaminati.
Ecotossicità: i composti del praseodimio possono essere tossici per la vita acquatica. Evitare il rilascio nei corsi d'acqua e nel suolo. Smaltire esclusivamente tramite impianti autorizzati per rifiuti pericolosi.
Risposte rapide
Praseodimio (symbol Pr) is element 59 on the periodic table, a lantanoide 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.Praseodimio melts at 1208 K (934.9 °C) and boils at 3793 K (3519.9 °C).
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.
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.
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.
Praseodimio was discovered in 1885 by Carl Auer von Welsbach. It is named after greek prasios didymos, "green twin".
Praseodimio makes up about 9.2 mg/kg of the Earth's crust — uncommon, but not rare.