O que é Praseodímio?
Praseodímio (símbolo Pr) é o elemento 59 da tabela periódica, um Lantanídeo do período 6. Uma terra rara que colore os óculos de soldador e que, ligada ao neodímio, produz ímãs formidáveis. À temperatura ambiente, é um sólido.
Pr · Elemento 59 · Lantanídeo
Uma terra rara que colore os óculos de soldador e que, ligada ao neodímio, produz ímãs formidáveis.
Estrutura
Não é um diagrama de pontos em anéis — é uma amostra de Monte-Carlo da densidade de probabilidade real |ψ|² para cada subcamada ocupada. Arraste para rodar. O azul e o violeta indicam sinais opostos da função de onda, o que torna possível a ligação química.
Valores medidos
Cada barra mostra onde praseodímio se situa entre todos os 118 elementos para essa propriedade.
Fontes: massas atómicas padrão da IUPAC de 2021 · CRC Handbook of Chemistry and Physics · NIST. Os valores marcados com ~ são previstos, e não medidos.
Tamanho, em escala
Raio de 182 pm — isso corresponde a 0,182 nm, portanto cerca de 2,75 milhões deles lado a lado cobririam um milímetro.
Faixa térmica
Praseodímio permanece líquido em uma faixa de 2585 K, de 1208 K a 3793 K.
A história
Uma terra rara que colore os óculos de soldador e que, ligada ao neodímio, produz ímãs formidáveis.
Carl Auer von Welsbach, químico e inventor austríaco, estudava o didímio - um suposto elemento que havia intrigado os cientistas por décadas. Usando a técnica recém-desenvolvida de cristalização fracionada, ele suspeitou que o didímio não era um único elemento.
Por meio de meticulosos experimentos de cristalização, Welsbach separou com sucesso o didímio em dois elementos distintos. O processo exigiu centenas de recristalizações e levou meses para ser concluído.
Welsbach nomeou um dos elementos "praseodímio", a partir das palavras gregas "prasios" (verde) e "didymos" (gêmeo), referindo-se aos seus sais verdes e à sua relação de gêmeo com o neodímio, que ele descobriu simultaneamente.
Durante mais de 40 anos, os cientistas estudaram o "didímio", acreditando que era um único elemento. O mistério começou em 1841, quando Carl Mosander o separou pela primeira vez do cério. A descoberta decisiva ocorreu quando Welsbach aplicou a espectroscopia sistemática ao estudo das propriedades do suposto elemento.
"O espectroscópio revelou linhas que não poderiam pertencer a um único elemento - o enigma do didímio finalmente foi resolvido."
— Carl Auer von Welsbach, 1885
Carl Auer von Welsbach não foi apenas um descobridor, mas também um inventor cujo trabalho transformou a vida cotidiana:
A separação do praseodímio e do neodímio realizada por Welsbach provou que a química analítica cuidadosa poderia revelar uma complexidade oculta na natureza. Suas técnicas se tornaram a base para a separação de todos os elementos de terras raras.
Embora Welsbach tenha recebido numerosas honrarias durante sua vida, incluindo o título de barão concedido pelo imperador austríaco, suas contribuições à química das terras raras são frequentemente negligenciadas. As modernas indústrias de alta tecnologia devem sua existência às suas descobertas fundamentais.
Aplicações
O praseodímio é o "mestre das cores" da família das terras raras, produzindo os tons de verde mais vibrantes na ciência dos materiais. Sua estrutura eletrônica única o torna indispensável em aplicações ópticas e magnéticas.
O amarelo-esverdeado do praseodímio é um dos corantes mais estáveis e vibrantes conhecidos pela ciência. Ao contrário dos corantes orgânicos, que desbotam, o praseodímio mantém sua cor brilhante por séculos. É usado em:
O praseodímio é fundamental na fabricação dos ímãs permanentes mais fortes do mundo:
As propriedades ópticas únicas do praseodímio o tornam essencial para:
Os preços do praseodímio são altamente voláteis devido à oferta limitada e à crescente demanda da indústria de veículos elétricos. Um carro elétrico típico requer 200-600 gramas de praseodímio em seus vários componentes.
De onde vem
9,2 mg/kg da crosta terrestre · mais abundante do que 68% dos elementos
O praseodímio é um dos elementos de terras raras menos abundantes, correspondendo a apenas cerca de 5% de todo o conteúdo de lantanídeos nos depósitos de minério. Apesar de ser "raro", ainda é mais abundante que a prata ou o mercúrio.
Fórmula química: (Ce,La,Pr,Nd)CO₃F
Teor de Pr: 4-6%
Principais fontes: Mountain Pass (EUA), Bayan Obo (China)
Fórmula química: (Ce,La,Nd,Th)PO₄
Teor de Pr: 3-5%
Encontrada em: depósitos de areia de praia, minas de aluvião
Fórmula química: YPO₄ (com substituição por Pr)
Teor de Pr: 1-3%
Fonte especializada: areias minerais pesadas
O praseodímio se forma em complexos carbonatíticos e intrusões ígneas alcalinas por meio de diferenciação magmática extrema. O elemento se concentra durante os processos de cristalização em estágio avançado, frequentemente associado a fluidos ricos em flúor.
A eficiência da reciclagem é atualmente baixa (5-10%), mas está melhorando rapidamente devido ao aumento dos preços e às preocupações com a oferta.
O praseodímio enfrenta vulnerabilidades significativas na cadeia de suprimentos devido à concentração geográfica da produção e à dificuldade técnica de separá-lo de outros elementos de terras raras. O processamento requer técnicas sofisticadas de separação química.
Manuseio
Os compostos de praseodímio exigem manuseio cuidadoso devido aos riscos de sensibilização respiratória e cutânea, além dos riscos de incêndio na forma metálica.
Metal praseodímio: Altamente pirofórico quando finamente dividido.
Use extintor classe D ou areia seca. Evacue a área. Nunca use água - ela provoca uma reação violenta.
Leve a pessoa imediatamente para um local com ar fresco. Monitore possíveis efeitos respiratórios tardios. Procure atendimento médico.
Lave com água limpa durante 15 minutos. Mantenha as pálpebras abertas. Remova as lentes de contato, se isso puder ser feito com segurança.
Lave bem com água e sabão. Remova imediatamente as roupas contaminadas.
Ecotoxicidade: os compostos de praseodímio podem ser tóxicos para a vida aquática. Evite a liberação em cursos de água e no solo. Descarte somente por meio de instalações licenciadas para resíduos perigosos.
Respostas rápidas
Praseodímio (símbolo Pr) é o elemento 59 da tabela periódica, um Lantanídeo do período 6. Uma terra rara que colore os óculos de soldador e que, ligada ao neodímio, produz ímãs formidáveis. À temperatura ambiente, é um sólido.
[Xe] 4f³ 6s², resultando em 6 camadas ocupadas com a distribuição 2, 8, 18, 21, 8, 2.Praseodímio derrete a 1208 K (934.9 °C) e entra em ebulição a 3793 K (3519.9 °C).
A massa atómica padrão de Praseodímio é 140.908 u. Trata-se de uma média ponderada dos seus isótopos que ocorrem naturalmente, por isso raramente é um número inteiro.
Praseodímio tem densidade de 6.77 g/cm³. A água tem 1.0 g/cm³, portanto um bloco de Praseodímio é aproximadamente 6.8× mais pesado.
Praseodímio tem eletronegatividade de Pauling igual a 1.13. A escala vai de 0,70 (frâncio, o menos ávido por eletrões) a 3,98 (flúor, o mais ávido). Um valor tão baixo significa que ele cede prontamente seus eletrões externos, formando iões positivos.
Praseodímio foi descoberto em 1885 por Carl Auer von Welsbach. Recebe esse nome em homenagem a grego prasios didymos, "gêmeo verde".
Praseodímio constitui sobre 9.2 mg/kg da crosta terrestre — é incomum, mas não raro.