El elemento químico praseodimio está clasificado como un lantánido y metal de tierras raras. Fue descubierto en 1885 por Carl Auer von Welsbach.
Zona de datos
| El praseodimio es un metal lantánido y de tierras raras | |
| Color: | blanco plateado |
| 140.9077 | |
| Estado: | sólido |
| Punto de fusión: | 931 oC, 1204 K |
| Punto de ebullición: | 3510 oC, 3783 K | Electrones: | 59 | Protones: | 59 | Neutrones en el isótopo más abundante: | 82 | Capas de electrones: | 2,8,18,21,8,2 |
| Configuración de electrones: | 4f3 6s2 |
| Densidad a 20oC: | 6.77 g/cm3 |
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| Volumen atómico: | 20.8 cm3/mol | |
| Estructura: | estrecha (ABCB) | |
| Dureza: | – | Capacidad calorífica específica | 0,19 J g-1 K-1 | Calor de fusión | 6.890 kJ mol-1 |
| Calor de atomización | 356 kJ mol-1 | |
| Calor de vaporización | 332,63 kJ mol-1 | |
| 1ª energía de ionización | 523.2 kJ mol-1 | |
| 2ª energía de ionización | 1018 kJ mol-1 | |
| 3ª energía de ionización | 2086 kJ mol-1 | |
| Afinidad de los electrones | 50 kJ mol-1 | |
| Número de oxidación mínimo | 0 | Min. número de oxidación común | 0 |
| Número de oxidación máximo | 4 | |
| Número de oxidación común máximo. | 3 | |
| Electronegatividad (Escala de Pauling) | 1,13 | Volumen de polarizabilidad | 28.2 Å3 | Reacción con aire | suave, ⇒ Pr6O11 |
| Reacción con 15 M HNO3 | suave, ⇒ Pr(NO3)3 | Reacción con 6 M HCl | suave, ⇒ H2, PrCl3 | Reacción con 6 M NaOH | – |
| Óxido(s) | PrO2, Pr2O3 (verde), Pr6O11 (negro) | Hidruro(s) | PrH2, PrH3 |
| Cloruro(s) | PrCl3 | |
| Radio atómico | 185 pm | Radio iónico (ion 1+) | . – | Radio iónico (ion 2+) | – |
| Radio iónico (ion 3+) | 113 pm | Radio iónico (1- ion) | – |
| Radio iónico (2- ion) | Radio iónico (3- ion) | – |
| Conductividad térmica | 12.5 W m-1 K-1 | |
| Conductividad eléctrica | 1.5 x 106 S m-1 | |
| Punto de congelación/fusión: | 931 oC, 1204 K |
Metal de praseodimio almacenado bajo gas argón. Imagen Ref.(5)
El praseodimio fue identificado por primera vez en 1885, en Viena, por el científico austriaco Carl Auer von Welsbach. Se descubrió en el «didimio», una sustancia que Carl Mosander dijo erróneamente que era un nuevo elemento en 1841. (1)
El inexistente ‘didimio’ recibió incluso el símbolo Di en la primera edición de la tabla periódica de Mendeleev en 1869.
En 1879 el químico francés Lecoq de Boisbaudran detectó y separó el samario del ‘didimio’. (1)
Después de descubrir el samario, se observó que el espectro de absorción del ‘didimio’ daba resultados diferentes según el mineral del que procediera. (2)
Bohuslav Brauner, que trabajaba en Praga, publicó en 1882 un artículo sobre la determinación del peso atómico de los elementos de las tierras raras y sus datos sobre el «didimio» eran variables. Brauner se convenció de que el ‘didimio’ era una mezcla de elementos; intentó separarlos, pero no tuvo éxito. (2)
En 1885 Carl Welsbach, que había descubierto el didimio 14 años antes, se dio cuenta de que en realidad era una mezcla de dos elementos completamente nuevos. Los denominó praseodimio y neodimio. Welsbach hizo reaccionar el ‘didimio’ para formar sales de nitrato, que luego cristalizó fraccionadamente a partir del ácido nítrico para obtener sales de praseodimio de color marrón verdoso y de neodimio de color rosa.
Los experimentos de cristalización fraccionada requerían mucho tiempo, ya que implicaban más de cien operaciones de cristalización, cada una de las cuales duraba hasta 48 horas.
El praseodimio fue nombrado utilizando las palabras griegas ‘prasios didymos’ que significa ‘gemelo verde’, reflejando sus sales verdes y la estrecha asociación con el neodimio.
El praseodimio metálico puro se produjo por primera vez en 1931. (3)
El fraseodimio se utiliza en los motores y generadores eléctricos de los coches híbridos, en los iPods, en la iluminación de los estudios y en los motores de los aviones.
Vidrio coloreado con fraseodimio. (foto: Materialscientist)
En el sentido de las agujas del reloj desde el centro superior: Óxidos de tierras raras de praseodimio, cerio, lantano, neodimio, samario y gadolinio. Foto: LLNL.
Aspecto y características
Efectos nocivos:
El praseodimio se considera moderadamente tóxico.
Características:
El praseodimio es un metal blando, maleable, dúctil y plateado.
El praseodimio es uno de los metales lantánidos de las tierras raras.
Forma una capa de óxido negro escamoso (Pr6O11) en el aire. A diferencia de muchas capas de óxido metálico, ésta no protege al metal de una mayor oxidación. El sesquióxido verde pálido, Pr2O3, no es estable en el aire. (4)
El praseodimio reacciona con el agua para formar hidróxido de praseodimio más gas hidrógeno.
El praseodimio suele existir como ion trivalente, Pr3+, en sus compuestos. La mayoría de sus sales son de color verde pálido.
Usos del praseodimio
El praseodimio se utiliza en imanes permanentes de alta intensidad, que son esenciales en los motores y generadores eléctricos utilizados en los coches híbridos y en las turbinas eólicas.
El praseodimio se utiliza en las baterías recargables de níquel-hidruro metálico (NiMH) para los automóviles híbridos. El electrodo negativo (cátodo) de las baterías de NiMH es una mezcla de hidruros metálicos, normalmente un hidruro metálico de misch de tierras raras que contiene praseodimio, neodimio, lantano y cerio.
El metal se utiliza como agente de aleación con el magnesio creando un metal de alta resistencia para los motores de los aviones.
El praseodimio se utiliza para fabricar gafas de cristal amarillas especializadas para sopladores de vidrio y soldadores.
Las piedras de los encendedores de llama utilizan el metal misch (una aleación de tierras raras) que contiene praseodimio para producir chispas por fricción.
Las sales de praseodimio se utilizan para colorear vidrios y esmaltes.
El praseodimio también se utiliza en el núcleo de las luces de arco de carbono de alta intensidad utilizadas por la industria cinematográfica y en la iluminación de focos.
Abundancia e isótopos
Abundancia corteza terrestre: 8.7 partes por millón en peso, 1,3 partes por millón en moles
Abundancia sistema solar: 1 parte por billón en peso, 5 partes por billón en moles
Coste, puro: 470 dólares por 100g
Coste, a granel: dólares por 100g
Fuente: El praseodimio no se encuentra libre en la naturaleza, sino que se encuentra en una serie de minerales, principalmente monacita y bastnaesita. Se recupera comercialmente mediante técnicas de intercambio iónico y procesos de extracción líquido-líquido en contracorriente a partir de arena de monacita y bastnaesita. El praseodimio metálico puede prepararse por reducción del cloruro anhidro.
Isótopos: El praseodimio tiene 32 isótopos cuya vida media se conoce, con números de masa 121 a 154. El praseodimio de origen natural consiste en su único isótopo estable, el 141Pr.
- David R. Lide, CRC Handbook of the Chemistry and Physics 86th Edition, Taylor and Francis., 2005, 4-32.
- Ferenc Szabadváry, Handbook of the Chemistry and Physics of the Rare Earths Vol. 11., Elsevier Science Publishers., 1998, p61.
- John Emsley, Nature’s building blocks: an A-Z guide to the elements., Oxford University Press, 2003, p341.
- A lanthanide Lanthology part II., Molycorp, Inc. Mountain Pass, CA, U.S.A., p30,
- Foto: Jurii
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"Praseodymium." Chemicool Periodic Table. Chemicool.com. 18 Oct. 2012. Web. <https://www.chemicool.com/elements/praseodymium.html>.