L’elemento chimico praseodimio è classificato come lantanide e metallo delle terre rare. Fu scoperto nel 1885 da Carl Auer von Welsbach.
Data Zone
| Classificazione: | Il praseodimio è un lantanide e un metallo delle terre rare |
| Colore: | bianco-argento |
| Peso atomico: | 140.9077 |
| Stato: | solido |
| Punto di fusione: | 931 oC, 1204 K |
| Punto di ebollizione: | 3510 oC, 3783 K |
| Elettroni: | 59 |
| Protoni: | 59 |
| Neutroni nell’isotopo più abbondante: | 82 |
| Gusci di elettroni: | 2,8,18,21,8,2 |
| Configurazione degli elettroni: | 4f3 6s2 |
| Densità @ 20oC: | 6.77 g/cm3 |
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| Volume atomico: | 20.8 cm3/mol |
| Struttura: | a pacchetti ravvicinati (ABCB) |
| Durezza: | – |
| Capacità termica specifica | 0,19 J g-1 K-1 |
| Calore di fusione | 6.890 kJ mol-1 |
| Calore di atomizzazione | 356 kJ mol-1 |
| Calore di vaporizzazione | 332,63 kJ mol-1 |
| 1a energia di ionizzazione | 523.2 kJ mol-1 |
| 2a energia di ionizzazione | 1018 kJ mol-1 |
| 3a energia di ionizzazione | 2086 kJ mol-1 |
| Affinità elettronica | 50 kJ mol-1 |
| Numero minimo di ossidazione | 0 |
| Min. numero di ossidazione comune | 0 |
| Massimo numero di ossidazione | 4 |
| Massimo numero di ossidazione comune. | 3 |
| Elettronegatività (Scala Pauling) | 1.13 |
| Volume di polarizzabilità | 28.2 Å3 |
| Reazione con aria | lieve, ⇒ Pr6O11 |
| Reazione con 15 M HNO3 | lieve, ⇒ Pr(NO3)3 |
| Reazione con 6 M HCl | lieve, ⇒ H2, PrCl3 |
| Reazione con 6 M NaOH | – |
| Ossido(i) | PrO2, Pr2O3 (verde), Pr6O11 (nero) |
| Idruro(i) | PrH2, PrH3 |
| Cloruro(s) | PrCl3 |
| Raggio atomico | 185 pm |
| Raggio ionico (ione 1+) | – |
| Raggio ionico (ione 2+) | – |
| Raggio ionico (ione 3+) | 113 pm |
| Raggio ionico (1- ione) | – |
| Raggio ionico (2- ione) | – |
| Raggio ionico (3-ione) | – |
| Conducibilità termica | 12.5 W m-1 K-1 |
| Conducibilità elettrica | 1.5 x 106 S m-1 |
| Punto di congelamento/fusione: | 931 oC, 1204 K |
Praseodimio metallico conservato sotto gas argon. Image Ref.(5)
Scoperta del praseodimio
Il praseodimio fu identificato per la prima volta nel 1885, a Vienna, dallo scienziato austriaco Carl Auer von Welsbach. Fu scoperto nel ‘didimio’, una sostanza erroneamente detta da Carl Mosander come un nuovo elemento nel 1841. (1)
L’inesistente ‘didimio’ fu persino dato il simbolo Di nella prima edizione della tavola periodica di Mendeleev nel 1869.
Nel 1879 il chimico francese Lecoq de Boisbaudran individuò e separò il samario dal ‘didimio’. (1)
Dopo la scoperta del samario, fu notato che lo spettro di assorbimento del didimio dava risultati diversi a seconda del minerale da cui proveniva. (2)
Bohuslav Brauner, che lavorava a Praga, pubblicò un documento sulle determinazioni del peso atomico nel 1882 per gli elementi delle terre rare e i suoi dati per il “didimio” erano variabili. Brauner si convinse che il “didimio” era una miscela di elementi; tentò di separarli, ma non ebbe successo. (2)
Nel 1885 Carl Welsbach, che aveva scoperto il “didimio” 14 anni prima, si rese conto che era in realtà una miscela di due elementi completamente nuovi. Li chiamò praseodimio e neodimio. Welsbach fece reagire il “didimio” per formare sali di nitrato, che poi cristallizzò frazionalmente dall’acido nitrico per ottenere sali di praseodimio verde-marrone e neodimio rosa.
Gli esperimenti di cristallizzazione frazionata richiedevano molto tempo, coinvolgendo più di cento operazioni di cristallizzazione, ognuna delle quali durava fino a 48 ore.
Il praseodimio fu chiamato usando le parole greche “prasios didymos” che significa “gemello verde”, riflettendo i suoi sali verdi e la stretta associazione con il neodimio.
Il praseodimio metallico puro fu prodotto per la prima volta nel 1931. (3)
Il fraseodimio è usato nei motori e nei generatori elettrici delle auto ibride, negli iPod, nell’illuminazione degli studi e nei motori degli aerei.
Vetro colorato al fraseodimio. (foto: Materialscientist)
In senso orario dal centro in alto: Ossidi delle terre rare di praseodimio, cerio, lantanio, neodimio, samario e gadolinio. Foto: LLNL.
Apparenza e caratteristiche
Effetti nocivi:
Il praseodimio è considerato moderatamente tossico.
Caratteristiche:
Il praseodimio è un metallo morbido, malleabile, duttile, argenteo.
Il praseodimio è uno dei metalli delle terre rare lantanidi.
Forma un rivestimento di ossido nero a scaglie (Pr6O11) in aria. A differenza di molti strati di ossido di metallo, questo non protegge il metallo da un’ulteriore ossidazione. Il sesquiossido verde pallido, Pr2O3, non è stabile in aria. (4)
Il praseodimio reagisce con l’acqua per formare idrossido di praseodimio più idrogeno gassoso.
Il praseodimio esiste solitamente come ione trivalente, Pr3+, nei suoi composti. La maggior parte dei suoi sali sono di colore verde pallido.
Usi del praseodimio
Il praseodimio è usato nei magneti permanenti ad alta intensità, che sono essenziali nei motori elettrici e nei generatori usati nelle automobili ibride e nelle turbine eoliche.
Il praseodimio è usato nelle batterie ricaricabili al nichel-metallo idruro (NiMH) per automobili ibride. L’elettrodo negativo (catodo) nelle batterie NiMH è una miscela di idruri metallici – tipicamente un idruro metallico di terre rare contenente praseodimio, neodimio, lantanio e cerio.
Il metallo è usato come agente di lega con il magnesio creando un metallo ad alta resistenza per i motori degli aerei.
Il praseodimio è usato per fare occhiali di vetro gialli specializzati per soffiatori di vetro e saldatori.
Le pietre focaie per accendini usano il metallo misch (una lega di terre rare) contenente praseodimio per produrre scintille per attrito.
I sali di praseodimio sono usati per colorare i vetri e gli smalti.
Il praseodimio è anche usato nel nucleo delle luci ad arco di carbonio ad alta intensità usate dall’industria cinematografica e nei proiettori.
Abbondanza e isotopi
Abbondanza crosta terrestre: 8.7 parti per milione in peso, 1.3 parti per milione di moli
Abbondanza sistema solare: 1 parte per miliardo in peso, 5 parti per trilione di moli
Costo, puro: $470 per 100g
Costo, sfuso: $ per 100g
Fonte: Il praseodimio non si trova libero in natura ma si trova in un certo numero di minerali principalmente monazite e bastnaesite. È recuperato commercialmente con tecniche di scambio ionico e processi di estrazione liquido-liquido in controcorrente da sabbia di monazite e bastnaesite. Il metallo del praseodimio può essere preparato tramite riduzione del cloruro anidro.
Isotopi: Il praseodimio ha 32 isotopi la cui emivita è nota, con numeri di massa da 121 a 154. Il praseodimio naturale consiste del suo unico isotopo stabile, 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>.