Het chemische element praseodymium wordt geclassificeerd als een lanthanide en een zeldzaam aardmetaal. Het werd in 1885 ontdekt door Carl Auer von Welsbach.
Data Zone
| Classificatie: | Praseodymium is een lanthanide en zeldzaam aardmetaal | |
| zilverwit | ||
| Atomair gewicht: | 140.9077 | |
| Staat: | vast | |
| Smeltpunt: | 931 oC, 1204 K | |
| Kookpunt: | 3510 oC, 3783 K | |
| 59 | ||
| Protonen: | 59 | |
| Neutronen in meest voorkomende isotoop: | 82 | |
| Elektronenschillen: | 2,8,18,21,8,2 | Elektronenconfiguratie: | 4f3 6s2 |
| Dichtheid bij 20oC: | 6,77 g/cm3 | 4f3 6s2 |
| Dichtheid bij 20oC: | 6.77 g/cm3 |
Toon meer, o.a.: Warmte, Energieën,
Oxidatie, Reacties, Verbindingen, Stralen, Geleidbaarheden
| Atomair volume: | 20.8 cm3/mol |
| Structuur: | dicht opeen gepakt (ABCB) |
| Hardheid: | – |
| 0,19 J g-1 K-1 | |
| Smeltingswarmte | 6..890 kJ mol-1 |
| Verstuivingswarmte | 356 kJ mol-1 |
| Verstuivingswarmte | 332,63 kJ mol-1 |
| 1e ionisatie-energie | 523.2 kJ mol-1 |
| 2e ionisatie-energie | 1018 kJ mol-1 |
| 3e ionisatie-energie | 2086 kJ mol-1 |
| Elektronenaffiniteit | 50 kJ mol-1 |
| Minimaal oxidatiegetal | 0 |
| Min. gemeenschappelijk oxidatiegetal | 0 |
| Maximaal oxidatiegetal | 4 |
| Maximaal gemeenschappelijk oxidatiegetal | 0 |
| 3 | |
| Elektronegativiteit (Pauling Schaal) | 1.13 |
| Polariseerbaarheidsvolume | 28.2 Å3 |
| Reactie met lucht | mild, ⇒ Pr6O11 |
| Reactie met 15 M HNO3 | mild, ⇒ Pr(NO3)3 |
| Reactie met 6 M HCl | mild, ⇒ H2, PrCl3 |
| Reactie met 6 M NaOH | – |
| Oxide(n) | PrO2, Pr2O3 (groen), Pr6O11 (zwart) | Hydride(n) | PrH2, PrH3 |
| Chloride(s) | PrCl3 |
| Atomaire straal | 185 pm |
| Ionische straal (1+ ion) | – |
| – | |
| Ionstraal (3+ ion) | 113 pm |
| Ionstraal (1- ion) | – |
| Ionische straal (2-ion) | – |
| Ionische straal (3-ion) | – |
| Warmtegeleidingsvermogen | 12.5 W m-1 K-1 |
| Elektrisch geleidingsvermogen | 1.5 x 106 S m-1 |
| Vries-/Smeltpunt: | 931 oC, 1204 K |
Praseodymiummetaal opgeslagen onder argongas. Image Ref.(5)
Ontdekking van Praseodymium
Praseodymium werd in 1885 voor het eerst geïdentificeerd in Wenen door de Oostenrijkse wetenschapper Carl Auer von Welsbach. Het werd ontdekt in ‘didymium’, een stof waarvan Carl Mosander in 1841 ten onrechte beweerde dat het een nieuw element was. (1)
Het niet-bestaande ‘didymium’ kreeg zelfs het symbool Di in Mendelejevs eerste editie van het periodiek systeem in 1869.
In 1879 ontdekte de Franse chemicus Lecoq de Boisbaudran samarium en scheidde het van ‘didymium’. (1)
Nadat samarium was ontdekt, merkte men op dat het absorptiespectrum van ‘didymium’ verschillende resultaten gaf, afhankelijk van het mineraal waarvan het afkomstig was. (2)
Bohuslav Brauner, werkzaam in Praag, publiceerde in 1882 een artikel over atoomgewichtsbepalingen voor zeldzame aardelementen en zijn gegevens voor ‘didymium’ waren variabel. Brauner raakte ervan overtuigd dat ‘didymium’ een mengsel van elementen was; hij probeerde ze te scheiden, maar dat lukte niet. (2)
In 1885 realiseerde Carl Welsbach, die 14 jaar eerder ‘didymium’ had ontdekt, zich dat het eigenlijk een mengsel was van twee geheel nieuwe elementen. Hij gaf deze de namen praseodymium en neodymium. Welsbach reageerde ‘didymium’ tot nitraatzouten, die hij vervolgens gefractioneerd kristalliseerde in salpeterzuur om groenbruine praseodymiumzouten en roze neodymiumzouten te verkrijgen.
De gefractioneerde kristallisatie-experimenten waren zeer tijdrovend en omvatten meer dan honderd kristallisatieoperaties, die elk tot 48 uur duurden.
Praseodymium kreeg zijn naam met de Griekse woorden ‘prasios didymos’, wat ‘groene tweeling’ betekent, wat duidt op de groene zouten en de nauwe associatie met neodymium.
Zuiver metallisch praseodymium werd voor het eerst geproduceerd in 1931. (3)
Praseodymium wordt gebruikt in elektromotoren en -generatoren van hybride auto’s, iPods, studioverlichting en vliegtuigmotoren.
Praseodymium gekleurd glas. (foto: Materialscientist)
Van middenboven naar links: Zeldzame aardoxiden van praseodymium, cerium, lanthaan, neodymium, samarium en gadolinium. Foto: LLNL.
Opzicht en eigenschappen
schadelijke effecten:
Praseodymium wordt als matig giftig beschouwd.
Eigenschappen:
Praseodymium is een zacht, kneedbaar, buigzaam, zilverachtig metaal.
Praseodymium is een van de lanthanide zeldzame aardmetalen.
Het vormt in lucht een schilferige zwarte oxidelaag (Pr6O11). In tegenstelling tot veel metaaloxidelagen beschermt deze het metaal niet tegen verdere oxidatie. Het lichtgroene sesquioxide, Pr2O3, is niet stabiel in lucht. (4)
Praseodymium reageert met water tot praseodymiumhydroxide plus waterstofgas.
Praseodymium bestaat in zijn verbindingen meestal als driewaardig ion, Pr3+. De meeste zouten zijn lichtgroen van kleur.
Toepassingen van praseodymium
Praseodymium wordt gebruikt in permanente magneten met hoge intensiteit, die essentieel zijn in elektromotoren en generatoren die worden gebruikt in hybride auto’s en windturbines.
Praseodymium wordt gebruikt in nikkel-metaalhydride (NiMH) oplaadbare batterijen voor hybride auto’s. De negatieve elektrode (kathode) in NiMH-batterijen is een mengsel van metaalhydriden – meestal een zeldzaam aardmetaalhydride dat praseodymium, neodymium, lanthaan en cerium bevat.
Het metaal wordt gebruikt als legeringsmiddel met magnesium, waardoor een metaal met hoge sterkte voor vliegtuigmotoren ontstaat.
Praseodymium wordt gebruikt om speciale gele glazen brillen te maken voor glasblazers en lassers.
Vlamaanstekers maken gebruik van misch metaal (een zeldzame aardlegering) dat praseodymium bevat om door wrijving vonken te produceren.
Praseodymiumzouten worden gebruikt om glazen en emaille te kleuren.
Praseodymium wordt ook gebruikt in de kern van koolstofbooglampen met hoge intensiteit die worden gebruikt in de filmindustrie en in schijnwerpers.
Bundantie en isotopen
Bundantie aardkorst: 8.7 delen per miljoen per gewicht, 1,3 delen per miljoen per mol
Bundantie zonnestelsel: 1 deel per miljard per gewicht, 5 delen per triljoen per mol
Kostprijs, zuiver: 470 dollar per 100 g
Kostprijs, bulk: $ per 100 g
Bron: Praseodymium komt niet vrij in de natuur voor, maar wordt aangetroffen in een aantal mineralen, voornamelijk monaziet en bastnaesiet. Het wordt commercieel teruggewonnen door ionenwisselingstechnieken en tegenstroom vloeistof-vloeistofextractieprocessen uit monazietzand en bastnaesiet. Praseodymiummetaal kan worden bereid door reductie van het watervrije chloride.
Isotopen: Praseodymium heeft 32 isotopen waarvan de halveringstijd bekend is, met massagetallen 121 tot 154. Natuurlijk voorkomend praseodymium bestaat uit zijn ene stabiele isotoop, 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
Cite this Page
Voor online linken, kopieer en plak een van de volgende:
<a href="https://www.chemicool.com/elements/praseodymium.html">Praseodymium</a>
of
<a href="https://www.chemicool.com/elements/praseodymium.html">Praseodymium Element Facts</a>
Om deze pagina in een academisch document te citeren, gelieve de volgende MLA-conforme citatie te gebruiken:
"Praseodymium." Chemicool Periodic Table. Chemicool.com. 18 Oct. 2012. Web. <https://www.chemicool.com/elements/praseodymium.html>.