Praseodym

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na: Navigace, Hledání



Pr

Pa

CerPraseodymNeodym

  [Xe] 4f3 6s2
A Pr
59
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
Obecné
Název (lat.), značka, číslo Praseodym (Praseodymium), Pr , 59
Registrační číslo CAS 7440-10-0
Umístění v PSP skupina,

6. perioda, blok f

Char. skupina Lanthanoidy
Hmotnostní zlomekzem. kůře {{{hmotnostní zlomek v zemské kůře}}} ppm
Konc. v mořské vodě {{{koncentrace v mořské vodě}}} mg/l
Počet přírodních izotopů {{{počet přírodních izotopů}}}
Vzhled {{{vzhled}}}
Praseodym
[[Soubor:{{{spektrum}}}|255px|Emisní spektrum]]
Atomové vlastnosti
Rel. at. hmotnost 140,90765(2) g·mol−1
Atomový poloměr 1,85 Å (185 pm) pm
Kovalentní poloměr {{{kovalentní poloměr}}} pm
van der Waalsův poloměr {{{van der waalsův poloměr}}} pm
Elektronová konfigurace [Xe] 4f3 6s2
Elektronů v hladinách {{{elektronů ve slupkách}}}
Oxidační číslo {{{oxidační čísla}}}
Fyzikální vlastnosti
Skupenství Pevné
Krystalová struktura {{{krystalová struktura}}}
Hustota 6,77 g/cm3;
Hustota při teplotě tání: 6,50 g/cm3
Kritická hustota {{{kritická hustota}}} g cm−3
Tvrdost (Mohsova stupnice)
Magnetické chování {{{magnetické chování}}}
Měrná magnetická susceptibilita {{{magnetická susceptibilita}}}
Teplota tání 935 °C (1208 K)
Teplota varu 3520 °C (3793 K)
Kritická teplota {{{kritická teplota c}}} °C ({{{kritická teplota k}}} K)
Teplota trojného bodu {{{teplota trojného bodu c}}} °C ({{{teplota trojného bodu k}}} K)
Teplota přechodu do supravodivého stavu {{{teplota supravodivosti}}}
Teplota změny krystalové modifikace {{{teplota změny modifikace}}}
Tlak trojného bodu {{{tlak trojného bodu}}} kPa
Kritický tlak {{{kritický tlak}}} kPa
Molární objem {{{molární objem}}} · 10−6 m3/mol
Dynamický viskozitní koeficient {{{dynamický viskozitní koef.}}}
Kinematický viskozitní koeficient {{{kinematický viskozitní koef.}}}
Tlak nasycené páry {{{tlak nasycené páry}}}
Rychlost zvuku {{{rychlost zvuku}}} m/s
Index lomu {{{index lomu}}}
Relativní permitivita {{{relativní permitivita}}}
Elektrická vodivost {{{elektrická vodivost}}} S·m−1
Měrný elektrický odpor {{{elektrický odpor}}}
Teplotní součinitel el. odporu {{{součinitel elektrického odporu}}}
Tepelná vodivost {{{tepelná vodivost}}} W·m−1·K−1
Povrchové napětí {{{povrchové napětí}}}
Termodynamické vlastnosti
Skupenské teplo tání 6,89 kJ/mol
Specifické teplo tání {{{spec. teplo tání}}}
Skupenské teplo varu 331 kJ/mol
Specifické teplo varu {{{spec. teplo varu}}}
Molární atomizační entalpie {{{molární atomizační entalpie}}}
Entalpie fázové přeměny modifikace {{{entalpie fázové přeměny modifikace}}}
absolutní entropie {{{absolutní entropie}}}
Měrná tepelná kapacita {{{měrná tepelná kapacita}}}
Molární tepelná kapacita {{{molární tepelná kapacita}}}
Spalné teplo na m³ {{{spalné teplo na m3}}}
Spalné teplo na kg {{{spalné teplo na kg}}}
Různé
Van der Waalsovy konstanty {{{van der Waalsovy konstanty}}}
Teplotní součinitel délkové roztažnosti {{{součinitel délkové roztažnosti}}}
Redoxní potenciál {{{elektrodový potenciál}}} V
Elektronegativita 1,13 (Paulingova stupnice)
Ionizační energie Pr→Pr+: 527 kJ/mol;
Pr+→Pr2+: 1020 kJ/mol;
Pr2+→Pr3+: 2086 kJ/mol
Iontový poloměr {{{iontový poloměr}}} pm
Bezpečnost


R-věty {{{R-věty}}}
S-věty {{{S-věty}}}
Není-li uvedeno jinak, jsou použity jednotky SI a STP.

Praseodym, chemická značka Pr, (lat. Praseodymium) je měkký, stříbřitě bílý, přechodný kovový prvek, třetí člen skupiny lanthanoidů. Hlavní uplatnění nalézá v metalurgickém průmyslu při výrobě speciálních slitin anebo jejich deoxidaci a je složkou skel se zvláštními vlastnostmi.

Základní fyzikálně-chemické vlastnosti[editovat | editovat zdroj]

Praseodym je stříbřitě bílý, měkký přechodný kov.

Chemicky je praseodym méně reaktivní, než například cer nebo europium, ale přesto se při styku se vzdušným kyslíkem pokrývá zelenou vrstvičkou oxidu praseodymitého (Pr2O3), který jej chrání před další oxidací. Proto se obvykle uchovává pod vrstvou organické kapaliny (nafta, petrolej), která jej od povrchové oxidace chrání.

S vodou reaguje praseodym po zahřátí, za vzniku plynného vodíku. Snadno se rozpouští v běžných minerálních kyselinách. Ve sloučeninách se vyskytuje především v mocenství Pr+3 a jeho soli mají obvykle zelenou barvu. V literatuře byly popsány i soli Pr+4, které jsou však mimořádně nestálé a rychle přecházejí do trojmocného stavu.

Chemické vlastnosti jeho solí jsou značně podobné sloučeninám hliníku a ostatních lanthanoidů. Všechny tyto prvky tvoří například vysoce stabilní oxidy, které nereagují s vodou a jen velmi obtížně se redukují. Ze solí anorganických kyselin jsou důležité především fluoridy a fosforečnany, jejich nerozpustnost ve vodě se používá k separaci lanthanoidů od jiných kovových iontů. Další nerozpustnou sloučeninou je šťavelan, který je možno použít ke gravimetrickému stanovení těchto prvků po jejich vzájemné separaci.

Historie objevu[editovat | editovat zdroj]

Na počátku objevu prvku praseodym stál omyl. V roce 1841 izoloval chemik Mosander při čištění lanthanu novou látku, o níž se domníval, že se jedná o samostatný prvek a nazval jej didymium.

Teprve v roce 1874 Per Teodor Cleve zveřejnil názor, že se ve skutečnosti jedná o dva samostatné chemické prvky. K jejich skutečné izolaci došlo až v roce 1885, kdy rakouský chemik, baron Carl Auer von Welsbach, rozdělil didymium na praseodym a neodym a získal jejich soli, lišící se vzájemně barvou.

Jméno praseodym má základ v řeckém slově praisos – zelený a didymos – dvojitý.

Výskyt a výroba[editovat | editovat zdroj]

Praseodym je v zemské kůře obsažen v koncentraci asi 5,5–8,2 mg/kg, o jeho obsahu v mořské vodě údaje chybí. Ve vesmíru připadá jeden atom praseodymu na 300 miliard atomů vodíku.

V přírodě se praseodym vyskytuje pouze ve formě sloučenin. Neexistují však ani minerály, v nichž by se některé lanthanoidy (prvky vzácných zemin) vyskytovaly samostatně, ale vždy se jedná o minerály směsné, které obsahují prakticky všechny prvky této skupiny. Mezi nejznámější patří monazity (Ce, La, Th, Nd, Y)PO4 a xenotim, chemicky fosforečnany lanthanoidů a dále bastnäsity (Ce, La, Y)CO3F– směsné flourouhličitany prvků vzácných zemin.

Velká ložiska těchto rud se nalézají ve Skandinávii, USA, Číně a Vietnamu. Významným zdrojem jsou i fosfátové suroviny – apatity z poloostrova Kola v Rusku.

Při průmyslové výrobě vzácných prvků se jejich rudy nejprve louží směsí kyseliny sírové a chlorovodíkové a ze vzniklého roztoku solí se přídavkem hydroxidu sodného vysráží hydroxidy.

Separace jednotlivých prvků se provádí řadou různých postupů – kapalinovou extrakcí, za použití ionexových kolon nebo selektivním srážením nerozpustných komplexních solí.

Příprava čistého kovu se obvykle provádí redukcí solí kovovým vápníkem. Redukci fluoridu praseodymitého popisuje rovnice:

2 PrF3 + 3 Ca → 2 Pr + 3 CaF2

Použití a sloučeniny[editovat | editovat zdroj]

Vzhledem k velmi podobným vlastnostem praseodymu a neodymu a nákladnosti jejich separace, se v praxi používá velmi často směs obou prvků, zvaný didymium.

Základní průmyslové využití nalézá praseodym v metalurgii.

  • Jeho vysoká afinita ke kyslíku se uplatní při odkysličování tavenin kovů (přidává se didym společně s cerem a lanthanem).
  • Přídavky praseodymu do slitin hořčíku zvyšují jejich pevnost a mechanickou odolnost a tyto slitiny nacházejí uplatnění v leteckém a kosmickém průmyslu.

Ve sklářském a keramickém průmyslu se přídavky oxidu praseodymu do skloviny nebo glazury dociluje jejich žlutého zbarvení.

Obloukové lampy, sloužící především jako světelné zdroje při natáčení filmů mívají často elektrody ze slitin s obsahem praseodymu.

Literatura[editovat | editovat zdroj]

  • Cotton F.A., Wilkinson J.:Anorganická chemie, souborné zpracování pro pokročilé, ACADEMIA, Praha 1973
  • Holzbecher Z.:Analytická chemie, SNTL, Praha 1974
  • Dr. Heinrich Remy, Anorganická chemie 1. díl, 1. vydání 1961
  • N. N. Greenwood – A. Earnshaw, Chemie prvků 1. díl, 1. vydání 1993 ISBN 80-85427-38-9

Externí odkazy[editovat | editovat zdroj]