Prazeodym (Pr)

Prazeodym w układzie okresowym

Pierwiastek leży w szóstym okresie, czyli w szóstym poziomym rzędzie tablicy — to oznacza, że jego elektrony rozmieszczone są na 6 powłokach. Należy do lantanowce, dla których nie podaje się numeru grupy. W temperaturze pokojowej Prazeodym jest ciałem stałym (topnieje w 935 °C, wrze w 3520 °C).

Prazeodym — co to za pierwiastek

Zielone szkło gogli spawalniczych i wzmocnienie magnesów neodymowych.

Właściwości pierwiastka Prazeodym

Prazeodym jest miękkim, ciągliwym metalem o srebrzystej barwie z żółtawym odcieniem. Topi się w 935 stopniach Celsjusza, a wrze dopiero w 3520, więc pozostaje cieczą w bardzo szerokim zakresie temperatur; jego gęstość wynosi 6,77 grama na centymetr sześcienny. Na powietrzu utlenia się szybciej niż większość lantanowców, a powstająca zielonkawa warstwa tlenku odpada płatami, odsłaniając kolejne warstwy metalu, dlatego przechowuje się go pod olejem albo w szczelnym opakowaniu. Z wodą reaguje powoli, na gorąco energicznie. W związkach występuje przede wszystkim na trzecim stopniu utlenienia, a jego jony barwią roztwory i szkło na zielonkawożółto. Jest niskotoksyczny.

Zastosowanie pierwiastka Prazeodym

Prazeodym najczęściej spotyka się w szkle. Razem z neodymem tworzy szkło didymowe, które pochłania jaskrawy żółty blask rozgrzanego szkła i sodu, dlatego z takich szybek robi się okulary hutników i gogle spawalnicze. Związki prazeodymu barwią też szkło i szkliwa ceramiczne na czysty żółty kolor, a pigment na jego bazie należy do najtrwalszych żółcieni ceramicznych. Drugie ważne zastosowanie to magnesy: w stopach neodymu z żelazem i borem część neodymu zastępuje się prazeodymem, bo oba pierwiastki występują w rudzie razem, rozdzielanie ich jest kosztowne, a magnes działa równie dobrze. Takie magnesy pracują w silnikach elektrycznych, generatorach turbin wiatrowych i głośnikach. Prazeodym wchodzi też w skład lekkich stopów magnezu przeznaczonych do lotnictwa.

Prazeodym — najważniejsze związki chemiczne

Handlową postacią prazeodymu jest tlenek o wzorze Pr₆O₁₁, ciemny proszek, w którym część atomów występuje na wyższym stopniu utlenienia niż zwykłe plus trzy. Czysty tlenek prazeodymu(III), Pr₂O₃, jest zielonkawy. Chlorek i fluorek, PrCl₃ i PrF₃, służą do otrzymywania metalu przez redukcję. Osobną grupę stanowią pigmenty, w których atomy prazeodymu wbudowane w krzemian cyrkonu dają trwałą, jasną żółć odporną na wysoką temperaturę wypału. Rozpuszczalne sole, na przykład azotan prazeodymu(III), barwią roztwory na zielonkawożółto i bywają wygodnym odczynnikiem wyjściowym w pracy laboratoryjnej.

Prazeodym — gdzie go spotykasz

• gogle spawalnicze
• magnesy
• szkło barwione

Prazeodym w szkole — co trzeba wiedzieć

Prazeodym to lantanowiec z bloku f, z szóstego okresu, o wartościowości trzeciej, tak jak niemal wszystkie pierwiastki tej rodziny. Na sprawdzianie pojawia się raczej jako przykład niż osobny temat, ale dobrze rozumieć, dlaczego lantanowce są do siebie tak podobne: elektrony dochodzą u nich na podpowłokę 4f, schowaną pod powłoką walencyjną, więc to, co decyduje o chemii, prawie się nie zmienia. Parę prazeodym i neodym najłatwiej zapamiętać przez wspólne pochodzenie od didymu, czyli bliźniaka, i stąd właśnie bierze się wspólny człon w obu nazwach. Uwaga na pisownię, bo w nazwie łatwo zgubić literę: prazeodym, a nie prazodym.

Prazeodym — historia odkrycia

Przez kilkadziesiąt lat chemicy sądzili, że mają do czynienia z pierwiastkiem zwanym didymem, wydzielonym z rud ceru. W 1885 roku austriacki chemik Carl Auer von Welsbach wykazał w Wiedniu, że didym to w rzeczywistości mieszanina dwóch pierwiastków, i rozdzielił je żmudną, wielokrotnie powtarzaną krystalizacją. Jeden nazwał prazeodymem, od greckich słów oznaczających zielonego bliźniaka, bo jego sole miały zieloną barwę, a drugi neodymem, czyli nowym bliźniakiem. Welsbach zasłynął także wynalezieniem siatki żarowej do lamp gazowych, w której również wykorzystał tlenki pierwiastków ziem rzadkich.

Prazeodym — skąd wzięła się nazwa

gr. prasios didymos — zielony bliźniak

Prazeodym — izotopy

prazeodym-141 trwały

Prazeodym — bezpieczeństwo

Niskotoksyczny.

Ciekawostki o pierwiastku Prazeodym

• Filtruje żółty blask stopionego szkła — dlatego noszą go hutnicy.
• Szkło didymowe pochłania wąski zakres żółtego światła, którym świeci rozgrzane szkło i sód. Hutnik w takich okularach przestaje być oślepiany i widzi kształt formowanego przedmiotu.
• Stopu prazeodymu z niklem używano w laboratoriach fizyki niskich temperatur do schładzania próbek do wartości bliskich zeru bezwzględnemu.
• Większość magnesów sprzedawanych jako neodymowe zawiera także prazeodym. W handlu istnieje wręcz mieszany surowiec zwany didymem, wracający do dawnej nazwy sprzed rozdzielenia obu pierwiastków.

Najczęstsze pytania o pierwiastek Prazeodym