Praseodymium

24 mei 2021 Chemiepedia

Inhoudsopgave

Wat is Praseodymium?

Praseodymium heeft atoomnummer 59 en symbool Pr. Het metaal werd in 1885 ontdekt door de Duitse chemicus Carl Auer von Welsbach. Het element werd in 1931 in redelijk zuivere vorm geïsoleerd. Tegenwoordig wordt het element gewonnen uit bastnasiet en monaziet zand. De belangrijkste vindplaatsen zijn de Verenigde Staten en China. De belangrijkste producenten van praseodymium zijn Brazilië, China en Rusland. De wereldvoorraad praseodymium wordt geschat op ongeveer 2 miljoen ton.

Gegevens

Tabel 1 – gegevens element Praseodymium
Symbool	Pr
Volledige naam	Praseodymium
Atoomnummer	59
Atoommassa (g.mol^-1)	140,907
Groep	Lanthaniden
Elektronegativiteit (Pauling)	1,13
Dichtheid (g.cm^-3 bij 20 °)	6,8
Smeltpunt (°C)	931
Kookpunt (°)	3512
Vanderwaalstraal (nm)	—
Ionstraal (nm)	0,101 (+3)
Isotopen	1
Elektronenconfiguratie	[Xe]4f³6s²
Eerste ionisatiepotentiaal (kJ.mol^-1 )	522
Tweede ionisatiepotentiaal (kJ.mol^-1 )	1016
Derde ionisatiepotentiaal (kJ.mol^-1 )	2082,4
Vierde ionisatiepotentiaal (kJ.mol^-1 )	3752
Vijfde ionisatiepotentiaal (kJ.mol^-1 )	5534
Standaard potentiaal (V)	-2,47
Ontdekt door	von Welsbach in 1885

Praseodymium wordt geïsoleerd met behulp van solventextractie en ion exchange. Het wordt ook met behulp van calciumreductie uit samarium(III)chloride gewonnen. Praseodymium is een erg reactief element en het komt niet vrij voor in de natuur.

Praseodymium is gematigd giftig, het heeft een zilverachtige kleur en het is een taai en kneedbaar element. Praseodymium is paramagnetisch. Er zijn 38 radio-isotopen bekend en het kan verbindingen vormen met bromides, fluorides, oxides en anderen. Bekende isotopen zijn praseodymium-141, praseodymium-142 en praseodymium-144 dat een halfwaardetijd heeft van slechts 7,2 minuten.

Bij kamertemperatuur is praseodymium een vaste stof maar het reageert snel in water. Net zoals andere zeldzame aardmetalen moet praseodymium afgesloten in plastic of ondergedompeld in minerale olie worden bewaard. Praseodymium is ontvlambaar in de vorm van rook, stof en poeder. Het vormt met verdunde zuren en water, waterstofgas.

Bohr-Rutherford diagram

*elektronenschilconfiguratie van 59 Praseodymium*

CC BY-SA 2.0 uk, Link

Isotopen

Tabel 2 – natuurlijke isotopen en abundanties
Nummer	Naam	Symbool	Atoommassa (u)	Abundantie (%)
59	Praseodymium	¹⁴¹ Pr	140,907648	100

Radioisotopen

Tabel 3 – radioisotopen element praseodymium
Nuclide	Isotopische massa (u)	Halfwaardetijd
¹²¹Pr	120,95536	600 ms
¹²²Pr	121,95181	500 ms
¹²³Pr	122,94596	800 ms
¹²⁴Pr	123,94296	1,2 s
¹²⁵Pr	124,93783	3,3 s
¹²⁶Pr	125,93531	3,12 s
¹²⁷Pr	126,93083	4,2 s
¹²⁸Pr	127,92879	2,84 s
¹²⁹Pr	128,92510	32 s
¹³⁰Pr	129,92359	40,0 s
¹³¹Pr	130,92026	1,50 min
¹³²Pr	131,91926	1,49 min
¹³³Pr	132,91633	6,5 min
¹³⁴Pr	133,91571	± 11 min
¹³⁵Pr	134,91311	24 min
¹³⁶Pr	135,91269	13,1 min
¹³⁷Pr	136,91070	1,28 uur
¹³⁸Pr	137,91075	1,45 min
¹³⁹Pr	138,90893	4,41 uur
¹⁴⁰Pr	139,90907	3,39 min
¹⁴²Pr	141,91004	19,12 uur
¹⁴³Pr	142,91081	13,57 dagen
¹⁴⁴Pr	143,91330	17,28 min
¹⁴⁵Pr	144,91451	5,984 uur
¹⁴⁶Pr	145,91764	24,15 min
¹⁴⁷Pr	146,91899	13,4 min
¹⁴⁸Pr	147,92213	2,29 min
¹⁴⁹Pr	148,92372	2,26 min
¹⁵⁰Pr	149,92667	6,19 s
¹⁵¹Pr	150,92831	18,90 s
¹⁵²Pr	151,93150	3,63 s
¹⁵³Pr	152,93384	4,28 s
¹⁵⁴Pr	153,93752	2,3 s
¹⁵⁵Pr	154,94012	1 s
¹⁵⁶Pr	155,94427	500 ms
¹⁵⁷Pr	156,94743	300 ms
¹⁵⁸Pr	157,95198	200 ms
¹⁵⁹Pr	158,95550	100 ms

Toepassingen

Het kent verschillende industriële toepassingen. Zo wordt het gebruikt om metalen sterker te maken. Verbindingen van praseodymium worden gebruikt om glas en email te kleuren en infrarode straling te blokkeren. Praseodymium kan ook gebruikt worden als een oxidatiekatalysator. Soms worden kleine hoeveelheden toegevoegd aan vuursteentjes die in aanstekers zitten. Praseodymium komt ook voor in huishoudelijke apparatuur, spaarlampen en fluorescentielampen.

Gezondheid & Gevaren

Het element heeft geen biologische rol. De onoplosbare zouten van praseodymium zijn niet giftig en de oplosbare zouten zijn licht giftig bij inname. Ze kunnen irritatie aan ogen en huid veroorzaken. Langdurige blootstelling aan praseodymiumgassen kan wel leiden tot longembolie.

Vanuit de aardolie verwerkende industrie komt er praseodymium vrij en dit kan zich ophopen in waterbodems en grond. Het leidt tot een toenemend risico voor de voortplanting en het kan blijvende schade aan celmembranen veroorzaken. Daarnaast heeft het een negatieve werking op het zenuwstelsel.

Opname door de huid is onwaarschijnlijk maar inademing kan leiden tot irritatie van de bovenste luchtwegen. Inademing en blootstelling aan grote hoeveelheden kan leiden tot bronchitis, emfyseem en astma. Bij verandering van het gezichtsvermogen of irritatie moet onmiddellijk een arts geraadpleegd worden. Er is geen antistof beschikbaar. Resten praseodymium moeten in gesloten containers worden bewaard en afgevoerd.