Praseodymium

Portaal Scheikunde
Chemisch element

Stukjes Praseodymium
Naam	Praseodymium
Latijn
Symbool	Pr
Atoomnummer	59
Soort	Lanthanide
Kleur	Zilverwit
Smeltpunt	935 ^oC
Kookpunt	3130 ^oC

Praseodymium is een chemisch element met het symbool Pr en atoomnummer 59 in het Periodiek Systeem van de scheikunde. Het is een zacht, kneedbaar, zilverwit metaal dat langzaam verkleurt bij blootstelling aan lucht. Het behoort tot de lanthaniden reeks, een groep van 15 op elkaar lijkende elementen tussen lanthaan en lutetium in het periodiek systeem, waarvan lanthaan de eerste en het prototype is. Praseodymium wordt traditioneel gerekend tot de zeldzame aardelementen.

Voorkomen

Praseodymium komt van nature altijd voor samen met de andere zeldzame aardmetalen. Praseodymium is niet bijzonder zeldzaam (ook al wordt het tot de zeldzame aardmetalen gerekend) en vormt 9,1 mg/kg van de aardkorst. Deze waarde ligt tussen die van lood (13 mg/kg) en boor (9 mg/kg). Het is zeldzaam aardmetaal omdat deze zeldzaamheid gezien wordt ten opzichte van "gewone aardmetalen" zoals kalk en magnesia. Het komt uit dezelfde mineralen als die van Lanthanium en Cerium (zoals Monaziet en Basnaesiet), maar zit er als het ware 'achter' verstopt en is lastiger uit het mineraal te halen.

Praseodymium in erts of mineraal

Monaziet
Basnaesiet

Geschiedenis

In 1751 ontdekte de Zweedse mineraloog Axel Fredrik Cronstedt een zwaar mineraal uit de mijn in Bastnäs (Zweden), later ceriet genoemd. Dertig jaar later stuurde de vijftienjarige Wilhelm Hisinger, van de familie die de mijn bezit, een stuk ervan naar Carl Wilhelm Scheele, die er geen nieuwe elementen in vond. In 1803, nadat Hisinger ijzermeester was geworden in de mijn, onderzocht hij samen met Jöns Jacob Berzelius opnieuw het mineraal en haalde er een nieuw oxide (element gebonden aan zuurstof) uit, dat ze ceria noemden naar de dwergplaneet Ceres, die twee jaar eerder was ontdekt. Ceria werd gelijktijdig en onafhankelijk in Duitsland apart gemaakt door Martin Heinrich Klaproth. Tussen 1839 en 1843 bleek ceria een mengsel van oxiden te zijn. Wat ontdekt was door de Zweedse chirurg en chemicus Carl Gustaf Mosander, die in hetzelfde huis als Berzelius woonde. Mosander scheidde er nog twee andere oxiden uit, die hij lanthana en didymia noemde. Hij ontleedde een monster van ceriumnitraat gedeeltelijk door het in de lucht te roosteren (verhitten) en het resulterende oxide vervolgens te behandelen met verdund salpeterzuur. De metalen die deze oxiden vormden, werden daarom lanthaan en didymium genoemd. Terwijl lanthaan een (nieuw) puur element bleek te zijn, was didymium dat niet en bleek het slechts een mengsel te zijn van alle stabiele vroege lanthaniden van praseodymium tot europium, zoals Marc Delafontaine vermoedde na spectroscopisch onderzoek met de spectrometer, hoewel hij niet de tijd had om verder te gaan. Het zware paar samarium en europium werd pas in 1879 apart gemaakt door Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran en pas in 1885 scheidde Carl Auer von Welsbach didymium in praseodymium en neodymium. Aangezien neodymium een groter bestanddeel van didymium was dan praseodymium, behield het de oude naam, terwijl praseodymium zich onderscheidde door de prei-groene kleur van zijn zouten (Grieks πρασιος, prasios of prasinos wat preigroen betekent). De samengestelde aard van didymium was eerder in 1882 al gesuggereerd door Bohuslav Brauner, die de scheiding niet voor elkaar kreeg.

Gebruik

Praseodymium brandt gemakkelijk bij 150 ° C.

Leo Moser (zoon van Ludwig Moser, oprichter van de Moser Glassworks in wat nu Karlovy Vary in de Tsjechische Republiek is, niet te verwarren met de wiskundige met dezelfde naam) onderzocht het gebruik van praseodymium in glaskleuring in de late jaren 1920, wat een geelgroen glas opleverde met de naam "Prasemit". In die tijd konden echter al veel goedkopere kleurstoffen een vergelijkbare kleur geven, dus Prasemit was niet populair, er werden maar weinig stukken gemaakt en voorbeelden er van zijn nu uiterst zeldzaam en dus kostbaar.

In combinatie met neodymium, een ander zeldzaam aardelement, wordt praseodymium gebruikt om krachtige magneten te maken die opvallen door hun sterkte en duurzaamheid. Over het algemeen geven de meeste legeringen van de zeldzame aarden van de ceriumgroep ( lanthaan tot en met samarium ) extreem stabiele magneten die vaak worden gebruikt in kleine apparatuur, zoals motoren, printers, horloges, koptelefoons, luidsprekers en magnetische opslag.

Als legering met magnesium wordt het gebruikt om metalen met een hoge sterkte te maken die worden gebruikt in vliegtuigmotoren. Yttrium en neodymium (ook lanthaniden) zijn ook mogelijke kandidaten voor deze toepassing.

Praseodymium is aanwezig in het zeldzame-aardemengsel waarvan de fluoride de kern vormt van zogeheten koolstofbooglampen, die in de filmindustrie worden gebruikt voor studioverlichting en projectorlampen.

Praseodymium verbindingen worden als kleurstof gebruikt in glazen, email en keramiek een geven een gele kleur.