जादुई दुर्लभ पृथ्वी तत्व - प्रासोडाइमियम

प्रासोडाइमियमरासायनिक तत्वहरूको आवधिक तालिकामा तेस्रो सबैभन्दा प्रचुर मात्रामा ल्यान्थानाइड तत्व हो, जसको क्रस्टमा ९.५ पीपीएम प्रचुर मात्रामा छ, जुन भन्दा मात्र कम हो।सेरियम, यट्रियम,ल्यान्थेनम, रस्क्यान्डियम। यो दुर्लभ पृथ्वीमा पाँचौं सबैभन्दा प्रचुर मात्रामा तत्व हो। तर उसको नाम जस्तै,प्रासोडाइमियमदुर्लभ पृथ्वी परिवारको एक साधारण र अलंकृत सदस्य हो।

१८८५ मा CF Auer Von Welsbach ले praseodymium पत्ता लगाए।

१७५१ मा, स्विडेनी खनिजविद् एक्सेल फ्रेड्रिक क्रोनस्टेडले बास्टनको खानी क्षेत्रमा एउटा भारी खनिज फेला पारे, जसलाई पछि सेराइट नाम दिइयो। तीस वर्ष पछि, खानीको स्वामित्वमा रहेको परिवारका पन्ध्र वर्षीय विल्हेल्म हिसिङ्गरले आफ्नो नमूना कार्ल शिलेलाई पठाए, तर उनले कुनै नयाँ तत्वहरू पत्ता लगाएनन्। १८०३ मा, सिंगर लोहार बनेपछि, उनी जोन्स ज्याकब बर्जेलियससँग खानी क्षेत्रमा फर्किए र दुई वर्ष पहिले पत्ता लागेको नयाँ अक्साइड, बौना ग्रह सेरेसलाई अलग गरे। सेरियालाई जर्मनीमा मार्टिन हेनरिक क्लाप्रोथद्वारा स्वतन्त्र रूपमा अलग गरिएको थियो।

१८३९ र १८४३ को बीचमा, स्विडेनी सर्जन र रसायनशास्त्री कार्ल गुस्ताफ मोसान्डरले पत्ता लगाए किसेरियम अक्साइडअक्साइडको मिश्रण थियो। उनले दुई अन्य अक्साइडहरू अलग गरे, जसलाई उनले ल्यान्थाना र डिडिमियालाई "डिडिमिया" (ग्रीकमा "जुम्ल्याहा" को अर्थ) भने। उनले आंशिक रूपमा विघटन गरेसेरियम नाइट्रेटहावामा भुटेर नमूना निकालिन्छ, र त्यसपछि अक्साइड प्राप्त गर्न पातलो नाइट्रिक एसिडले उपचार गरिन्छ। त्यसैले यी अक्साइडहरू बनाउने धातुहरूलाई नाम दिइएको छल्यान्थेनमरप्रासोडाइमियम.

१८८५ मा, थोरियम सेरियम भाप बत्ती गज कभर आविष्कार गर्ने अस्ट्रियाली CF Auer Von Welsbach ले "praseodymium neodymium", "जोइन गरिएको जुम्ल्याहा" लाई सफलतापूर्वक अलग गरे, जसबाट हरियो praseodymium नुन र गुलाबी रंगको neodymium नुन अलग गरियो र दुई नयाँ तत्वहरू हुन निर्धारण गरियो। एउटालाई "praseodymium" नाम दिइएको छ, जुन ग्रीक शब्द prason बाट आएको हो, जसको अर्थ हरियो यौगिक हो किनभने praseodymium नुन पानीको घोलले चम्किलो हरियो रंग प्रस्तुत गर्नेछ; अर्को तत्वको नाम "नियोडियमियम"जोडा जुम्ल्याहा" को सफल छुट्टिनाले उनीहरूलाई स्वतन्त्र रूपमा आफ्नो प्रतिभा प्रदर्शन गर्न सक्षम बनायो।

प्रासोडाइमियम धातु

चाँदीको सेतो धातु, नरम र नरम। कोठाको तापक्रममा प्रासियोडाइमियमको षट्कोण क्रिस्टल संरचना हुन्छ। हावामा क्षरण प्रतिरोध ल्यान्थेनम, सेरियम, नियोडाइमियम र युरोपियमको भन्दा बलियो हुन्छ, तर हावाको सम्पर्कमा आउँदा, नाजुक कालो अक्साइडको तह उत्पादन हुन्छ, र एक सेन्टिमिटर आकारको प्रासियोडाइमियम धातुको नमूना लगभग एक वर्ष भित्र पूर्ण रूपमा क्षरण हुन्छ।

धेरैजसो जस्तैदुर्लभ पृथ्वी तत्वहरू, praseodymium ले +3 अक्सीकरण अवस्था बनाउने सम्भावना बढी हुन्छ, जुन जलीय घोलहरूमा यसको एक मात्र स्थिर अवस्था हो। Praseodymium केही ज्ञात ठोस यौगिकहरूमा +4 अक्सीकरण अवस्थामा अवस्थित हुन्छ, र म्याट्रिक्स पृथकीकरण अवस्थाहरूमा, यो ल्यान्थानाइड तत्वहरू बीच एक अद्वितीय +5 अक्सीकरण अवस्थामा पुग्न सक्छ।

जलीय प्रासियोडाइमियम आयन चार्ट्र्यूज हो, र प्रासियोडाइमियमको धेरै औद्योगिक प्रयोगहरूमा प्रकाश स्रोतहरूमा पहेंलो प्रकाश फिल्टर गर्ने क्षमता समावेश छ।

प्रासोडाइमियम इलेक्ट्रोनिक लेआउट

इलेक्ट्रोनिक उत्सर्जन:

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p66s2 4f3

प्रेसियोडाइमियमका ५९ इलेक्ट्रोनहरू [Xe] 4f36s2 को रूपमा व्यवस्थित छन्। सैद्धान्तिक रूपमा, सबै पाँच बाहिरी इलेक्ट्रोनहरूलाई भ्यालेन्स इलेक्ट्रोनको रूपमा प्रयोग गर्न सकिन्छ, तर सबै पाँच बाहिरी इलेक्ट्रोनहरूको प्रयोगको लागि चरम अवस्थाहरू आवश्यक पर्दछ। सामान्यतया, प्रेसियोडाइमियमले यसको यौगिकहरूमा तीन वा चार इलेक्ट्रोनहरू मात्र उत्सर्जन गर्दछ। प्रेसियोडाइमियम पहिलो ल्यान्थानाइड तत्व हो जसको इलेक्ट्रोनिक कन्फिगरेसन Aufbau सिद्धान्त अनुरूप हुन्छ। यसको 4f अर्बिटलमा 5d अर्बिटल भन्दा कम ऊर्जा स्तर हुन्छ, जुन ल्यान्थानम र सेरियममा लागू हुँदैन, किनकि 4f अर्बिटलको अचानक संकुचन ल्यान्थानम पछि मात्र हुँदैन र सेरियममा 5d शेल ओगट्नबाट बच्न पर्याप्त हुँदैन। तैपनि, ठोस प्रेसियोडाइमियमले [Xe] 4f25d16s2 कन्फिगरेसन प्रदर्शन गर्दछ, जहाँ 5d शेलमा रहेको एउटा इलेक्ट्रोन अन्य सबै त्रिसंयोजक ल्यान्थानाइड तत्वहरू जस्तै हुन्छ (युरोपियम र यटरबियम बाहेक, जुन धातु अवस्थामा द्विसंयोजक हुन्छन्)।

धेरैजसो ल्यान्थानाइड तत्वहरू जस्तै, प्रेसियोडाइमियमले सामान्यतया भ्यालेन्स इलेक्ट्रोनको रूपमा केवल तीन इलेक्ट्रोनहरू प्रयोग गर्दछ, र बाँकी 4f इलेक्ट्रोनहरूमा बलियो बाइन्डिङ प्रभाव हुन्छ: यो किनभने 4f कक्षा इलेक्ट्रोनको निष्क्रिय क्सीनन कोरबाट गुज्रन्छ र न्यूक्लियसमा पुग्छ, त्यसपछि 5d र 6s आउँछ, र आयनिक चार्जको वृद्धिसँगै बढ्छ। यद्यपि, प्रेसियोडाइमियमले अझै पनि चौथो र कहिलेकाहीं पाँचौं भ्यालेन्स इलेक्ट्रोन गुमाउन जारी राख्न सक्छ, किनभने यो ल्यान्थानाइड प्रणालीमा धेरै प्रारम्भिक रूपमा देखा पर्दछ, जहाँ आणविक चार्ज अझै पनि पर्याप्त कम छ, र 4f सबशेल ऊर्जा पर्याप्त उच्च छ जसले थप भ्यालेन्स इलेक्ट्रोन हटाउन अनुमति दिन्छ।

प्रासोडाइमियम र सबै ल्यान्थानाइड तत्वहरू (बाहेकल्यान्थेनम, यटरबियमरलुटेटियम, कुनै पनि जोडा नभएको 4f इलेक्ट्रोनहरू छैनन्) कोठाको तापक्रममा प्याराचुम्बकत्व हो। कम तापक्रममा एन्टीफेरोम्याग्नेटिक वा फेरोम्याग्नेटिक क्रम प्रदर्शन गर्ने अन्य दुर्लभ पृथ्वी धातुहरू भन्दा फरक, praseodymium 1K माथिको सबै तापक्रममा प्याराचुम्बकत्व हो।

प्रासोडाइमियमको प्रयोग

प्रासोडाइमियम प्रायः मिश्रित दुर्लभ पृथ्वीको रूपमा प्रयोग गरिन्छ, जस्तै धातु सामग्री, रासायनिक उत्प्रेरक, कृषि दुर्लभ पृथ्वी, आदिको शुद्धीकरण र परिमार्जन गर्ने एजेन्टको रूपमा।प्रासोडाइमियम नियोडाइमियमदुर्लभ पृथ्वी तत्वहरूको सबैभन्दा मिल्दोजुल्दो र छुट्याउन गाह्रो जोडी हो, जुन रासायनिक विधिहरूद्वारा छुट्याउन गाह्रो छ। औद्योगिक उत्पादनले सामान्यतया निकासी र आयन विनिमय विधिहरू प्रयोग गर्दछ। यदि तिनीहरूलाई समृद्ध प्रासोडाइमियम नियोडाइमियमको रूपमा जोडीमा प्रयोग गरिन्छ भने, तिनीहरूको समानता पूर्ण रूपमा प्रयोग गर्न सकिन्छ, र मूल्य पनि एकल तत्व उत्पादनहरू भन्दा सस्तो छ।

प्रासोडाइमियम नियोडाइमियम मिश्र धातु((प्रासियोडाइमियम नियोडाइमियम धातु)एक स्वतन्त्र उत्पादन बनेको छ, जुन स्थायी चुम्बक सामग्री र अलौह धातु मिश्र धातुहरूको लागि परिमार्जन योजक दुवैको रूपमा प्रयोग गर्न सकिन्छ। Y जिओलाइट आणविक चलनीमा प्रासियोडिमियम नियोडिमियम सांद्रता थपेर पेट्रोलियम क्र्याकिंग उत्प्रेरकको गतिविधि, चयनशीलता र स्थिरता सुधार गर्न सकिन्छ। प्लास्टिक परिमार्जन योजकको रूपमा, पोलिटेट्राफ्लुरोइथिलीन (PTFE) मा प्रासियोडिमियम नियोडिमियम संवर्धन थप्दा PTFE को पहिरन प्रतिरोधमा उल्लेखनीय सुधार हुन सक्छ।

दुर्लभ पृथ्वीस्थायी चुम्बक सामग्रीहरू आज दुर्लभ पृथ्वी प्रयोगको सबैभन्दा लोकप्रिय क्षेत्र हो। स्थायी चुम्बक सामग्रीको रूपमा प्रासोडाइमियम मात्र उत्कृष्ट छैन, तर यो चुम्बकीय गुणहरू सुधार गर्न सक्ने एक उत्कृष्ट सिनर्जिस्टिक तत्व हो। उचित मात्रामा प्रासोडाइमियम थप्दा स्थायी चुम्बक सामग्रीहरूको कार्यसम्पादन प्रभावकारी रूपमा सुधार गर्न सकिन्छ। यसले चुम्बकहरूको एन्टिअक्सिडेन्ट प्रदर्शन (वायु जंग प्रतिरोध) र यान्त्रिक गुणहरू पनि सुधार गर्न सक्छ, र विभिन्न इलेक्ट्रोनिक उपकरणहरू र मोटरहरूमा व्यापक रूपमा प्रयोग गरिएको छ।

प्रासोडाइमियमलाई ग्राइन्डिङ र पालिसिङ सामग्रीको लागि पनि प्रयोग गर्न सकिन्छ। हामी सबैलाई थाहा छ, शुद्ध सेरियममा आधारित पालिसिङ पाउडर सामान्यतया हल्का पहेंलो हुन्छ, जुन अप्टिकल गिलासको लागि उच्च-गुणस्तरको पालिसिङ सामग्री हो, र यसले कम पालिसिङ दक्षता भएको र उत्पादन वातावरणलाई प्रदूषित गर्ने आइरन अक्साइड रातो पाउडरलाई प्रतिस्थापन गरेको छ। मानिसहरूले प्रासोडाइमियममा राम्रो पालिसिङ गुणहरू भएको पाएका छन्। प्रासोडाइमियम भएको दुर्लभ पृथ्वी पालिसिङ पाउडर रातो खैरो देखिनेछ, जसलाई "रातो पाउडर" पनि भनिन्छ, तर यो रातो रंग आइरन अक्साइड रातो होइन, तर प्रासोडाइमियम अक्साइडको उपस्थितिको कारणले गर्दा, दुर्लभ पृथ्वी पालिसिङ पाउडरको रंग गाढा हुन्छ। प्रासोडाइमियमलाई प्रासोडाइमियम भएको कोरन्डम ग्राइन्डिङ पाङ्ग्राहरू बनाउन नयाँ ग्राइन्डिङ सामग्रीको रूपमा पनि प्रयोग गरिएको छ। सेतो एल्युमिनाको तुलनामा, कार्बन स्ट्रक्चरल स्टील, स्टेनलेस स्टील, र उच्च-तापमान मिश्र धातुहरू पीस्दा दक्षता र स्थायित्व ३०% भन्दा बढीले सुधार गर्न सकिन्छ। लागत घटाउनको लागि, प्रासोडाइमियम नियोडाइमियम समृद्ध सामग्रीहरू प्रायः विगतमा कच्चा पदार्थको रूपमा प्रयोग गरिन्थ्यो, त्यसैले प्रासोडाइमियम नियोडाइमियम कोरन्डम ग्राइन्डिङ पाङ्ग्राको नाम दिइएको छ।

प्रकाशको गतिलाई प्रति सेकेन्ड धेरै सय मिटरसम्म ढिलो गर्न प्रासियोडिमियम आयनहरूले भरिएको सिलिकेट क्रिस्टलहरू प्रयोग गरिएको छ।

जिरकोनियम सिलिकेटमा प्रासियोडिमियम अक्साइड थप्दा चम्किलो पहेंलो हुन्छ र यसलाई सिरेमिक पिग्मेन्ट - प्रासियोडिमियम पहेँलोको रूपमा प्रयोग गर्न सकिन्छ। प्रासियोडिमियम पहेँलो (Zr02-Pr6Oll-Si02) लाई सबैभन्दा राम्रो पहेंलो सिरेमिक पिग्मेन्ट मानिन्छ, जुन १००० ℃ सम्म स्थिर रहन्छ र एक पटक वा पुन: जलाउने प्रक्रियाहरूको लागि प्रयोग गर्न सकिन्छ।

प्रासियोडिमियमलाई गिलासको रंगको रूपमा पनि प्रयोग गरिन्छ, जसमा समृद्ध रंगहरू र ठूलो सम्भावना भएको बजार छ। चम्किलो लीक हरियो र स्क्यालियन हरियो रंगहरू भएका प्रासियोडिमियम हरियो गिलास उत्पादनहरू उत्पादन गर्न सकिन्छ, जुन हरियो फिल्टरहरू उत्पादन गर्न र कला र शिल्प गिलासको लागि पनि प्रयोग गर्न सकिन्छ। गिलासमा प्रासियोडिमियम अक्साइड र सेरियम अक्साइड थपेर वेल्डिंगको लागि चश्माको रूपमा प्रयोग गर्न सकिन्छ। प्रासियोडिमियम सल्फाइडलाई हरियो प्लास्टिकको रंगको रूपमा पनि प्रयोग गर्न सकिन्छ।