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Praseodym



Eigenschaften
Allgemein
Name, Symbol, Ordnungszahl Praseodym, Pr, 59
Serie Lanthanoide
Gruppe, Periode, Block La, 6, f
Aussehen silbrig weiß,
gelblicher Farbton
Massenanteil an der Erdhülle 10-4 bis 10-5 %
Atomar
Atommasse 140,90765 u
Atomradius (berechnet) 185 (247) pm
Kovalenter Radius 165 pm
Van-der-Waals-Radius pm
Elektronenkonfiguration [Xe]4f36s2
Elektronen pro Energieniveau 2, 8, 18, 21, 8, 2
1. Ionisierungsenergie 527 kJ/mol
2. Ionisierungsenergie 1020 kJ/mol
3. Ionisierungsenergie 2086 kJ/mol
4. Ionisierungsenergie 3761 kJ/mol
Physikalisch
Aggregatzustand fest
Modifikationen
Kristallstruktur hexagonal
Dichte 6,64 g/cm3
Magnetismus
Schmelzpunkt 1204 K (931 °C)
Siedepunkt 3793 K (3520 °C)
Molares Volumen 20,8 · 10-6 m3/mol
Verdampfungswärme 296,8 kJ/mol
Schmelzwärme 6,89 kJ/mol
Dampfdruck

1,33 · 10-6 Pa bei 1070 K

Schallgeschwindigkeit 2280 m/s bei 293,15 K
Spezifische Wärmekapazität 193 J/(kg · K)
Elektrische Leitfähigkeit 1,486 · 106 S/m
Wärmeleitfähigkeit 12,5 W/(m · K)
Chemisch
Oxidationszustände 3, 4
Oxide (Basizität) (leicht basisch)
Normalpotential -2,35 V (Pr3+ + 3e- %rarr; Pr)
Elektronegativität 1,13 (Pauling-Skala)
Isotope
Isotop NH t1/2 ZM ZE MeV ZP
137Pr

{syn.}

1,28 h ε 2,702 137Ce
138Pr

{syn.}

1,45 min ε 4,437 138Ce
139Pr

{syn.}

4,41 h ε 2,129 139Ce
140Pr

{syn.}

3,39 min ε 3,388 140Ce
141Pr

100 %

Stabil
142Pr

{syn.}

19,12 h β 2,162 142Nd
ε 0,745 142Ce
143Pr

{syn.}

13,57 d β 0,934 143Nd
144Pr

{syn.}

17,28 min β 2,997 144Nd
145Pr

{syn.}

5,984 h β 1,805 145Nd
NMR-Eigenschaften
  Spin γ in
rad·T−1·s−1
E fL bei
B = 4,7 T
in MHz
141Pr 5/2 7,8366 · 107 0,293 58,6
Sicherheitshinweise
Gefahrstoffkennzeichnung
R- und S-Sätze R: 17
S: 17
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet.
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.
 

Praseodym ist ein chemisches Element im Periodensystem der Elemente mit dem Symbol Pr und der Ordnungszahl 59. Von der Grünfärbung seiner Verbindungen kommt auch der Name: das griechische Wort prásinos bedeutet „lauchgrün“, didymos „doppelt“ oder „Zwilling“. Das Element wird den Metallen der seltenen Erden zugeordnet.

Inhaltsverzeichnis

Geschichte

1841 extrahierte Carl Gustav Mosander die seltene Erde Didym aus Lanthanoxid. 1874 bemerkte Per Teodor Cleve, dass es sich bei Didym eigentlich um zwei Elemente handelte. Im Jahr 1879 isolierte Lecoq de Boisbaudran Samarium aus Didym, das er aus dem Mineral Samarskit gewann. 1885 gelang es Carl Auer von Welsbach, Didym in Praseodym und Neodym zu trennen, die beide Salze mit verschiedenen Farben bilden.

Vorkommen

Praseodym kommt als Begleiter in den typischen Seltenen-Erd-Mineralien Cerit, Monazit und Bastnäsit vor. Die weltweiten Reserven werden auf 4 Millionen Tonnen geschätzt.

Gewinnung und Herstellung

Wie bei allen Lanthanoiden werden zuerst die Erze durch Flotation angereichert, danach die Metalle in entsprechende Halogenide umgewandelt und durch fraktionierte Kristallisation, Ionenaustausch oder Extraktion getrennt. Das Metall wird durch Schmelzflusselektrolyse oder Reduktion mit Calcium gewonnen.

Eigenschaften

Praseodym ist ein weiches, silberweißes paramagnetisches Metall, welches zu den Lanthanoiden und Metallen der Seltenen Erden gehört. Es ist in Luft etwas korrosionsbeständiger als Europium, Lanthan oder Cer, bildet aber leicht eine grüne Oxidschicht aus, die an Luft abblättert. Bei 798 °C wandelt sich das hexagonale α-Pr in das kubisch-raumzentrierte β-Pr um.

Verwendung

  • Praseodym wird in Legierungen mit Magnesium zur Herstellung von hochfestem Metall für Flugzeugmotoren verwendet.
  • Legierungen mit Cobalt und Eisen sind starke Dauermagnete.
  • Praseodymverbindungen werden zum Färben von Glas und Emaille verwendet.
  • Die Verbindungen verbessern auch die UV-Absorption und werden für Augenschutzgläser beim Schweißen benutzt.

Isotope

Natürliches Praseodym besteht nur aus dem stabilen Isotop Pr-141. 38 weitere radioaktive Isotope sind bekannt, wobei Pr-143 und Pr-142 mit einer Halbwertszeit von 13,57 Tagen beziehungsweise 19,12 Stunden die langlebigsten sind. Alle anderen Isotope haben Halbwertszeiten von weniger als 5,985 Stunden, die meisten sogar weniger als 33 Sekunden. Es gibt auch 6 metastabile Zustände, wobei Pr-138m (t½ 2,12 Stunden), Pr-142m (t½ 14,6 Minuten) und Pr-134m (t½ 11 Minuten) die stabilsten sind.

Die Isotope bewegen sich einem Atommassenbereich von 120,955 (Pr-121) bis 158,955 (Pr-159).

Sicherheitshinweise

Wegen seiner Luftempfindlichkeit sollte Praseodym unter Benzin oder in Kunststoff oder Glas versiegelt aufbewahrt werden.

Eine biologische Bedeutung ist nicht bekannt, Praseodymverbindungen sollen aber leicht leberschädigend wirken. Es gibt allerdings keine Toxizitätswerte.

Verbindungen

Praseodym tritt in seinen Verbindungen drei- und vierwertig auf, wobei die dreiwertige Oxidationszahl die häufigere ist. Pr(III)-Verbindungen sind gelbgrün, Pr(IV)-Verbindungen farblos. Unter besonderen reduktiven Bedingungen kann auch zweiwertiges Praseodym realisiert werden, z.B. im Pr2I5.

Bekannt sind von allen Stufen mehrere Halogenide (beispielsweise PrF3, PrF4, PrCl3, PrBr3, PrI3), Pr2I5. Von den dreiwertigen Halogeniden existieren auch verschiedene Hydrate.

Es gibt auch diverse Verbindungen mit Chalkogenen (PrO2, Pr2O3, Pr2S3, Pr2Te3) und andere binäre Verbindungen wie PrN oder Pr(NO3)3.

Außerdem bildet es mehrere Fluorkomplexe.

 
Dieser Artikel basiert auf dem Artikel Praseodym aus der freien Enzyklopädie Wikipedia und steht unter der GNU-Lizenz für freie Dokumentation. In der Wikipedia ist eine Liste der Autoren verfügbar.
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