Praseodimio
Propiedades, características y usos
El praseodimio es un elemento químico con el símbolo Pr y el número atómico 59.
Es el tercer miembro de la serie de los lantánidos y se considera tradicionalmente como uno de los metales de tierras raras.
El praseodimio es un metal blando, plateado, maleable y dúctil , valorado por sus propiedades magnéticas, eléctricas, químicas y ópticas.
Es demasiado reactivo para encontrarlo en forma nativa, y el praseodimio metálico puro desarrolla lentamente una capa de óxido verde cuando se expone al aire.
Información del praseodimio
| Fecha de Descubrimiento | 1885 |
|---|---|
| Descubierto por | Carl Auer von Welsbach |
| Origen del nombre | El nombre se deriva del griego ‘prasios didymos’ que significa gemelo verde. |
Características del praseodimio
El praseodimio es el tercer miembro de la serie de los lantánidos. En la tabla periódica, aparece entre el lantánido cerio a su izquierda y el neodimio a su derecha, y por encima del actínido protactinio.
Es un metal dúctil con una dureza comparable a la de la plata. Sus 59 electrones están dispuestos en la configuración [Xe]4f36s2; teóricamente, los cinco electrones externos pueden actuar como electrones de valencia, pero el uso de los cinco requiere condiciones extremas y, normalmente, el praseodimio solo produce tres o, a veces, cuatro electrones en sus compuestos.
El praseodimio es el primero de los lantánidos en tener una configuración electrónica conforme al principio de Aufbau, que predice que los orbitales 4f tienen un nivel de energía más bajo que los orbitales 5d; esto no es válido para el lantano y el cerio, porque la contracción repentina de los orbitales 4f no ocurre hasta después del lantano, y no es lo suficientemente fuerte en el cerio para evitar ocupar la subcapa 5d.
Sin embargo, el praseodimio sólido adquiere la configuración [Xe]4f25d16s2, con un electrón en la subcapa 5d como todos los otros lantánidos trivalentes (todos menos el europioe iterbio, que son divalentes en estado metálico).
Praseodimio en la tabla periódica
| Símbolo | Pr |
|---|---|
| Grupo | Lantánidos |
| Período | 6 |
| Bloquear | F |
| Número Atómico | 59 |
| Valencia | 3,4 |
| Estado de oxidación | +3 |
| Electronegatividad | 1,1 |
| Radio covalente (Å) | 1,65 |
| Radio iónico (Å) | 1,09 |
| Radio atómico (Å) | 1,82 |
| Configuración electrónica | [Xe]4f35d06s2 |
| Estado a 20°C | sólido |
| Punto de fusión | 1313°C, 2395°F, 1586K |
| Punto de ebullición | 3273°C, 5923°F, 3546K |
| Primer potencial de ionización (eV) | 5,80 |
| Densidad (g/ml) | 6,77 |
| Masa atómica relativa (g/mol) | 140,907 |
Usos y aplicaciones del praseodimio
El praseodimio se usa en imanes permanentes de alta intensidad, que son esenciales en motores eléctricos y generadores utilizados en automóviles híbridos y turbinas eólicas.
El praseodimio se utiliza en baterías recargables de hidruro de níquel-metal (NiMH) para automóviles híbridos. El electrodo negativo (cátodo) en las baterías de NiMH es una mezcla de hidruros metálicos, típicamente un hidruro metálico de tierras raras que contiene praseodimio, neodimio, lantano y cerio.
El metal se utiliza como agente de aleación con magnesio, creando un metal de alta resistencia para motores de aviones.
El praseodimio se usa para fabricar gafas especializadas de vidrio amarillo para sopladores y soldadores de vidrio.
Los pedernales de encendedor de llamas utilizan metal mich (una aleación de tierras raras) que contiene praseodimio para producir chispas por fricción.
Las sales de praseodimio se usan para colorear vidrios y esmaltes.
El praseodimio también se utiliza en el núcleo de las luces de arco de carbono de alta intensidad utilizadas por la industria del cine y en la iluminación de inundación.
Donde se encuentra el praseodimio
El praseodimio no se encuentra libre en la naturaleza, pero se encuentra en una serie de minerales, principalmente monazita y bastnaesita. Se recupera comercialmente mediante técnicas de intercambio iónico y procesos de extracción líquido-líquido a contracorriente de arena de monazita y bastnasita.
El praseodimio metálico se puede preparar por reducción del cloruro anhidro.
Países productores de praseodimio
El praseodimio solo se puede encontrar en dos tipos de mineral, estos son los que anteriormente se mencionaron, es decir la monazita y bastnasita.
Existen fuentes en China, EE. UU., Brasil, India, Sri Lanka y Australia. Alrededor de 2.500 tm se producen anualmente, con 2 millones de toneladas de reservas en todo el mundo.
Nivel de toxicidad del praseodimio
Se ha descubierto que los primeros lantánidos son esenciales para algunas bacterias metanotróficas que viven en zonas de barro volcánicas, como Methylacidiphilum fumariolicum: el lantano, el cerio, el praseodimio y el neodimio son casi igualmente efectivos.
Por lo demás, no se sabe que el praseodimio tenga un papel biológico en ningún otro organismo, pero tampoco es muy tóxico.
Se sabe que la inyección intravenosa de tierras raras en animales deteriora la función hepática, pero los principales efectos secundarios de la inhalación de óxidos de tierras raras en humanos provienen de impurezas radioactivas de torio y uranio.