Jelaskan Keterjadian dan produksi dari Praseodimium

Praseodimium tidak terlalu langka, meskipun termasuk dalam logam tanah jarang, membentuk 9,2 mg/kg kerak Bumi. Nilai ini berada di antara torium (9,6 mg/kg) dan samarium (7,05 mg/kg), dan menjadikan praseodimium sebagai lantanida yang paling melimpah keempat, di belakang serium (66,5 mg/kg), neodimium (41,5 mg/kg), dan lantanum (39 mg/kg); ia kurang melimpah daripada unsur tanah jarang itrium (33 mg/kg) dan skandium (22 mg/kg). Sebaliknya, klasifikasi praseodimium sebagai logam tanah jarang berasal dari kelangkaan relatifnya terhadap "tanah biasa" seperti kapur dan magnesia, beberapa mineral yang diketahui mengandungnya di mana ekstraksinya layak secara komersial, serta panjang dan kompleksitas ekstraksinya. Meskipun tidak terlalu langka, praseodimium tidak pernah ditemukan sebagai tanah jarang yang dominan dalam mineral yang mengandung praseodimium. Ia selalu didahului oleh serium dan lantanum dan biasanya juga oleh neodimium.

Ion Pr3+ memiliki ukuran yang mirip dengan lantanida awal dari golongan serium (dari lantanum hingga samarium dan europium) yang segera mengikuti tabel periodik, dan karenanya cenderung terjadi bersama mereka dalam mineral fosfat, silikat dan karbonat, seperti monasit (MIIIPO4) dan bastnäsit (MIIICO3F), di mana M mengacu pada semua logam tanah jarang kecuali skandium dan prometium yang radioaktif (kebanyakan Ce, La, dan Y, dengan sedikit Nd dan Pr). Bastnäsit biasanya kurang torium dan lantanida berat, dan pemurnian lantanida ringan darinya kurang terlibat. Bijihnya, setelah dihancurkan dan digiling, pertama-tama diolah dengan asam sulfat pekat panas, mengembangkan karbon dioksida, hidrogen fluorida, dan silikon tetrafluorida. Produk ini kemudian dikeringkan dan dilarutkan dengan air, meninggalkan ion lantanida awal, termasuk lantanum, dalam larutan.

Prosedur untuk monasit, yang biasanya mengandung semua tanah jarang, serta torium, lebih terlibat. Monasit, karena sifat magnetiknya, dapat dipisahkan dengan pemisahan elektromagnetik berulang. Setelah pemisahan, ia dicampur dengan asam sulfat pekat panas untuk menghasilkan sulfat yang larut dalam air dari tanah jarang. Filtrat asam sebagian dinetralkan dengan natrium hidroksida hingga pH 3–4, di mana torium mengendap sebagai hidroksida dan dihilangkan. Larutannya dicampur dengan amonium oksalat untuk mengubah tanah jarang menjadi oksalat mereka yang tidak larut, oksalatnya diubah menjadi oksida dengan anil, dan oksidanya dilarutkan dalam asam nitrat. Langkah terakhir ini mengecualikan salah satu komponen utama, serium, yang oksidanya tidak larut dalam HNO3. Harus berhati-hati saat menangani beberapa residu karena mereka mengandung 228Ra, anak dari 232Th, yang merupakan pemancar gama yang kuat.

Praseodimium kemudian dapat dipisahkan dari lantanida lain melalui kromatografi pertukaran ion, atau dengan menggunakan pelarut seperti tributil fosfat di mana kelarutan Ln3+ meningkat dengan meningkatnya nomor atom. Jika kromatografi penukar ion digunakan, campuran lantanidanya dimasukkan ke dalam satu kolom resin penukar kation dan Cu2+ atau Zn2+ atau Fe3+ dimasukkan ke kolom lainnya. Suatu larutan berair dari zat pengompleks, yang dikenal sebagai eluan (biasanya triamonium edtat), dilewatkan melalui kolom, dan Ln3+ dipindahkan dari kolom pertama dan diendapkan kembali dalam pita padat di bagian atas kolom sebelum dipindahkan kembali oleh . Energi pembentukan bebas Gibbs untuk kompleks Ln(edta·H) meningkat bersama dengan lantanida sekitar seperempat dari Ce3+ hingga Lu3+, sehingga kation Ln3+ menuruni kolom pengembangan dalam sebuah pita dan difraksinasi berulang kali, dielusi dari yang paling berat hingga yang paling ringan. Mereka kemudian diendapkan sebagai oksalat yang tidak larut, dibakar untuk membentuk oksida, dan kemudian direduksi menjadi logam.