Prazeodij

{{Infokutija hemijski element
| Hemijski element = Prazeodij
| Simbol = Pr
| Atomski broj = 59
| Serija = Lantanoidi
| Grupa = La
| Perioda = 6
| Blok = f
| Boja serije = Plum
| Slika = 180px
| CAS registarski broj = 7440-10-0
| Izgled = sivobijeli metalsa žutim nijansama
| Zastupljenost = 5,2&nbsp;ppm
| Atomska masa = 140,90766(2)
| Atomski radijus = 185
| Atomski radijus izračunat = 247
| Kovalentni radijus = 203
| Van der Waalsov radijus =
| Elektronska konfiguracija = &#x5B;Xe&#x5D; 4f36s2
| Izlazna energija =
| Elektroni u energetskom nivou = 2, 8, 18, 21, 8, 2
| Energija ionizacije_1 = 527
| Energija ionizacije_2 = 1020
| Energija ionizacije_3 = 2086
| Energija ionizacije_4 = 3761
| Agregatno stanje = čvrsto
| Mohsova skala tvrdoće =
| Struktura kristala = heksagonalna
| Gustoća = 6475
| Gustoća_K = 298,15
| Magnetizam = paramagnetičan \chi_{m} = 2,9 · 10−3)
| Tačka topljenja_K = 1208
| Tačka topljenja_C = 935
| Tačka ključanja_K = 3403
| Tačka ključanja_C = 3130
| Molarni volumen = 20,8 · 10-6
| Toplota isparavanja = 331
| Toplota topljenja = 6,9
| Pritisak pare = 1,33 · 10-6
| Pritisak pare_K = 1070
| Brzina zvuka = 2280
| Brzina zvuka_K = 293,15
| Specifična toplota = 193
| Specifična toplota_K =
| Specifična električna provodljivost = 1,43 · 106
| Specifična električna provodljivost_K =
| Toplotna provodljivost = 13
| Toplotna provodljivost_K =
| Oksidacioni broj = **3**, 4, 2
| Oksidi =
| Elektrodni potencijal = -2,35 V (Pr3+ + 3e-  → Pr)
| Elektronegativnost = 1,13
| Oznaka upozorenja = 
| Oznake upozorenja R = 
| Oznake upozorenja S = 
| Radioaktivan = Ne
| Izotopi =

|}}
**Prazeodij** (lat. - *praseodymium*) jeste hemijski element sa simbolom *Pr* i atomskim brojem **59**. U periodnom sistemu se nalazi u grupu lantanoida, pa se stoga ubraja u metale rijetkih zemalja. Zbog obojenosti njegovih spojeva dobio je i ime: iz grčke riječi *prásinos* što znači "zeleno" i *didymos* - "dvostruk" ili "blizanac".

## Historija 
thumb|lijevo|Prazeodij
Godine 1751. švedski mineralog Axel Fredrik Cronstedt otkrio je jedan teški mineral u rudniku kod Bastnäsa, kasnije nazvan cerit. Trideset godina kasnije, petnaestogodišnji dječak Vilhelm Hisinger, čija porodica je bila vlasnik rudnika, poslao je uzorak tog minerala hemičaru Carlu Scheeleu, a koji nije pronašao niti jedan novi element u tom mineralu. Godine 1803. nakon što je Hisiger odrastao i postao metalurg, vratio je mineral Berzeliusu koji je iz njega izolirao novi oksid, davši mu naziv *cerija*, prema patuljastoj planeti Cereri, otkrivenoj dvije godine ranije. Rijetku zemlju *ceriju* istovremeno i nezavisno od njega izolirao je i Martin Heinrich Klaproth u Njemačkoj. Između 1839. i 1843. švedski hirurg i hemičar Carl Gustaf Mosander dokazao je da je cerija smjesa određenih oksida. On je razdvojio još dva oksida iz nje, te ih nazvao *lantana* i *didymia*.

Per Teodor Cleve je 1874. primijetio da se kod *didyma* radi zapravo o dva elementa. Iz didyma, koji je dobio iz minerala samarskita, Lecoq de Boisbaudran je 1879. izdvojio element samarij. Godine 1885. Carl Auer von Welsbachu je uspjelo razdvojiti *didym* na elemente prazeodij i neodij, koji grade soli različitih boja.

## Osobine 
thumb|lijevo|Kristalna struktura prazeodija
### Fizičke 
Prazeodij je duktilni metal čija se tvrdoća može uporediti sa srebrom. Njegovih 59 elektrona je organizirano u konfiguraciju [Xe]4f36s2. Teoretski, svih pet vanjskih elektrona bi se moglo ponašati kao valentni elektroni, međutim da bi svih pet bili valentni potrebni su ekstremni uslovi. Obično, prazeodij daje do tri a rijetko četiri elektrona u svojim spojevima. On je prvi među lantanoidima sa elektronskom konfiguracijom koja odgovara *Aufbau* principu, koji predviđa da *4f* orbitale imaju niže energetske nivoe od *5d* orbitala. Ova pojava se javlja kod lantana i cerija, jer se ne nagla kontrakcija *4f* orbitala ne javlja se sve do nakon lantana, a kod cerija nije dovoljno snažna da bi spriječila zauzimanje *5d* podljuske. Ipak, prazeodij u čvrstom stanju ima konfiguraciju [Xe]4f25d16s2, sa jednim elektronom u *5d* podljusci kao i svi ostali trovalentni lantanoidi (svi osim europija i iterbija, koji su dvovalentni u metalnom stanju).

Prazeodij je mehki, srebreno-sjajni paramagnetični metal, koji spada u lantanoide i metale *rijetkih zemalja*. Izložen zraku, nešto bolje je otporan na oksidaciju (koroziju) od europija, lantana ili cerija, ali se prekriva blijedo zelenim slojem oksida koji se ljušti. Pri temperaturi od 798&nbsp;°C prelazi iz heksagonalne strukture *α*-Pr u kubičnu prostorno-centriranu *β*-Pr strukturu.

### Hemijske 
Pri visokim temperaturama, prazeodij gori dajući seskvioksid Pr2O3. Sa vodom reagira gradeći prazeodij-hidroksid (Pr(OH)3) istiskajući iz nje vodik. U svojim spojevima, on se nalazi u tro- i četvorovalentnom stanju, pri čemu se trovalentni oksidacijski broj javlja mnogo češće. Ioni Pr(III) su zeleno-žuti, dok su ioni Pr(IV) bez boje. Pod posebnim reduktivnim uslovima može se dobiti i dvovalentni prazeodij npr. u prazeodij(II,III)-jodidu (Pr2I5).

### Izotopi 
Prazeodij u prirodi se sastoji samo iz jednog stabilnog izotopa 141Pr. Osim njega, poznato je još 38 drugih radioaktivnih izotopa, pri čemu su izotopi 143Pr i 142Pr sa vremenima poluraspada od 13,57 dana i 19,12 sati, respektivno, najduže *živući*. Svi ostali radioaktivni izotopi imaju vremena poluraspada kraća od 6 sati, a većina od njih čak i manje od 33 sekunde. Također postoji šest nuklearnih izomera od kojih su najstabilniji 138*m*Pr (t½ 2,12 sati), 142*m*Pr (t½ 14,6 minuta) i 134*m*Pr (t½ 11 minuta).

Izotopi se kreću u pogledu atomskih masa između 120,955 (121Pr) i 158,955 (159Pr).

## Rasprostranjenost 
Prazeodij se u prirodnom obliku javlja samo u svojim spojevima, najčešće zajedno sa drugim lantanoidima, odnosno mineralima:
* ceritom
* monacitom ((Ce,La,Th,Nd,Y,Pr)PO4)
* bastnesitom (Ce,La,Nd,Y,Pr)CO3F i
* mišmetalom, koji sadrži od 3 do 5 % prazeodija.

Njegova količina u zemljištu kreće se između 1 i 15 ppm (eng. *part per million*) odnosno od 0,0001% do 0,0015%. Njegov udio u morskoj vodi iznosi 1 ppt (eng. *part per trillion*) odnosno 1 • 10−10%. Prazeodija u atmosferi gotovo da i nema. Svjetske rezerve prazeodija se procjenjuju na oko 4 miliona tona.

## Dobijanje 
Kao i kod svih drugih lantanoida, prvo se ruda obogaćuje flotacijom, zatim se metali prevode u odgovarajuće halogenide, te se zatim razdvajaju raznim tehnikama kao što su frakciona kristalizacija, ionsko-izmjenjivačka tehnika ili ekstrakcija.

Metalni prazeodij se dobija elektrolizom istopljenih soli ili redukcijom sa kalcijem.

:\mathrm{2\ PrF_3\ +\ 3\ Ca\ \longrightarrow \ 2\ Pr\ +\ 3\ CaF_2}

## Upotreba 
Prazeodij se koristi u legurama sa magnezijem za proizvodnju vrlo čvrstih materijala za avionske motore. Legure sa kobaltom i željezom su vrlo snažni stalni magneti. Spojevi prazeodija se koriste u industriji stakla i emajla za njihovo bojenje (naprimjer kod zeleno obojenih reflektorskih stakala za osvjetljavanje). Njegovi spojevi također poboljšavaju apsorpciju ultraljubičastog zračenja što se koristi za izradu zaštitnih stakala za oči pri zavarivanju.

## Spojevi 
### Oksidi 
* zeleni prazeodij(III)-oksid (Pr2O3)
* smeđe-crni prazeodij(III,IV)-oksid (Pr6O11)
* gotovo crni prazeodij(IV)-oksid (PrO2)

### Halogenidi 
Poznat je veći broj halogenida raznih oksidacijskih stanja, naprimjer prazeodij(III)-fluorid (PrF3), prazeodij(IV)-fluorid (PrF4), prazeodij(III)-hlorid (PrCl3), prazeodij(III)-bromid (PrBr3), prazeodij(III)-jodid (PrI3), prazeodij(II,III)-jodid
(Pr2I5) i drugi. Trovalentni halogenidi grade različite hidrate.

Osim toga, postoje i mnogi fluoridni kompleksi kao što je K2[PrF6] gdje je Pr četverovalentan.

### Drugi spojevi 
Binarni spojevi prazeodija su npr. prazeodij(III)-sulfid (Pr2S3), prazeodij-nitrid (PrN) i prazeodij-fosfid (PrP).

Pored toga, prazeodij je prisutan i u raznim solima, kao što je higroskopski prazeodij(III)-nitrat (Pr(NO3)3&nbsp;·&nbsp;x H2O), te lijepo kristalizirani prazeodij(III)-sulfat (Pr2(SO4)3&nbsp;·&nbsp;8 H2O).

Datoteka:Praseodymium sulphate octahydrate crystals.JPG|Prazeodij(III)-sulfat oktahidrat
Datoteka:Praseodymium(III)-chloride-heptahydrate.jpg|Prazeodij(III)-hlorid heptahidrat

## Reference 
Kategorija:Hemijski elementi
Kategorija:Reducensi
Kategorija:Rijetki zemni metali