Wikipedia

Praseodimium

unsur kimia dengan lambang Pr dan nomor atom 59

Praseodimium adalah sebuah unsur kimia dengan lambang Pr dan nomor atom 59. Ia adalah anggota ketiga dalam deret lantanida dan dianggap sebagai salah satu logam tanah jarang. Ia adalah logam yang lunak, keperakan, mudah dibentuk dan ulet, bernilai karena sifat magnetik, listrik, kimia, dan optiknya. Ia terlalu reaktif untuk ditemukan dalam bentuk asli, dan logam praseodimium murni perlahan-lahan mengembangkan lapisan oksida hijau saat terkena udara.

Praseodimium,  59Pr
Praseodymium.jpg
Praseodymium spectrum visible.png
Garis spektrum praseodimium
Sifat umum
Nama, lambangpraseodimium, Pr
Pengucapan/praséodimium/[1]
Penampilanputih keabu-abuan
Praseodimium dalam tabel periodik
Hidrogen (diatomic nonmetal)
Helium (noble gas)
Litium (alkali metal)
Berilium (alkaline earth metal)
Boron (metalloid)
Karbon (polyatomic nonmetal)
Nitrogen (diatomic nonmetal)
Oksigen (diatomic nonmetal)
Fluorin (diatomic nonmetal)
Neon (noble gas)
Natrium (alkali metal)
Magnesium (alkaline earth metal)
Aluminium (post-transition metal)
Silikon (metalloid)
Fosforus (polyatomic nonmetal)
Belerang (polyatomic nonmetal)
Klorin (diatomic nonmetal)
Argon (noble gas)
Kalium (alkali metal)
Kalsium (alkaline earth metal)
Skandium (transition metal)
Titanium (transition metal)
Vanadium (transition metal)
Kromium (transition metal)
Mangan (transition metal)
Besi (transition metal)
Kobalt (transition metal)
Nikel (transition metal)
Tembaga (transition metal)
Seng (transition metal)
Galium (post-transition metal)
Germanium (metalloid)
Arsen (metalloid)
Selenium (polyatomic nonmetal)
Bromin (diatomic nonmetal)
Kripton (noble gas)
Rubidium (alkali metal)
Stronsium (alkaline earth metal)
Itrium (transition metal)
Zirkonium (transition metal)
Niobium (transition metal)
Molibdenum (transition metal)
Teknesium (transition metal)
Rutenium (transition metal)
Rodium (transition metal)
Paladium (transition metal)
Perak (transition metal)
Kadmium (transition metal)
Indium (post-transition metal)
Timah (post-transition metal)
Antimon (metalloid)
Telurium (metalloid)
Iodin (diatomic nonmetal)
Xenon (noble gas)
Sesium (alkali metal)
Barium (alkaline earth metal)
Lantanum (lanthanide)
Serium (lanthanide)
Praseodimium (lanthanide)
Neodimium (lanthanide)
Prometium (lanthanide)
Samarium (lanthanide)
Europium (lanthanide)
Gadolinium (lanthanide)
Terbium (lanthanide)
Disprosium (lanthanide)
Holmium (lanthanide)
Erbium (lanthanide)
Tulium (lanthanide)
Iterbium (lanthanide)
Lutesium (lanthanide)
Hafnium (transition metal)
Tantalum (transition metal)
Wolfram (transition metal)
Renium (transition metal)
Osmium (transition metal)
Iridium (transition metal)
Platina (transition metal)
Emas (transition metal)
Raksa (transition metal)
Talium (post-transition metal)
Timbal (post-transition metal)
Bismut (post-transition metal)
Polonium (post-transition metal)
Astatin (metalloid)
Radon (noble gas)
Fransium (alkali metal)
Radium (alkaline earth metal)
Aktinium (actinide)
Torium (actinide)
Protaktinium (actinide)
Uranium (actinide)
Neptunium (actinide)
Plutonium (actinide)
Amerisium (actinide)
Kurium (actinide)
Berkelium (actinide)
Kalifornium (actinide)
Einsteinium (actinide)
Fermium (actinide)
Mendelevium (actinide)
Nobelium (actinide)
Lawrensium (actinide)
Ruterfordium (transition metal)
Dubnium (transition metal)
Seaborgium (transition metal)
Bohrium (transition metal)
Hasium (transition metal)
Meitnerium (unknown chemical properties)
Darmstadtium (unknown chemical properties)
Roentgenium (unknown chemical properties)
Kopernisium (transition metal)
Nihonium (unknown chemical properties)
Flerovium (post-transition metal)
Moskovium (unknown chemical properties)
Livermorium (unknown chemical properties)
Tenesin (unknown chemical properties)
Oganeson (unknown chemical properties)
 –
↑
Pr
↓
Pa
serium ← praseodimium → neodimium
Nomor atom (Z)59
Golongangolongan n/a
Periodeperiode 6
Blokblok-f
Kategori unsur  lantanida
Berat atom standar (Ar)
  • 140,90766±0,00001
  • 140,91±0,01 (diringkas)
Konfigurasi elektron[Xe] 4f3 6s2
Elektron per kelopak2, 8, 18, 21, 8, 2
Sifat fisik
Fase pada STS (0 °C dan 101,325 kPa)padat
Titik lebur1208 K ​(935 °C, ​1715 °F)
Titik didih3403 K ​(3130 °C, ​5666 °F)
Kepadatan mendekati s.k.6,77 g/cm3
saat cair, pada t.l.6,50 g/cm3
Kalor peleburan6,89 kJ/mol
Kalor penguapan331 kJ/mol
Kapasitas kalor molar27,20 J/(mol·K)
Tekanan uap
P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
pada T (K) 1771 1973 (2227) (2571) (3054) (3779)
Sifat atom
Bilangan oksidasi0,[2] +1,[3] +2, +3, +4, +5 (oksida agak basa)
ElektronegativitasSkala Pauling: 1,13
Energi ionisasike-1: 527 kJ/mol
ke-2: 1020 kJ/mol
ke-3: 2086 kJ/mol
Jari-jari atomempiris: 182 pm
Jari-jari kovalen203±7 pm
Lain-lain
Kelimpahan alamiprimordial
Struktur kristal ​susunan padat heksagon ganda (dhcp)
Struktur kristal Double hexagonal close packed untuk praseodimium
Kecepatan suara batang ringan2280 m/s (suhu 20 °C)
Ekspansi kalorα, poli: 6,7 µm/(m·K) (pada s.k.)
Konduktivitas termal12,5 W/(m·K)
Resistivitas listrikα, poli: 0,700 µΩ·m (pada s.k.)
Arah magnetparamagnetik[4]
Suseptibilitas magnetik molar+5.010,0×10−6 cm3/mol (293 K)[5]
Modulus Youngbentuk α: 37,3 GPa
Modulus Shearbentuk α: 14,8 GPa
Modulus Bulkbentuk α: 28,8 GPa
Rasio Poissonbentuk α: 0,281
Skala Vickers250–745 MPa
Skala Brinell250–640 MPa
Nomor CAS7440-10-0
Sejarah
PenemuanCarl A. Welsbach (1885)
Isotop praseodimium yang utama
Iso­top Kelim­pahan Waktu paruh (t1/2) Mode peluruhan Pro­duk
141Pr 100% stabil
142Pr sintetis 19,12 jam β− 142Nd
ε 142Ce
143Pr sintetis 13,57 hri β− 143Nd
| referensi | di Wikidata

Praseodimium selalu terjadi secara alami bersama dengan logam tanah jarang lainnya. Ia adalah unsur tanah jarang yang paling melimpah keenam dan lantanida yang paling melimpah keempat, membentuk 9,1 bagian per juta kerak bumi, kelimpahan yang mirip dengan boron. Pada tahun 1841, ahli kimia Swedia Carl Gustav Mosander mengekstraksi residu oksida tanah jarang yang ia sebut didimium dari residu yang ia sebut "lantana", yang pada gilirannya dipisahkan dari garam serium. Pada tahun 1885, ahli kimia Austria Baron Carl Auer von Welsbach memisahkan didimium menjadi dua unsur yang menghasilkan garam dengan warna berbeda, yang ia beri nama praseodimium dan neodimium. Nama praseodimium berasal dari bahasa Yunani Kuno πράσινος (prasinos), yang berarti 'hijau prei', dan δίδυμος (didymos) 'kembar'.

Seperti kebanyakan unsur tanah jarang, praseodimium paling mudah membentuk bilangan oksidasi +3, yang merupakan satu-satunya keadaan stabil dalam larutan berair, meskipun bilangan oksidasi +4 diketahui dalam beberapa senyawa padat dan, uniknya di antara lantanida, bilangan oksidasi +5 dapat dicapai dalam kondisi isolasi matriks. Bilangan oksidasi 0, +1, dan +2 jarang ditemukan. Ion praseodimium berair berwarna hijau kekuningan, dan demikian pula, praseodimium menghasilkan berbagai warna kuning-hijau saat dimasukkan ke dalam kaca. Banyak kegunaan praseodimium dalam industri yang melibatkan kemampuannya untuk menyaring cahaya kuning dari sumber cahaya.

SifatSunting

Sifat fisikSunting

Praseodimium adalah anggota ketiga dari deret lantanida, dan juga anggota logam tanah jarang. Dalam tabel periodik, ia muncul di antara lantanida lain, yaitu di sebelah kiri serium dan di sebelah kanan neodimium, serta di atas aktinida protaktinium. Ia adalah logam yang ulet dengan kekerasan yang sebanding dengan perak.[6] 59 elektronnya disusun dalam konfigurasi [Xe]4f36s2; secara teoretis, kelima elektron terluar dapat bertindak sebagai elektron valensi, tetapi penggunaan kelima elektron tersebut memerlukan kondisi ekstrim dan biasanya, praseodimium hanya melepaskan tiga atau terkadang empat elektron dalam senyawanya.[7]

Seperti kebanyakan logam lain dalam deret lantanida, praseodimium biasanya hanya menggunakan tiga elektron sebagai elektron valensi, karena setelah itu elektron 4f yang tersisa terikat terlalu kuat: ini karena orbital 4f paling banyak menembus inti xenon yang lengai dari elektron ke dalam intinya, diikuti oleh 5d dan 6s, dan ini meningkat dengan muatan ion yang lebih tinggi. Namun demikian, praseodimium dapat terus kehilangan elektron valensi keempat dan bahkan kadang-kadang kelima karena ia datang sangat awal dalam deret lantanida, di mana muatan inti masih cukup rendah dan energi subkulit 4f cukup tinggi untuk memungkinkan pelepasan elektron valensi lebih lanjut.[8] Jadi, mirip dengan lantanida trivalen awal lainnya, praseodimium memiliki struktur kristal ​susunan padat heksagon ganda pada suhu kamar. Pada sekitar 560 °C, ia bertransisi menjadi struktur kubus berpusat muka, dan struktur kubus berpusat badan muncul sesaat sebelum titik leburnya, 935 °C.[9]

Praseodimium, seperti semua lantanida lain (kecuali lantanum, iterbium, dan lutesium, yang tidak memiliki elektron 4f yang tidak berpasangan), bersifat paramagnetik pada suhu kamar.[10] Tidak seperti beberapa logam tanah jarang lainnya, yang menunjukkan antiferomagnetik atau feromagnetik pada suhu rendah, praseodimium bersifat paramagnetik pada semua suhu di atas 1 K.[4]

IsotopSunting

Artikel utama: Isotop praseodimium

Praseodimium hanya memiliki satu isotop stabil dan alami, 141Pr. Dengan demikian, ia adalah sebuah unsur mononuklida dan monoisotop, dan berat atom standarnya dapat ditentukan dengan presisi tinggi karena merupakan konstanta alam. Isotop ini memiliki 82 neutron, yang merupakan bilangan ajaib yang memberikan stabilitas tambahan.[11] Isotop ini diproduksi di bintang melalui proses s dan r (masing-masing menangkap neutron lambat dan cepat).[12]

38 radioisotop lainnya telah disintesis. Semua isotop-isotop ini memiliki waktu paruh di bawah satu hari (dan sebagian besar di bawah satu menit), dengan pengecualian terhadap 143Pr dengan waktu paruh 13,6 hari. Baik 143Pr maupun 141Pr terjadi sebagai produk fisi uranium. Mode peluruhan utama dari isotop yang lebih ringan dari 141Pr adalah emisi positron atau penangkapan elektron menjadi isotop serium, sedangkan isotop yang lebih berat adalah peluruhan beta menjadi isotop neodimium.[11]

Sifat kimiaSunting

 
Praseodimium(III) hidroksida

Logam praseodimium memudar perlahan di udara, membentuk lapisan oksida hijau seperti karat besi; sampel logam praseodimium yang berukuran sentimeter terkorosi sepenuhnya dalam waktu sekitar satu tahun.[13] Ia mudah terbakar pada 150 °C untuk membentuk praseodimium(III,IV) oksida, sebuah senyawa nonstoikiometri yang mendekati Pr6O11:[14]

12 Pr + 11 O2 → 2 Pr6O11

Ini dapat direduksi menjadi praseodimium(III) oksida (Pr2O3) dengan gas hidrogen.[15] Praseodimium(IV) oksida, PrO2, adalah produk yang paling teroksidasi dari pembakaran praseodimium dan dapat diperoleh baik melalui reaksi logam praseodimium dengan oksigen murni pada 400 °C dan 282 bar[15] atau dengan disproporsionasi Pr6O11 dalam asam asetat mendidih.[16][17] Reaktivitas praseodimium sesuai dengan tren periodik, karena merupakan salah satu lantanida pertama, dan dengan demikian salah satu lantanida terbesar.[8] Pada 1000 °C, banyak oksida praseodimium dengan komposisi PrO2−x muncul sebagai fase nonstoikiometri yang tidak teratur dengan 0 < x < 0,25, tetapi pada 400–700 °C cacat oksida malah diurutkan, menciptakan fase dari rumus umum PrnO2n−2 dengan n = 4, 7, 9, 10, 11, 12, dan ∞. Fase-fase PrOy ini terkadang diberi label α dan β′ (nonstoikiometri), β (y = 1,833), δ (1,818), ε (1,8), ζ (1,778), ι (1,714), θ, dan σ.[18]

Praseodimium adalah sebuah unsur elektropositif dan bereaksi lambat dengan air dingin dan cukup cepat dengan air panas untuk membentuk praseodimium(III) hidroksida:[14]

2 Pr (s) + 6 H2O (l) → 2 Pr(OH)3 (aq) + 3 H2 (g)

Logam praseodimium bereaksi dengan semua halogen stabil membentuk trihalida:[14]

2 Pr (s) + 3 F2 (g) → 2 PrF3 (s) [hijau]
2 Pr (s) + 3 Cl2 (g) → 2 PrCl3 (s) [hijau]
2 Pr (s) + 3 Br2 (g) → 2 PrBr3 (s) [hijau]
2 Pr (s) + 3 I2 (g) → 2 PrI3 (s)

Tetrafluorida, PrF4, juga dikenal, dan diproduksi dengan mereaksikan campuran natrium fluorida dan praseodimium(III) fluorida dengan gas fluorin, menghasilkan Na2PrF6, setelah itu natrium fluorida dihilangkan dari campuran reaksi dengan hidrogen fluorida cair.[19] Selain itu, praseodimium membentuk diiodida perunggu; seperti diiodida dari lantanum, serium, dan gadolinium, ia adalah senyawa elektrida dari praseodimium(III).[19]

Praseodimium mudah larut dalam asam sulfat encer untuk membentuk larutan yang mengandung ion Pr3+ yang berwarna chartreuse, yang muncul sebagai kompleks [Pr(H2O)9]3+:[14][20]

2 Pr (s) + 3 H2SO4 (aq) → 2 Pr3+ (aq) + 3 SO2−4 (aq) + 3 H2 (g)

Melarutkan senyawa praseodimium(IV) dalam air tidak akan menghasilkan larutan yang mengandung ion Pr4+ kuning;[21] karena potensial reduksi standar positif yang tinggi dari pasangan Pr4+/Pr3+ pada +3,2 V, ion-ion ini tidak stabil dalam larutan berair, mengoksidasi air dan direduksi menjadi Pr3+. Nilai pasangan Pr3+/Pr adalah −2,35 V.[7] Namun, dalam media berair yang sangat basa, ion Pr4+ dapat dihasilkan melalui oksidasi dengan ozon.[22]

Meskipun praseodimium(V) dalam keadaan terkompresi tidak diketahui, keberadaan praseodimium dalam bilangan oksidasi +5 (dengan konfigurasi elektron stabil dari gas mulia sebelumnya, xenon) di bawah kondisi isolasi matriks gas mulia dilaporkan pada tahun 2016. Spesies yang diberikan kepada bilangan +5 diidentifikasi sebagai [PrO2]+, adisi O2 dan Ar-nya, dan PrO2(η2-O2).[23]

Senyawa organopraseodimiumSunting

Lihat pula: Kimia organolantanida

Senyawa organopraseodimium sangat mirip dengan lantanida lainnya, karena mereka semua memiliki ketidakmampuan untuk mengalami pengikatan balik π. Oleh karena itu, mereka sebagian besar terbatas pada sebagian besar siklopentadienida (isostruktural dengan milik lantanum) dan alkil dan aril sederhana yang terikat σ, beberapa di antaranya mungkin polimer.[24] Kimia koordinasi praseodimium sebagian besar adalah ion Pr3+ elektropositif yang besar, dan dengan demikian sebagian besar mirip dengan milik lantanida awal lainnya, La3+, Ce3+, dan Nd3+. Misalnya, seperti lantanum, serium, dan neodimium, praseodimium nitrat membentuk kompleks 4:3 dan 1:1 dengan 18-mahkota-6, sedangkan lantanida tengah, dari prometium hingga gadolinium, hanya dapat membentuk kompleks 4:3, dan lantanida akhir, dari terbium hingga lutesium tidak berhasil berkoordinasi dengan semua ligan. Kompleks praseodimium tersebut memiliki bilangan koordinasi yang tinggi tetapi tidak pasti dan stereokimia yang tidak jelas, dengan pengecualian yang dihasilkan dari ligan yang sangat besar seperti trikoordinat [Pr{N(SiMe3)2}3]. Ada juga beberapa campuran oksida dan fluorida yang melibatkan praseodimium(IV), tetapi mereka tidak memiliki kimia koordinasi yang cukup dalam bilangan oksidasi ini seperti tetangganya, serium.[25] Namun, contoh pertama dari kompleks molekul praseodimium(IV) baru-baru ini telah dilaporkan.[26]

SejarahSunting

 
Carl Auer von Welsbach (1858–1929), penemu praseodimium pada tahun in 1885.

Pada tahun 1751, ahli mineral Swedia Axel Fredrik Cronstedt menemukan mineral berat dari tambang di Bastnäs, yang kemudian dinamai serit. Tiga puluh tahun kemudian, Wilhelm Hisinger, yang berusia lima belas tahun, dari keluarga pemilik tambang, mengirim sampelnya ke Carl Wilhelm Scheele, yang tidak menemukan unsur baru di dalamnya. Pada tahun 1803, setelah Hisinger menjadi ahli besi, ia kembali ke mineral dengan Jöns Jacob Berzelius dan mengisolasi oksida baru, yang mereka beri nama seria, dari planet katai Ceres, yang telah ditemukan dua tahun sebelumnya.[27] Seria secara bersamaan dan independen diisolasi di Jerman oleh Martin Heinrich Klaproth.[28] Antara tahun 1839 dan 1843, seria ditunjukkan sebagai campuran oksida oleh ahli bedah dan kimiawan Swedia Carl Gustaf Mosander, yang tinggal di rumah yang sama dengan Berzelius; dia memisahkan dua oksida lainnya, yang dia beri nama lantana dan didimia.[29][30][31] Dia menguraikan sebagian sampel serium nitrat dengan memanggangnya di udara dan kemudian mengolah oksida yang dihasilkan dengan asam nitrat encer. Logam yang membentuk oksida ini diberi nama lantanum dan didimium.[32]

Sementara lantanum ternyata menjadi unsur murni, didimium tidak dan ternyata hanya campuran dari semua lantanida awal yang stabil dari praseodimium hingga europium, seperti yang diduga oleh Marc Delafontaine setelah analisis spektroskopi, meskipun ia tidak memiliki waktu untuk mengejar pemisahannya menjadi unsur-unsurnya. Sepasang berat samarium dan europium baru dihilangkan pada tahun 1879 oleh Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran dan baru pada tahun 1885 Carl Auer von Welsbach memisahkan didimium menjadi praseodimium dan neodimium.[33] Von Welsbach mengkonfirmasi pemisahan dengan analisis spektroskopi, tetapi produknya memiliki kemurnian yang relatif rendah. Karena neodimium adalah konstituen didimium yang lebih besar daripada praseodimium, neodimium mempertahankan nama lama ini dengan disambiguasi, sementara praseodimium dibedakan oleh warna hijau prei dari garamnya (Yunani πρασιος, "hijau prei").[34] Sifat komposit didimium sebelumnya telah diperkirakan pada tahun 1882 oleh Bohuslav Brauner, yang tidak mengejar pemisahannya secara eksperimental.[35]

Keterjadian dan produksiSunting

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).[34] 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.[36] 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.[37]

 

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).[34] 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.[34]

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.[38] Harus berhati-hati saat menangani beberapa residu karena mereka mengandung 228Ra, anak dari 232Th, yang merupakan pemancar gama yang kuat.[34]

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 NH+4. 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.[34]

AplikasiSunting

Leo Moser (putra dari Ludwig Moser, pendiri Moser Glassworks di tempat yang sekarang disebut Karlovy Vary di Republik Ceko) menyelidiki penggunaan praseodimium dalam pewarnaan kaca pada akhir 1920-an, menghasilkan sebuah kaca berwarna kuning-hijau yang diberi nama "Prasemit". Namun, pada saat itu pewarna yang jauh lebih murah dapat memberikan warna yang sama, sehingga Prasemit tidak populer, hanya sedikit yang dibuat, dan contohnya sekarang sangat langka. Moser juga memadukan praseodymium dengan neodymium untuk menghasilkan kaca "Heliolite" ("Heliolit" dalam bahasa Jerman), yang lebih diterima secara luas. Penggunaan komersial praseodymium murni yang bertahan lama, yang berlanjut hingga sekarang, adalah dalam bentuk pewarna kuning-oranye "Praseodymium Yellow" untuk keramik, yang merupakan larutan padat dalam kisi zirkon. Noda ini tidak memiliki warna hijau di dalamnya; sebaliknya, pada beban yang cukup tinggi, kaca praseodimium jelas berwarna hijau daripada kuning murni.[39]

Seperti kebanyakan lantanida lainnya, orbital f praseodimium yang terlindung memungkinkan untuk masa hidup keadaan tereksitasi yang lama dan hasil luminesensi yang tinggi. Pr3+ sebagai ion dopan memiliki banyak aplikasi dalam optika dan fotonika. Ini termasuk laser DPSS, penguat serat optik mode tunggal,[40] laser serat,[41] nanopartikel yang mengonversi[42][43] serta aktivator dalam fosfor merah, hijau, biru, dan ultraviolet.[44] Kristal silikat yang didoping dengan ion praseodimium juga telah digunakan untuk memperlambat denyut cahaya hingga beberapa ratus meter per detik.[45]

Karena lantanida itu sangat mirip satu sama lain, praseodimium dapat menggantikan sebagian besar lantanida lain tanpa kehilangan fungsi yang signifikan, dan memang banyak aplikasi seperti paduan mischmetal dan feroserium melibatkan campuran variabel beberapa lantanida, termasuk sejumlah kecil praseodimium. Aplikasi yang lebih modern berikut ini melibatkan praseodimium secara khusus atau setidaknya praseodimium dalam subset kecil dari lantanida:[44]

Karena perannya dalam magnet permanen yang digunakan untuk turbin angin, telah dikemukakan bahwa praseodimium akan menjadi salah satu objek utama persaingan geopolitik di dunia yang menggunakan energi terbarukan. Namun, perspektif ini telah dikritik karena gagal mengenali bahwa sebagian besar turbin angin tidak menggunakan magnet permanen dan karena meremehkan kekuatan insentif ekonomi untuk produksi yang diperluas.[51]

Peran biologis dan tindakan pencegahanSunting

Praseodimium
Bahaya
Piktogram GHS  
Keterangan bahaya GHS {{{value}}}
H250
P222, P231, P422[52]

Lantanida awal telah ditemukan penting untuk beberapa bakteri metanotrofik yang hidup di kolam lumpur vulkanik, seperti Methylacidiphilum fumariolicum: lantanum, serium, praseodimium, dan neodimium hampir sama efektifnya.[53][54] Praseodimium sebaliknya tidak diketahui memiliki peran biologis dalam organisme lain, tetapi juga tidak terlalu beracun. Injeksi logam tanah jarang secara intravena ke hewan telah diketahui dapat mengganggu fungsi hati, tetapi efek samping utama dari inhalasi oksida tanah jarang pada manusia berasal dari pengotor torium dan uranium yang radioaktif.[44]

ReferensiSunting

  1. ^ "Hasil Pencarian". KBBI Daring. Diakses tanggal 17 Juli 2022. 
  2. ^ Yttrium and all lanthanides except Ce and Pm have been observed in the oxidation state 0 in bis(1,3,5-tri-t-butylbenzene) complexes, see Cloke, F. Geoffrey N. (1993). "Zero Oxidation State Compounds of Scandium, Yttrium, and the Lanthanides". Chem. Soc. Rev. 22: 17–24. doi:10.1039/CS9932200017.  and Arnold, Polly L.; Petrukhina, Marina A.; Bochenkov, Vladimir E.; Shabatina, Tatyana I.; Zagorskii, Vyacheslav V.; Cloke (2003-12-15). "Arene complexation of Sm, Eu, Tm and Yb atoms: a variable temperature spectroscopic investigation". Journal of Organometallic Chemistry. 688 (1–2): 49–55. doi:10.1016/j.jorganchem.2003.08.028. 
  3. ^ Chen, Xin; et al. (13 Desember 2019). "Lanthanides with Unusually Low Oxidation States in the PrB3– and PrB4– Boride Clusters". Inorganic Chemistry. 58 (1): 411–418. doi:10.1021/acs.inorgchem.8b02572. PMID 30543295. 
  4. ^ a b Jackson, M. (2000). "Magnetism of Rare Earth" (PDF). The IRM quarterly. 10 (3): 1. 
  5. ^ Weast, Robert (1984). CRC, Handbook of Chemistry and Physics. Boca Raton, Florida: Chemical Rubber Company Publishing. hlm. E110. ISBN 0-8493-0464-4. 
  6. ^ a b c Lide, D. R., ed. (2005). CRC Handbook of Chemistry and Physics (edisi ke-86). Boca Raton (FL): CRC Press. ISBN 0-8493-0486-5. 
  7. ^ a b Greenwood and Earnshaw, hlm. 1232–5
  8. ^ a b Greenwood and Earnshaw, hlm. 1235–8
  9. ^ "Phase Diagrams of the Elements", David A. Young, UCRL-51902 "Prepared for the U.S. Energy Research & Development Administration under contract No. W-7405-Eng-48".
  10. ^ Cullity, B. D.; Graham, C. D. (2011). Introduction to Magnetic Materials. John Wiley & Sons. ISBN 978-1-118-21149-6. 
  11. ^ a b Audi, Georges; Bersillon, Olivier; Blachot, Jean; Wapstra, Aaldert Hendrik (2003), "The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties", Nuclear Physics A, 729: 3–128, Bibcode:2003NuPhA.729....3A, doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001 
  12. ^ Cameron, A. G. W. (1973). "Abundance of the Elements in the Solar System" (PDF). Space Science Reviews. 15 (1): 121–146. Bibcode:1973SSRv...15..121C. doi:10.1007/BF00172440. Diarsipkan dari versi asli (PDF) tanggal 21 Oktober 2011. 
  13. ^ "Rare-Earth Metal Long Term Air Exposure Test". Diakses tanggal 31 Juli 2022. 
  14. ^ a b c d "Chemical reactions of Praseodymium". Webelements. Diakses tanggal 31 Juli 2022. 
  15. ^ a b Greenwood and Earnshaw, hlm. 1238–9
  16. ^ Brauer, G.; Pfeiffer, B. (1963). "Hydrolytische spaltung von höheren oxiden des Praseodyms und des terbiums". Journal of the Less Common Metals. 5 (2): 171–176. doi:10.1016/0022-5088(63)90010-9. 
  17. ^ Minasian, S.G.; Batista, E.R.; Booth, C.H.; Clark, D.L.; Keith, J.M.; Kozimor, S.A.; Lukens, W.W.; Martin, R.L.; Shuh, D.K.; Stieber, C.E.; Tylisczcak, T.; Wen, Xiao-dong (2017). "Quantitative Evidence for Lanthanide-Oxygen Orbital Mixing in CeO2, PrO2, and TbO2" (PDF). Journal of the American Chemical Society. 139 (49): 18052–18064. doi:10.1021/jacs.7b10361. OSTI 1485070. PMID 29182343. 
  18. ^ Greenwood and Earnshaw, hlm. 643–4
  19. ^ a b Greenwood and Earnshaw, hlm. 1240–2
  20. ^ Greenwood and Earnshaw, hlm. 1242–4
  21. ^ Sroor, Farid M.A.; Edelmann, Frank T. (2012). "Lanthanides: Tetravalent Inorganic". Encyclopedia of Inorganic and Bioinorganic Chemistry. doi:10.1002/9781119951438.eibc2033. ISBN 978-1-119-95143-8. 
  22. ^ Hobart, D.E.; Samhoun, K.; Young, J.P.; Norvell, V.E.; Mamantov, G.; Peterson, J. R. (1980). "Stabilization of Praseodymium(IV) and Terbium(IV) in Aqueous Carbonate Solution". Inorganic and Nuclear Chemistry Letters. 16 (5): 321–328. doi:10.1016/0020-1650(80)80069-9. 
  23. ^ Zhang, Qingnan; Hu, Shu-Xian; Qu, Hui; Su, Jing; Wang, Guanjun; Lu, Jun-Bo; Chen, Mohua; Zhou, Mingfei; Li, Jun (2016-06-06). "Pentavalent Lanthanide Compounds: Formation and Characterization of Praseodymium(V) Oxides". Angewandte Chemie International Edition (dalam bahasa Inggris). 55 (24): 6896–6900. doi:10.1002/anie.201602196. ISSN 1521-3773. PMID 27100273. 
  24. ^ Greenwood and Earnshaw, hlm. 1248–9
  25. ^ Greenwood and Earnshaw, hlm. 1244–8
  26. ^ Willauer, A.R.; Palumbo, C.T.; Fadaei-Tirani, F.; Zivkovic, I.; Douair, I.; Maron, L.; Mazzanti, M. (2020). "Accessing the +IV Oxidation State in Molecular Complexes of Praseodymium". Journal of the American Chemical Society. 142 (12): 489–493. doi:10.1021/jacs.0c01204. PMID 32134644. 
  27. ^ Emsley, hlm. 120–5
  28. ^ Greenwood and Earnshaw, hlm. 1424
  29. ^ Weeks, Mary Elvira (1932). "The Discovery of the Elements: XI. Some Elements Isolated with the Aid of Potassium and Sodium:Zirconium, Titanium, Cerium and Thorium". The Journal of Chemical Education. 9 (7): 1231–1243. Bibcode:1932JChEd...9.1231W. doi:10.1021/ed009p1231. 
  30. ^ Weeks, Mary Elvira (1956). The discovery of the elements (edisi ke-6th). Easton, PA: Journal of Chemical Education. 
  31. ^ Marshall, James L. Marshall; Marshall, Virginia R. Marshall (2015). "Rediscovery of the elements: The Rare Earths–The Confusing Years" (PDF). The Hexagon: 72–77. Diakses tanggal 31 Juli 2022. 
  32. ^ Lihat:
    • (Berzelius) (1839) "Nouveau métal" (Logam baru), Comptes rendus, 8 : 356–357. Dari hlm. 356: "L'oxide de cérium, extrait de la cérite par la procédé ordinaire, contient à peu près les deux cinquièmes de son poids de l'oxide du nouveau métal qui ne change que peu les propriétés du cérium, et qui s'y tient pour ainsi dire caché. Cette raison a engagé M. Mosander à donner au nouveau métal le nom de Lantane." (Oksida serium, yang diekstraksi dari serit dengan prosedur biasa, mengandung hampir dua perlima beratnya dalam oksida logam baru ini, yang hanya sedikit berbeda dari sifat serium, dan yang disimpan di dalamnya sehingga dapat dikatakan "tersembunyi". Alasan ini memotivasi Tn. Mosander untuk memberi nama Lantane kepada logam baru ini.)
    • (Berzelius) (1839) "Latanium — a new metal," Philosophical Magazine, seri baru, 14 : 390–391.
  33. ^ Fontani, Marco; Costa, Mariagrazia; Orna, Virginia (2014). The Lost Elements: The Periodic Table's Shadow Side. Oxford University Press. hlm. 122–123. ISBN 978-0-19-938334-4. 
  34. ^ a b c d e f Greenwood and Earnshaw, hlm. 1229–32
  35. ^ Fontani, Marco; Costa, Mariagrazia; Orna, Virginia (2014). The Lost Elements: The Periodic Table's Shadow Side. Oxford University Press. hlm. 40. ISBN 978-0-19-938334-4. 
  36. ^ Patnaik, Pradyot (2003). Handbook of Inorganic Chemical Compounds. McGraw-Hill. hlm. 444–446. ISBN 978-0-07-049439-8. Diakses tanggal 31 Juli 2022. 
  37. ^ Hudson Institute of Mineralogy (1993–2018). "Mindat.org". www.mindat.org. Diakses tanggal 31 Juli 2022. 
  38. ^ Patnaik 2007, hlm. 478–479.
  39. ^ Kreidl, Norbert J. (1942). "RARE EARTHS*". Journal of the American Ceramic Society. 25 (5): 141–143. doi:10.1111/j.1151-2916.1942.tb14363.x. 
  40. ^ Jha, A.; Naftaly, M.; Jordery, S.; Samson, B. N.; et al. (1995). "Design and fabrication of Pr3+-doped fluoride glass optical fibres for efficient 1.3 mu m amplifiers" (PDF). Pure and Applied Optics: Journal of the European Optical Society Part A. 4 (4): 417. Bibcode:1995PApOp...4..417J. doi:10.1088/0963-9659/4/4/019. 
  41. ^ Smart, R.G.; Hanna, D.C.; Tropper, A.C.; Davey, S.T.; Carter, S.F.; Szebesta, D. (1991). "Cw room temperature upconversion lasing at blue, green and red wavelengths in infrared-pumped Pr3+-doped fluoride fibre". Electronics Letters (dalam bahasa Inggris). 27 (14): 1307. Bibcode:1991ElL....27.1307S. doi:10.1049/el:19910817. 
  42. ^ de Prinse, Thomas J.; Karami, Afshin; Moffatt, Jillian E.; Payten, Thomas B.; Tsiminis, Georgios; Teixeira, Lewis Da Silva; Bi, Jingxiu; Kee, Tak W.; Klantsataya, Elizaveta; Sumby, Christopher J.; Spooner, Nigel A. (2021). "Dual Laser Study of Non‐Degenerate Two Wavelength Upconversion Demonstrated in Sensitizer‐Free NaYF 4 :Pr Nanoparticles". Advanced Optical Materials (dalam bahasa Inggris). 9 (7): 2001903. doi:10.1002/adom.202001903. ISSN 2195-1071. 
  43. ^ Kolesov, Roman; Reuter, Rolf; Xia, Kangwei; Stöhr, Rainer; Zappe, Andrea; Wrachtrup, Jörg (2011-10-31). "Super-resolution upconversion microscopy of praseodymium-doped yttrium aluminum garnet nanoparticles". Physical Review B (dalam bahasa Inggris). 84 (15): 153413. Bibcode:2011PhRvB..84o3413K. doi:10.1103/PhysRevB.84.153413. ISSN 1098-0121. 
  44. ^ a b c d e McGill, Ian (2005), "Rare Earth Elements", Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 31, Weinheim: Wiley-VCH, hlm. 183–227, doi:10.1002/14356007.a22_607 
  45. ^ "ANU team stops light in quantum leap". Diakses tanggal 18 May 2009. 
  46. ^ Rare Earth Elements 101 Diarsipkan 22 November 2013 di Wayback Machine., IAMGOLD Corporation, April 2012, hlm. 5, 7.
  47. ^ a b Emsley, hlm. 423–5
  48. ^ Rokhlin, L. L. (2003). Magnesium alloys containing rare earth metals: structure and properties. CRC Press. ISBN 978-0-415-28414-1. 
  49. ^ Suseelan Nair, K.; Mittal, M. C. (1988). "Rare Earths in Magnesium Alloys". Materials Science Forum. 30: 89–104. doi:10.4028/www.scientific.net/MSF.30.89. 
  50. ^ Borchert, Y.; Sonstrom, P.; Wilhelm, M.; Borchert, H.; et al. (2008). "Nanostructured Praseodymium Oxide: Preparation, Structure, and Catalytic Properties". Journal of Physical Chemistry C. 112 (8): 3054. doi:10.1021/jp0768524. 
  51. ^ Overland, Indra (1 Maret 2019). "The geopolitics of renewable energy: Debunking four emerging myths". Energy Research & Social Science. 49: 36–40. doi:10.1016/j.erss.2018.10.018  . ISSN 2214-6296. 
  52. ^ "Praseodymium 261173". 
  53. ^ Pol, Arjan; Barends, Thomas R. M.; Dietl, Andreas; Khadem, Ahmad F.; Eygensteyn, Jelle; Jetten, Mike S. M.; Op Den Camp, Huub J. M. (2013). "Rare earth metals are essential for methanotrophic life in volcanic mudpots". Environmental Microbiology. 16 (1): 255–64. doi:10.1111/1462-2920.12249. PMID 24034209. 
  54. ^ Kang, L., Shen, Z. & Jin, C. Neodymium cations Nd3+ were transported to the interior of Euglena gracilis 277. Chin.Sci.Bull. 45, 585–592 (2000). https://doi.org/10.1007/BF02886032

BibliografiSunting

Bacaan lebih lanjutSunting

  • R. J. Callow, The Industrial Chemistry of the Lanthanons, Yttrium, Thorium, and Uranium, Pergamon Press, 1967.
  • Bouhani, H (2020). "Engineering the magnetocaloric properties of PrVO3 epitaxial oxide thin films by strain effects". Applied Physics Letters. 117 (7). arXiv:2008.09193. doi:10.1063/5.0021031.

Pranala luarSunting

 
Wikimedia Commons memiliki media mengenai Praseodymium.
Diperoleh dari "https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Praseodimium&oldid=22373203"