Praseodim Elementi

Lantanit elementlerinden bir tanesi olan Praseodim, karakteristik rengi sarı olmasına rağmen “yeşil “İkizler” kelimesinden ortaya çıkmıştır. Yeryüzünde yalnızca 2 milyon ton rezervi olduğu tahmin edilen bu element, doğada en nadir bulunan nadir toprak elementlerinden bir tanesidir. Praseodim elementi, diğer lantanitler yerine kullanılabilecek farklı bir elementtir. Diğer lantanitler grubunda yer alan elementler yerine kullanıldığı zaman işlevsel bir kayba uğramaz. Dünya genelinde yıl içinde yaklaşık 2. 500 ton Praseodim üretilir. Üretimi en pahalı elementlerden bir tanesidir. Bir kilogramının piyasa değeri yaklaşık 1000 dolar ile 1500 dolar civarındadır. Praseodim elementinin mineralleri dünya üzerinde ağırlıklı olarak Hindistan, Amerika, Brezilya, Çin, Avusturya ve Sri Lanka’da bulunur. İnsan sağlığına doğrudan bir etkisi olmamakla birlikte Praseodime maruz kalındığında karaciğer fonksiyonlarının bozulabileceği tahmin edilmektedir. Ayrıca üreme ve sinir sistemi üzerinde de olumsuz etkileri olabileceği düşünülmektedir.

Praseodim Elementi Tarihçesi

Praseodim elementi ilk olarak 1885 yılında Avusturyalı bir bilim adamı olan Carl Auer von Welsback tarafından Viyana’da bulunmuştur. 1840 yılında, İsveçli kimyager Mosander, elde ettiği lantanın kalıntılarından nadir toprak elementlerini ayrıştırdı. Didimiyum olarak adlandırdığı bu kalıntılar o süre zarfında yaklaşık 40 yıl boyunca bir element olarak kabul edildi. 1869 yılında çıkarılan periyoduk tablonun ilk baskısında kendine yer bulan bu elemente bir simge bile verilmişti. Fakat 1879 yılına gelindiğinde Fransız kimyager Boisbaudran, didimiyum elementinden samaryumu ayrıştırmayı başardı.  1882 yılında Çek kimyager Bohuslav Brauner, nadir toprak elementleri üzerine bir makale yazdı. Bu makalenin içeriği bu elementlerin atom ağırlığı üzerineydi. Makalede 40 yıl boyunca element olarak kabul edilen didimiyum ile ilgili de farklı bilgiler yer alıyordu. Bunun üzerine Brauner didimiyumun bir karışım olduğuna karar verdikten sonra ayrıştırmaya karar verdi. Ne yazık ki çalışmalarında başarılı olamadı. 1882 yılına gelindiğinde Welsbach, yaptığı çalışmalar sonucunda didimiyumu iki farklı element olarak ayrıştırmayı başardı. Yeşilimsi kahverengi Praseodim ve pembe neodim tuzları elde etmeyi başaran Brauner bunu didimiyumu nitrik asit ile tepkimeye sokarak başardı. Brauner bu başarısının ardından elde ettiği elementlere Praseodim ve neodimyum adlarını verdi. 1931 yılına gelindiği zaman ise Praseodim elementinin ilk kez saf metal formunu elde etmeyi başardı.

Praseodim Elementi Özellikleri

Kimyasal sembolü Pr olan Praseodim, periyodik tabloda 3B grubunun 6. Sırasında yer alır. Atom numarası 59 olan bu elementin atom ağırlığı 140.90765 ‘dir. Nadir element grubunda yer alan Praseodimin proton sayısı 59, nötron sayısı 85 ve elektron sayısı 59 ‘dur. Bunun yanı sıra erime noktası 931°C, kaynama sıcaklığı ise 3520°C ‘dir. Bu elementin kristal yapısı farklılık gösterir. Öyle ki oda sıcaklığında heksagonal, 560 derece sıcaklıkta yüzey merkezli kübik kristal yapılı, 935 derece civarında ise vücut merkezli kübik yapıda olduğu gözlemlenir. Karakteristik olarak gümüşi soluk sarı renkte olsa da görünüşü grimsi bir beyazdır. Oldukça yumuşak bir element olan Praseodim elementinin özellikleri arasında dövülebilir bir yapıya sahip olması ve sünek olması da yer alır. Elektropozitifliği yüksek elementlerden bir tanesidir. Praseodim elementinin doğal formu reaktif özelliğe sahiptir. Tuzları, yeşil renkli ve çözeli halindedir. Saf metal formu, hava ile temas ettiği zaman yavaş yavaş oksitlenir. Bu oksitlenme sonucunda yeşil bir oksit tabakası ile kaplandığı görülür. Bu oksidasyon paslı demir gibidir. 1 cm ebatında olan bir Praseodim parçası bir yıl içerisinde tamamen korozyona uğrar. Praseodim sıcak ve soğuk suyla yavaş reaksiyona girerek hidroksitler oluşturur. Bu reaksiyon sonucu ortaya hidrojen gazı çıkar.

Praseodim elementi doğada nadir bulunan elementlerin başında bulunur. Bulunduğu zaman da saf halde değil bileşik halinde bulunur. Diğer nadir toprak elementleri ile bileşik oluşturur. Yerkabuğunun milyonda 9.1 parça oranında Praseodim vardır. Yani kilogram başına 9.1 miligram Praseodim denk gelmektedir. Praseodim elementinin başlıca mineralleri monazit ve bastnatsite mineralleridir. Praseodimin bu minerallerden ayrıştırılması için iyon değişimi yöntemi ve organik çözücülerle ayırma işlemi olarak bilinen çözücü ekstraksiyon çeşitleri kullanılır. Susuz klorürün kalsiyum ile indirgenmesi sonucunda metal Praseodim elde edilir. Praseodim elemeti doğada yalnızca bir tane kararlı izotop olarak yer alır. Bu oluşum da Pr -144 adını alan izotoptur. Bu izotopun dışında sayıları 121 ile 159 arasında değişiklik gösteren 40 izotopu daha vardır. Bu izotoplardan 15 tanesi radyoaktif özelliğe sahiptir. Praseodim elementinin 7 tane de nükleer izomeri vardır. Pr -143 izotopunun yarılanma ömrü 13.5 gün, diğer izotopların yarılanma ömrü ise 1 dakikadan daha azdır. Aslında, Pr-155 ve Pr-156 izotoplarının yarı ömürleri 300 nanosaniyedir.

Praseodim Elementi Kullanım Alanları

Praseodim, ticari anlamda önemli olan bir element değildir. Uygulama alanı kısıtlı olmasına rağmen bazı bileşikleri ve metal formunun sınırlı uygulama alanları vardır. Praseodim elementinin kullanım alanları arasında en bilineni cam yapımı sırasında ortaya çıkan sarı ışığı ve kızılötesi ışınları filtreleme özelliği sayesinde endüstri alanıdır. Praseodim tuzları ise özellikle gözlük ve sırların alışılmışın dışında bir sarı renkte olmasına neden olur. Özellikle seramik ve emaye ürünlerde sarı renk elde etmek için en çok kullanılan bileşenlerden bir tanesidir. Bunun dışında Praseodim ve nedimin bileşiminden oluşan didimiyum cam parlatma ve katalizör alanında her geçen gün artan bir kullanıma sahiptir. Praseodim, diğer nadir elementler ile alaşım olarak kullanılmasının yanı sıra tek başına da kullanılabilir. Güçlü mıknatıslar yalnız kullanıldıkları alanın üstünde bulunur. Praseodim bu mıknatıslarda dayanıklılığı ve mukavemeti artırma özelliğine sahiptir. Praseodim flüorür ise sinema sektöründe yaygın bir kullanıma sahiptir. Özellikle projeksiyon ışıkları, stüdyo aydınlatmaları ve karbon ark lamlarında sıklıkla bu bileşim kullanılır. Son yıllarda hibrit otomobil teknolojisinin gelişmesi ile bu alanda da Praseodim elementi kullanılmaya başlanmıştır.