Praseodym
# Praseodym

Praseodym ist ein chemisches Element mit dem Elementsymbol Pr und der Ordnungszahl 59. Im Periodensystem steht es in der Gruppe der Lanthanoide und zählt damit auch zu den Metallen der Seltenen Erden. Von der Grünfärbung seiner Verbindungen kommt auch der Name: das griechische Wort πράσινος prásinos bedeutet „grün“, δίδυμος didymos „doppelt“ oder „Zwilling“.

## Geschichte

1841 extrahierte Carl Gustav Mosander die Seltene Erde Didym aus Lanthanoxid. 1874 bemerkte Per Teodor Cleve, dass es sich bei Didym eigentlich um zwei Elemente handelte. Im Jahr 1879 isolierte Lecoq de Boisbaudran Samarium aus Didym, das er aus dem Mineral Samarskit gewann. 1885 gelang es Carl Auer von Welsbach, Didym in Praseodym und Neodym zu trennen, die beide Salze mit verschiedenen Farben bilden.

## Vorkommen

Praseodym kommt in natürlicher Form nur in chemischen Verbindungen vergesellschaftet mit anderen Lanthanoiden, hauptsächlich in folgenden Mineralien vor:

* Cerit
* Monazit
* Bastnäsit
* Mischmetall enthält 3–5 % Praseodym

Die weltweiten Reserven werden auf 4 Millionen Tonnen geschätzt.

## Gewinnung und Herstellung

Wie bei allen Lanthanoiden werden zuerst die Erze durch Flotation angereichert, danach die Metalle in entsprechende Halogenide umgewandelt und durch fraktionierte Kristallisation, Ionenaustausch oder Extraktion getrennt.

Das Metall wird durch Schmelzflusselektrolyse oder Reduktion mit Calcium gewonnen.

    $\mathrm {2\ PrF_{3}\ +\ 3\ Ca\ \longrightarrow \ 2\ Pr\ +\ 3\ CaF_{2}}$

## Eigenschaften

### Physikalische Eigenschaften

Praseodym ist ein weiches, silberweißes paramagnetisches Metall, welches zu den Lanthanoiden und Metallen der Seltenen Erden gehört. Bei 798 °C wandelt sich das hexagonale α-Pr in das kubisch-raumzentrierte β-Pr um.

### Chemische Eigenschaften

Bei hohen Temperaturen verbrennt Praseodym zum Sesquioxid $Pr_2O_3.$ Es ist in Luft etwas korrosionsbeständiger als Europium, Lanthan oder Cer, bildet aber leicht eine grüne Oxidschicht aus, die an der Luft abblättert. Mit Wasser reagiert es unter Bildung von Wasserstoff zum Praseodymhydroxid $(Pr(OH)_3).$ Praseodym tritt in seinen Verbindungen drei- und vierwertig auf, wobei die dreiwertige Oxidationszahl die häufigere ist. Pr(III)-Ionen sind gelbgrün, Pr(IV)-Ionen gelb. Unter besonderen reduktiven Bedingungen kann auch zweiwertiges Praseodym erzeugt werden, z. B. im Praseodym(II,III)-iodid $(Pr_2I_5).$

## Isotope

Natürliches Praseodym besteht nur aus dem stabilen Isotop $^{141}Pr.$ 38 weitere radioaktive Isotope sind bekannt, wobei $^{143}Pr$ und $^{142}Pr$ mit einer Halbwertszeit von 13,57 Tagen beziehungsweise 19,12 Stunden die langlebigsten sind. Alle anderen Isotope haben Halbwertszeiten von weniger als 6 Stunden, die meisten sogar weniger als 33 Sekunden. Es gibt auch 6 metastabile Zustände, wobei $^{138m}Pr$ $(t_½$ 2,12 Stunden), $^{142m}Pr$ $(t_½$ 14,6 Minuten) und $^{134m}Pr$ $(t_½$ 11 Minuten) die stabilsten sind.

Die Isotope bewegen sich in einem Atommassenbereich von 120,955 $(^{121}Pr)$ bis 158,955 $(^{159}Pr).$

## Verwendung

* Praseodym wird in Legierungen mit Magnesium zur Herstellung von hochfestem Metall für Flugzeugmotoren verwendet.
* Legierungen mit Cobalt und Eisen sind starke Dauermagnete.
* Praseodymverbindungen werden zum Färben von Glas und Emaille verwendet (zum Beispiel in grün gefärbten Scheinwerfergläsern in der Beleuchtungstechnik).
* Die Verbindungen verbessern auch die UV-Absorption und werden für Augenschutzgläser beim Schweißen benutzt.
* Das Praseodym-Ion $Pr^{3+}$ wird als Dotant für Lasermedien in Feststofflasern verwendet. So kommt es beispielsweise in $Pr^{3+}:LiYF_4-Lasern$ vor.

## Verbindungen

### Oxide

* grünes Praseodym(III)-oxid $(Pr_2O_3)$
* braun-schwarzes Praseodym(III,IV)-oxid $(Pr_6O_{11})$
* fast schwarzes Praseodym(IV)-oxid $(PrO_2)$

### Halogenide

Bekannt sind von allen Oxidationsstufen mehrere Halogenide beispielsweise Praseodym(III)-fluorid $(PrF_3),$ Praseodym(IV)-fluorid $(PrF_4),$ Praseodym(III)-chlorid $(PrCl_3),$ Praseodym(III)-bromid $(PrBr_3),$ Praseodym(III)-iodid $(PrI_3),$ Praseodym(II,III)-iodid $(Pr_2I_5).$ Die dreiwertigen Halogenide bilden verschiedene Hydrate.

Außerdem bildet es mehrere Fluoridokomplexe wie z. B. das $K_2[PrF_6]$ mit vierwertigem Pr.

### Andere Verbindungen

Binäre Verbindungen sind z. B. Praseodym(III)-sulfid $(Pr_2S_3),$ Praseodymnitrid (PrN), Praseodymphosphid (PrP).

Daneben ist Praseodym in diversen Salzen, wie dem hygroskopischen Praseodym(III)-nitrat $(Pr(NO_3)_3$ · x $H_2O),$ dem schön kristallisierenden Praseodym(III)-sulfat $(Pr_2(SO_4)_3$ · 8 $H_2O)$ und anderen vertreten.

Eine Übersicht über Praseodymverbindungen bietet die Kategorie:Praseodymverbindung.

* Praseodym(III)-sulfat Octahydrat
* Praseodym(III)-chlorid Heptahydrat
