Praseodimio: produzione, reazioni, usi

Il praseodimio è un metallo appartenente alla serie dei lantanidi che si trova nei minerali appartenenti al gruppo della monazite e della bastnäsite e samarskite.
Il chimico austriaco Carl Auer Freiherr von Welsbach nel 1885 scoprì l’elemento nell’ambito delle sue ricerche sul didimio, miscela di neodimio e praseodimio, ritenuta fino ad allora un elemento chimico.

Il suo nome ha origine dal greco πρασεῖος forma erronea per πράσιος «verdastro» per il colore e l’aspetto dei suoi sali, e dal latino didymĭum, da cui è stato isolato.
Il metallo è di colore argenteo, tenero e duttile che ha configurazione elettronica [Xe] 4f³,6s² e numeri di ossidazione +2, +3, +4 e +5 sebbene lo stato di ossidazione più comune sia +3.

Produzione

Viene ottenuto o per elettrolisi dei suoi alogenuri allo stato fuso o per riduzione metallotermica dei fluoruri o degli ossidi in presenza di calcio.

Gli ossidi sono dapprima trasformati in fluoruri e questi ultimi sono ridotti dal calcio secondo la reazione:
2 PrF₃ + 3 Ca → 3 CaF₂ + 2 Pr

Reazioni

Reagisce con l’ossigeno dell’aria ricoprendosi di un strato di ossido di colore giallo-verde dalla stechiometria variabile e pertanto l’ossido di praseodimio è rappresentato come PrO_x essendo x compreso tra 1.5 e 2.

Reagisce con l’acqua per dare idrossido di praseodimio e idrogeno gassoso:
2 Pr_(s) + 6 H₂O_(l) → 2 Pr(OH)_3(aq) +3 H_2(g)

Il praseodimio si solubilizza a caldo in acido solforico diluito per dare una soluzione di colore verde contenente ioni Pr³⁺ e sviluppo di idrogeno gassoso:
2 Pr_(s) + 3 H₂SO_4(aq) → 2 Pr³⁺_(aq) + 3 SO₄^2-_(aq) + 3 H_2(g)

Reagisce con gli alogeni per dare alogenuri in cui ha numero di ossidazione +3 secondo la reazione generale:
2 Pr_(s) + 3 X_2(g) → 2 PrX_3(s)

Usi

E’ comunemente usato con il magnesio per ottenere leghe ad alta resistenza usate nei motori degli aerei.

Unitamente al cerio, neodimio e lantanio è utilizzato in una lega metallica piroforica detta mischmetal usata nelle pietrine per accendisigari.
Il praseodimio è spesso aggiunto ai cavi in fibra ottica come agente dopante per amplificare un segnale.

I suoi sali di  possono conferire al vetro e agli smalti un colore giallo brillante.

E’ utilizzato nelle lampade ad arco a filamenti di carbonio che grazie alla sua presenza emettono una luce dal brillante colore giallo.
Insieme al lantanio, neodimio, samario, cerio e gadolinio,  è presente nel vetro al didimio utilizzato nel vetro per occhiali da saldatore in quanto ha la caratteristica di proteggere gli occhi del saldatore dalla luce intensa prodotta durante la saldatura.