Úvod
Praseodym (Pr) je měkký, kujný a tažný kovový prvek stříbřitě bílé barvy. Jeho protonové číslo je 59 a v periodické tabulce se řadí mezi lanthanoidy, které jsou známé jako kovy vzácných zemin. V čistém stavu vypadá jako lesklý kov, avšak na vzduchu poměrně rychle reaguje a pokrývá se charakteristickou nazelenalou vrstvou oxidu, která jej chrání před další korozí. V přírodě se nikdy nenachází volný, získává se z minerálů, jako jsou monazit a bastnäsit, kde se vyskytuje společně s dalšími podobnými prvky. Jeho slitiny se uplatňují v leteckých motorech.
Vlastnosti
Praseodym, chemická značka Pr, je měkký, kujný a tažný stříbřitě bílý kov, který patří do skupiny lathanoidů a mezi kovy vzácných zemin. Na vzduchu je poměrně reaktivní, pomalu se pokrývá zelenou vrstvou oxidu, která se odlupuje a nechrání kov před další oxidací. Z tohoto důvodu se musí uchovávat pod vrstvou minerálního oleje nebo v inertní atmosféře. S vodou reaguje pomalu za studena, ale rychleji za tepla za vzniku hydroxidu a uvolňování plynného vodíku. Jeho nejběžnějším a nejstabilnějším oxidačním stavem je +3, v němž jeho ionty propůjčují roztokům a solím charakteristickou světle zelenou barvu.
Vznik názvu
Název praseodym pochází z řeckých slov. První část, „prasios“, znamená pórově zelený a odkazuje na charakteristickou barvu jeho solí. Druhá část, „didymos“, se překládá jako dvojče. Prvek byl totiž objeven společně se svým „dvojčetem“ neodymem při rozdělení původně jednolité látky zvané didymium.
Objev
Historie objevu praseodymu je neoddělitelně spjata s látkou zvanou didymium, kterou objevil Carl Gustaf Mosander a dlouho byla považována za samostatný chemický prvek. Tuto domněnku vyvrátil až v roce 1885 rakouský chemik Carl Auer von Welsbach. Po mimořádně zdlouhavém a pracném procesu frakční krystalizace dusičnanu amonno-didymitého se mu podařilo prokázat, že didymium je ve skutečnosti směsí dvou odlišných prvků. První z nich, který tvořil soli charakteristické zelené barvy, pojmenoval praseodym. Tento název je odvozen z řeckých slov „prasios“ (zelený) a „didymos“ (dvojče), což dokonale vystihuje jeho barvu a nerozlučnou vazbu na neodym.
Výskyt v přírodě
Praseodym se v přírodě nevyskytuje jako volný prvek, nýbrž je rozptýlen v zemské kůře, obvykle společně s dalšími lathanoidy. Jeho hlavními komerčními zdroji jsou minerály monazit a bastnäsit, jejichž největší naleziště se nacházejí v Číně, Spojených státech a Austrálii. Získávání čistého kovu je technologicky velmi náročný proces. Po vytěžení a úpravě rudy se získá směsný koncentrát oxidů. Nejsložitější fází je separace jednotlivých lathanoidů, které mají velmi podobné chemické vlastnosti. K tomu se dnes využívají moderní metody jako kapalinová extrakce či iontoměničová chromatografie. Kov se vyrábí elektrolýzou taveniny halogenidů.
Využití
Praseodym je klíčový pro výrobu nejsilnějších permanentních magnetů typu neodym-železo-bor, které jsou nezbytné pro větrné turbíny, elektromobily a pevné disky. Jeho slitiny s hořčíkem se díky extrémní pevnosti využívají v leteckém průmyslu pro výrobu součástek motorů. Ve sklářství a keramice propůjčuje materiálům charakteristický žlutozelený odstín; didymové sklo s obsahem praseodymu chrání zrak svářečů a sklářů. Je také součástí mischmetalu v kamíncích do zapalovačů. V přírodě se volně nevyskytuje, je vázán v minerálech jako monazit a bastnäsit, kde doprovází další kovy vzácných zemin.
Sloučeniny
Praseodym tvoří sloučeniny převážně v oxidačním stavu +3, které mají typicky zelenou nebo žlutozelenou barvu. Méně častý, avšak stabilní, je i oxidační stav +4, což je mezi lanthanoidy poměrně výjimečné. Člověkem připravované sloučeniny zahrnují například oxid praseodymitý (Pr₂O₃), používaný jako pigment, nebo fluorid praseodymitý (PrF₃), který je součástí speciálních optických vláken a laserů. V přírodě se praseodym nachází vázaný v komplexních minerálech, zejména ve formě fosforečnanů v monazitových píscích a jako fluorouhličitan v bastnäsitu. Z těchto přírodních rud se izolují jeho čisté sloučeniny.
Zajímavosti
Ačkoliv je řazen mezi kovy vzácných zemin, v zemské kůře je hojnější než například stříbro nebo rtuť. Jeho ionty mají unikátní schopnost pohlcovat světlo ve velmi úzkých a specifických vlnových délkách, což je základem funkce ochranných sklářských brýlí, které filtrují intenzivní žluté světlo sodíku. Za pokojové teploty je praseodym paramagnetický, avšak při extrémně nízkých teplotách, pod 0,03 Kelvina, se stává antiferomagnetickým. Některé jeho intermetalické sloučeniny jsou zkoumány pro své neobvyklé supravodivé a termoelektrické vlastnosti při velmi nízkých teplotách.
