जादुई दुर्लभ पृथ्वी तत्व - प्रेजोडीमियम

प्रेसियोडीमियमरासायनिक तत्वों की आवर्त सारणी में तीसरा सबसे प्रचुर लैंथेनाइड तत्व है, जिसकी भूपर्पटी में प्रचुरता 9.5 पीपीएम है, जो केवल 1.5 पीपीएम से कम है।सैरियम, yttrium,लेण्टेनियुम, औरस्कैंडियमयह दुर्लभ मृदा तत्वों में पाँचवाँ सबसे प्रचुर तत्व है। लेकिन अपने नाम की तरह ही,प्रेसियोडीमियमदुर्लभ मृदा परिवार का एक सरल एवं अलंकृत सदस्य है।

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सी.एफ. ऑवर वॉन वेल्सबाक ने 1885 में प्रेसियोडीमियम की खोज की।

1751 में स्वीडिश खनिज विज्ञानी एक्सेल फ्रेड्रिक क्रोनस्टेड ने बास्टन के खनन क्षेत्र में एक भारी खनिज पाया, जिसे बाद में सेराइट नाम दिया गया। तीस साल बाद, खदान के मालिक परिवार के पंद्रह वर्षीय विल्हेम हिसिंगर ने कार्ल शेले को अपने नमूने भेजे, लेकिन उन्हें कोई नया तत्व नहीं मिला। 1803 में, सिंगर के लोहार बनने के बाद, वह जोन्स जैकब बर्ज़ेलियस के साथ खनन क्षेत्र में वापस लौटे और एक नया ऑक्साइड, बौना ग्रह सेरेस को अलग किया, जिसे उन्होंने दो साल पहले खोजा था। सेरिया को जर्मनी में मार्टिन हेनरिक क्लैप्रोथ ने स्वतंत्र रूप से अलग किया था।

1839 और 1843 के बीच स्वीडिश सर्जन और रसायनज्ञ कार्ल गुस्ताफ मोसांडर ने खोज की किसेरियम ऑक्साइडऑक्साइड का मिश्रण था। उन्होंने दो अन्य ऑक्साइड को अलग किया, जिन्हें उन्होंने लैंथाना और डिडिमिया "डिडिमिया" (ग्रीक में जिसका अर्थ है "जुड़वाँ") कहा। उन्होंने आंशिक रूप से विघटित कियासेरियम नाइट्रेटनमूने को हवा में भूनकर, और फिर ऑक्साइड प्राप्त करने के लिए इसे तनु नाइट्रिक एसिड के साथ उपचारित किया जाता है। इन ऑक्साइडों को बनाने वाली धातुओं को इसलिए नाम दिया गया हैलेण्टेनियुमऔरप्रेसियोडीमियम.

1885 में, थोरियम सेरियम वेपर लैंप गॉज कवर का आविष्कार करने वाले ऑस्ट्रियाई सीएफ ऑयर वॉन वेल्सबैक ने "प्रेजोडियम नियोडिमियम" को सफलतापूर्वक अलग किया, "जुड़े हुए जुड़वाँ", जिसमें से हरे प्रेजोडियम नमक और गुलाबी रंग के नियोडिमियम नमक को अलग किया गया और दो नए तत्व होने का निर्धारण किया गया। एक का नाम "प्रेजोडियम" है, जो ग्रीक शब्द प्रसन से आया है, जिसका अर्थ है हरा यौगिक क्योंकि प्रेजोडियम नमक पानी का घोल एक चमकीला हरा रंग प्रस्तुत करेगा; दूसरे तत्व का नाम "Neodymium“. “जुड़े हुए जुड़वां” के सफल पृथक्करण ने उन्हें अपनी प्रतिभा को स्वतंत्र रूप से प्रदर्शित करने में सक्षम बनाया।

प्रेजोडीमियम धातु

प्रेसियोडीमियम धातु

चांदी जैसी सफ़ेद धातु, मुलायम और तन्य। कमरे के तापमान पर प्रेजोडायमियम की क्रिस्टल संरचना षट्कोणीय होती है। हवा में संक्षारण प्रतिरोध लैंटानम, सेरियम, नियोडिमियम और यूरोपियम की तुलना में अधिक मजबूत है, लेकिन हवा के संपर्क में आने पर, नाजुक काले ऑक्साइड की एक परत बनती है, और एक सेंटीमीटर आकार का प्रेजोडायमियम धातु का नमूना लगभग एक वर्ष के भीतर पूरी तरह से संक्षारित हो जाता है।

सामान्यदुर्लभ पृथ्वी तत्व, प्रेसियोडियमियम के a+3 ऑक्सीकरण अवस्था बनाने की सबसे अधिक संभावना है, जो जलीय घोल में इसकी एकमात्र स्थिर अवस्था है। कुछ ज्ञात ठोस यौगिकों में प्रेसियोडियमियम a+4 ऑक्सीकरण अवस्था में मौजूद होता है, और मैट्रिक्स पृथक्करण स्थितियों के तहत, यह लैंथेनाइड तत्वों के बीच एक अद्वितीय +5 ऑक्सीकरण अवस्था तक पहुँच सकता है।

जलीय प्रेसियोडीमियम आयन चार्ट्रूज है, और प्रेसियोडीमियम के कई औद्योगिक उपयोगों में प्रकाश स्रोतों में पीले प्रकाश को फ़िल्टर करने की इसकी क्षमता शामिल है।

प्रेसियोडीमियम इलेक्ट्रॉनिक लेआउट

प्रेसियोडीमियम

इलेक्ट्रॉनिक उत्सर्जन:

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p66s2 4f3

प्रेजोडायमियम के 59 इलेक्ट्रॉन [Xe] 4f36s2 के रूप में व्यवस्थित हैं। सैद्धांतिक रूप से, सभी पाँच बाहरी इलेक्ट्रॉनों को वैलेंस इलेक्ट्रॉन के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है, लेकिन सभी पाँच बाहरी इलेक्ट्रॉनों के उपयोग के लिए चरम स्थितियों की आवश्यकता होती है। आम तौर पर, प्रेजोडायमियम अपने यौगिकों में केवल तीन या चार इलेक्ट्रॉनों का उत्सर्जन करता है। प्रेजोडायमियम पहला लैंथेनाइड तत्व है जिसका इलेक्ट्रॉनिक विन्यास ऑफबाऊ सिद्धांत के अनुरूप है। इसके 4f ऑर्बिटल में 5d ऑर्बिटल की तुलना में कम ऊर्जा स्तर है, जो लैंथेनम और सेरियम पर लागू नहीं होता है, क्योंकि 4f ऑर्बिटल का अचानक संकुचन लैंथेनम के बाद तक नहीं होता है और सेरियम में 5d शेल पर कब्जा करने से बचने के लिए पर्याप्त नहीं है। फिर भी, ठोस प्रेसियोडीमियम एक [Xe] 4f25d16s2 विन्यास प्रदर्शित करता है, जहां 5d शेल में एक इलेक्ट्रॉन अन्य सभी त्रिसंयोजक लैंथेनाइड तत्वों (यूरोपियम और यटरबियम को छोड़कर, जो धातु अवस्था में द्विसंयोजक होते हैं) जैसा दिखता है।

अधिकांश लैंथेनाइड तत्वों की तरह, प्रेजोडायमियम आमतौर पर वैलेंस इलेक्ट्रॉन के रूप में केवल तीन इलेक्ट्रॉनों का उपयोग करता है, और शेष 4f इलेक्ट्रॉनों का मजबूत बंधन प्रभाव होता है: ऐसा इसलिए होता है क्योंकि 4f कक्षा इलेक्ट्रॉन के निष्क्रिय ज़ेनॉन कोर से होकर नाभिक तक पहुँचती है, उसके बाद 5d और 6s होते हैं, और आयनिक आवेश की वृद्धि के साथ बढ़ते हैं। हालाँकि, प्रेजोडायमियम अभी भी चौथा और कभी-कभी पाँचवाँ वैलेंस इलेक्ट्रॉन खोना जारी रख सकता है, क्योंकि यह लैंथेनाइड सिस्टम में बहुत पहले दिखाई देता है, जहाँ परमाणु आवेश अभी भी काफी कम है, और 4f सबशेल ऊर्जा अधिक वैलेंस इलेक्ट्रॉन को हटाने की अनुमति देने के लिए पर्याप्त है।

प्रेजोडायमियम और सभी लैंथेनाइड तत्व (लेण्टेनियुम, यटरबियमऔरल्यूटेशियम, कोई अयुग्मित 4f इलेक्ट्रॉन नहीं हैं) कमरे के तापमान पर अनुचुम्बकत्व हैं। अन्य दुर्लभ पृथ्वी धातुओं के विपरीत जो कम तापमान पर एंटीफेरोमैग्नेटिक या फेरोमैग्नेटिक ऑर्डरिंग प्रदर्शित करते हैं, प्रेसियोडियम 1K से ऊपर के सभी तापमानों पर अनुचुम्बकत्व है

प्रेजोडायमियम का अनुप्रयोग

प्रेजोडायमियम का अनुप्रयोग

प्रेसियोडीमियम का उपयोग ज्यादातर मिश्रित दुर्लभ मृदा के रूप में किया जाता है, जैसे कि धातु सामग्री, रासायनिक उत्प्रेरक, कृषि दुर्लभ मृदा आदि के लिए शुद्धिकरण और संशोधन एजेंट के रूप में।प्रेजोडायमियम नियोडिमियमदुर्लभ पृथ्वी तत्वों की सबसे समान और अलग करने में मुश्किल जोड़ी है, जिसे रासायनिक तरीकों से अलग करना मुश्किल है। औद्योगिक उत्पादन में आमतौर पर निष्कर्षण और आयन विनिमय विधियों का उपयोग किया जाता है। यदि उन्हें समृद्ध प्रेजोडियम नियोडिमियम के रूप में जोड़े में उपयोग किया जाता है, तो उनकी समानता का पूरा उपयोग किया जा सकता है, और कीमत भी एकल तत्व उत्पादों की तुलना में सस्ती है।

प्रेजोडायमियम नियोडिमियम मिश्र धातु(प्रेसियोडीमियम नियोडिमियम धातु)एक स्वतंत्र उत्पाद बन गया है, जिसका उपयोग स्थायी चुंबक सामग्री और गैर-लौह धातु मिश्र धातुओं के लिए संशोधन योजक दोनों के रूप में किया जा सकता है। पेट्रोलियम क्रैकिंग उत्प्रेरक की गतिविधि, चयनात्मकता और स्थिरता को Y जिओलाइट आणविक छलनी में प्रेजोडायमियम नियोडिमियम सांद्रता जोड़कर सुधारा जा सकता है। एक प्लास्टिक संशोधन योजक के रूप में, पॉलीटेट्राफ्लुओरोएथिलीन (PTFE) में प्रेजोडायमियम नियोडिमियम संवर्धन जोड़ने से PTFE के पहनने के प्रतिरोध में काफी सुधार हो सकता है।

दुर्लभ मृदास्थायी चुंबक सामग्री आज दुर्लभ पृथ्वी अनुप्रयोगों का सबसे लोकप्रिय क्षेत्र है। प्रेजोडायमियम अकेले स्थायी चुंबक सामग्री के रूप में उत्कृष्ट नहीं है, लेकिन यह एक उत्कृष्ट सहक्रियात्मक तत्व है जो चुंबकीय गुणों में सुधार कर सकता है। उचित मात्रा में प्रेजोडायमियम जोड़ने से स्थायी चुंबक सामग्री के प्रदर्शन में प्रभावी रूप से सुधार हो सकता है। यह एंटीऑक्सिडेंट प्रदर्शन (वायु संक्षारण प्रतिरोध) और चुंबक के यांत्रिक गुणों में भी सुधार कर सकता है, और इसका व्यापक रूप से विभिन्न इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों और मोटर्स में उपयोग किया गया है।

प्रेजोडायमियम का उपयोग पीसने और चमकाने वाली सामग्रियों के लिए भी किया जा सकता है। जैसा कि हम सभी जानते हैं, शुद्ध सेरियम आधारित पॉलिशिंग पाउडर आमतौर पर हल्के पीले रंग का होता है, जो ऑप्टिकल ग्लास के लिए एक उच्च गुणवत्ता वाली पॉलिशिंग सामग्री है, और इसने आयरन ऑक्साइड लाल पाउडर की जगह ले ली है जिसमें कम पॉलिशिंग दक्षता है और उत्पादन वातावरण को प्रदूषित करता है। लोगों ने पाया है कि प्रेजोडायमियम में अच्छे पॉलिशिंग गुण हैं। प्रेजोडायमियम युक्त दुर्लभ पृथ्वी पॉलिशिंग पाउडर लाल भूरे रंग का दिखाई देगा, जिसे "लाल पाउडर" के रूप में भी जाना जाता है, लेकिन यह लाल रंग आयरन ऑक्साइड लाल नहीं है, बल्कि प्रेजोडायमियम ऑक्साइड की उपस्थिति के कारण, दुर्लभ पृथ्वी पॉलिशिंग पाउडर का रंग गहरा हो जाता है। प्रेजोडायमियम का उपयोग प्रेजोडायमियम युक्त कोरन्डम पीसने वाले पहियों को बनाने के लिए एक नई पीसने वाली सामग्री के रूप में भी किया गया है। सफेद एल्यूमिना की तुलना में, कार्बन स्ट्रक्चरल स्टील, स्टेनलेस स्टील और उच्च तापमान वाले मिश्र धातुओं को पीसते समय दक्षता और स्थायित्व में 30% से अधिक सुधार किया जा सकता है। लागत को कम करने के लिए, अतीत में अक्सर कच्चे माल के रूप में प्रेजोडायमियम नियोडिमियम समृद्ध सामग्री का उपयोग किया जाता था, इसलिए इसका नाम प्रेजोडायमियम नियोडिमियम कोरन्डम पीस व्हील रखा गया।

प्रेसियोडीमियम आयनों से डोपित सिलिकेट क्रिस्टल का उपयोग प्रकाश स्पंदनों को कई सौ मीटर प्रति सेकंड तक धीमा करने के लिए किया गया है।

ज़िरकोनियम सिलिकेट में प्रेज़ोडियम ऑक्साइड मिलाने से यह चमकीला पीला हो जाएगा और इसे सिरेमिक पिगमेंट - प्रेज़ोडियम पीला के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है। प्रेज़ोडियम पीला (Zr02-Pr6Oll-Si02) सबसे अच्छा पीला सिरेमिक पिगमेंट माना जाता है, जो 1000 ℃ तक स्थिर रहता है और इसका इस्तेमाल एक बार या फिर से जलाने की प्रक्रिया के लिए किया जा सकता है।

प्रेजोडायमियम का उपयोग ग्लास कलरेंट के रूप में भी किया जाता है, जिसमें समृद्ध रंग और बहुत अधिक संभावित बाजार होता है। चमकीले लीक ग्रीन और स्कैलियन ग्रीन रंगों के साथ प्रेजोडायमियम ग्रीन ग्लास उत्पाद तैयार किए जा सकते हैं, जिनका उपयोग ग्रीन फ़िल्टर बनाने और कला और शिल्प ग्लास के लिए भी किया जा सकता है। ग्लास में प्रेजोडायमियम ऑक्साइड और सेरियम ऑक्साइड मिलाकर वेल्डिंग के लिए चश्मे के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है। प्रेजोडायमियम सल्फाइड का उपयोग ग्रीन प्लास्टिक कलरेंट के रूप में भी किया जा सकता है।

 

 


पोस्ट करने का समय: मई-29-2023