Chapitres
Le praséodyme est un élément chimique qui porte le numéro 59 dans la classification périodique des éléments. 
| Informations générales | |
|---|---|
| Symbole | Pr |
| Numéro atomique | 59 |
| Famille | Lanthanide |
| Période | 6 |
| Bloc | f |
| Masse volumique | 6,773 g.cm-3 |
| Couleur | Blanc |
| Propriétés atomiques | |
| Masse atomique | 140 u |
| Rayon atomique | 185 pm |
| Configuration électronique | [Xe] 6s2 4f3 |
| Électrons par niveau d'énergie | 2 | 8 | 18 | 21 | 8 | 2 |
| Oxyde | Base |
| Système cristallin | Hexagonal compact |
| Propriétés physiques | |
| État ordinaire | Solide |
| Point de fusion | 931°C |
| Point d'ébullition | 3520°C |
Définitions
- Numéro atomique : Le numéro atomique d'un atome représente le nombre de protons de ce dernier
- Famille : L'UICPA (Union internationale de chimie pure et appliquée) a regroupé en 10 familles les éléments chimiques qui présentent des propriétés physiques et chimiques semblables
- Groupe : Chaque groupe correspond aux éléments chimiques présents dans une même colonne du tableau périodique des éléments
- Période : Chaque période correspond aux éléments chimiques présents dans une même ligne du tableau périodique des éléments. Ils partagent également le même nombre de couches électroniques. On en compte 7 au maximum
- Bloc : Les éléments périodiques sont classés par bloc selon leurs propriétés et selon les couches électroniques jusqu’auxquelles elles sont remplies
- Dureté : La dureté d'un matériau représente la résistance qu'il oppose à la pénétration. On peut la mesurer selon plusieurs méthodes : la méthode par pénétration, la méthode par rayage ou encore la méthode par rebondissement
- Point de fusion : Le point de fusion correspond à un moment de pression et de température à partir duquel l'élément chimique fond, passant ainsi de l'état solide à l'état liquide
- Point d'ébullition : Le point d'ébullition correspond à un moment de pression et de température à partir duquel l'élément chimique bout, passant ainsi de l'état liquide à l'état gazeux
Rappel : La classification périodique des éléments, aussi appelée tableau de Mendeleïev, du nom de son créateur. C'est un chimiste russe qui en 1869 créa un tableau dont le but était de regrouper tous les éléments chimiques connus par points communs (groupes et familles par exemple). Il a souvent été ajusté et mis à jour depuis cette époque. Sa dernière révision date de 2016 par l'UICPA (Union internationale de chimie pure et appliquée), une ONG suisse qui a pour but l'évolution de la physique-chimie. Le tableau périodique compte à ce jour 118 éléments. L’UICPA, l’Union Internationale de Chimie Pure et Appliquée est une organisation non gouvernementale ayant son siège à Zurich, en Suisse. Créée en 1919, elle s’intéresse au progrès de la chimie, de la chimie physique et de la biochimie. Ses membres sont les différentes sociétés nationales de chimie et elle est membre du Conseil International pour la Science. L’UICPA est une autorité reconnue dans le développement des règles à adopter pour la nomenclature, les symboles et autres terminologie des éléments chimiques et leurs dérivé via son Comité Interdivisionnel de la Nomenclature et des Symboles. Ce comité fixe la nomenclature de l’UICPA.
Un peu d’histoire autour de l'élément
Étymologie
Le mot praséodyme vient de l'allemand "praseodym" qui dérive de "prase", une variété de quartz et "didyme", mélange de praséodyme et de néodyme qui était considéré comme un corps simple à l'époque. Une autre interprétation dit que la praséodyme vient des mots grecs "prason" et "didymos". Le premier signifiant poireau et le deuxième jumeau. Il était nommé ainsi à cause de la couleur de son nitrate : verte.
Découverte du praséodyme
Première approche : le didyme
La première fois que l'on se retrouve en présence de praséodyme, c'est lors de la découverte du didyme, un mélange entre du néodyme et du praséodyme. Cette découverte eu lieu en 1840 par Carl Gustaf Mosander qu'il obtint à partir de sulfate de lanthane.
Carl Gustaf Mosander
Carl Gustaf Mosander est un chimiste suédois ayant vécu de 1797 à 1858. Professeur également, il est connu pour avoir découvert plusieurs éléments du tableau périodique des éléments :
- Le lanthane,
- Le terbium,
- L’erbium.
La différenciation
Tous les chimistes considéraient le didyme comme un élément simple jusqu'à ce que Carl Auer von Welsbach sépare les deux parties en 1885. Il obtient donc du néodyme, élément 60 et du praséodyme, élément 59.
Carl Auer Freiherr von Welsbach
Carl Auer Freiherr von Welsbach est un docteur en physique chimie autrichien ayant vécu entre 1858 et 1929. Il commence par mettre ses connaissances en physique au service de l'industrie autrichienne avant de devenir un inventeur célèbre. On lui doit le bec Auer, une reprise du bec Bunsen, inventé par son directeur de thèse, Robert Wilhelm Bunsen. Il continue ses inventions dans le domaine de l'éclairage public en mettant au point le filament osmium-tungstène. Sa dernière invention notable est celle de la pierre à briquet en 1903.
Présence à l’état naturel de l'élément 59, le praséodyme
On trouve des traces de praséodyme dans la croûte du manteau terrestre. Son clarke s'élève à 9,5 ppm.
Le clarke d’un élément chimique définit sa présence moyenne dans la croûte terrestre . Il s’exprime sous la forme d’une fraction massique en pourcentage, ppm (partie par million), ou ppb (partie par milliard)
Le praséodyme peut se trouver dans des minéraux tels la monazite et la bastnäsite.
Propriétés physiques et chimiques du praséodyme
On définit le paramagnétisme par un élément qui ne possède pas d’aimantation spontanée dans un milieu mais qui obtient une aimantation lorsqu’il est traversé par un champ magnétique. Son aimantation sera par ailleurs dirigée dans le même sens que le champ magnétique qui lui donne ces caractéristiques
C'est aussi un métal électropositif.
On définit l'électronégativité d'un élément chimique à sa capacité à attirer les électrons lorsqu'il réagit avec d'autres éléments au sein d'une réaction chimique
On peut le dissoudre dans l'acide sulfurique.
Isotopes du praséodyme
Des isotopes sont des atomes qui possèdent le même nombre de protons mais un nombre différent de neutrons
L'isotope du praséodyme présent dans la nature est le praséodyme 141. En tout, on dénombre 38 radioisotopes du praséodyme. Celui avec la plus grande durée de demie-vie est le praséodyme 143 avec une durée de demie-vie d'un peu plus de 13 jours. Le praséodyme se désintègre en divers produits suite à sa radioactivité bêta.
La radioactivité bêta est un type de désintégration radioactive où une particule bêta (électron ou positron) est émise. On parle de radioactivité bêta + quand un positron est émis mais on parle de radioactivité – quand c’est un électron qui est émis
Ses produits de désintégration sont par exemple le cérium ou encore le néodyme.
Utilisations de l'élément 59
Le praséodyme dans les verres
Le praséodyme s'utilise comme colorant pour verres, il permet de leur donner la couleur verte. Quand il est utilisé en alliage avec néodyme, il permet d'ajouter des caractéristiques de protection solaire, pour les lunettes de soleil ou encore les lunettes de soudure.
Le praséodyme dans nos briquets
Le praséodyme entre dans la composition des pierres à briquet, notamment car il est présent dans le mischmétal.
Le praséodyme comme aimant
Le praséodyme entre dans la confection d'aimants permanents quand il est allié au cobalt.
Dangers du praséodyme
Il est important de manipuler le praséodyme avec précaution car celui-ci peut être dangereux. En effet, les vapeurs et les gaz de cet élément peuvent provoquer des embolies pulmonaires. Ce risque est d’autant plus accru si l’exposition devient prolongée. En général, le praséodyme ainsi que les autres terres rares dont les propriétés sont comparables, s’accumulent dans le foie lorsqu’ils sont absorbés.
Écotoxicité
On dit d’un objet qu’il est écotoxique lorsqu’il est toxique pour l’environnement, c’est-à-dire polluant
Le praséodyme, chez les animaux aquatiques, peut provoquer des dommages au niveau des membranes cellulaire, pénalisant les animaux sur la reproduction mais également sur le système nerveux. Ces animaux peuvent être mis en contact avec le praséodyme, qui est considéré comme écotoxique à cause des activités humaine. En effet, le praséodyme et d’autres terres rares sont rejetés dans l’environnement via les industrie pétrolières mais aussi par les particuliers abandonnant dans la nature certain équipements ménagers comme les télévisions. Le praséodyme va alors s’accumuler dans le sol et en augmenter les concentrations jusqu’à ruissellement dans le cours d’eau le plus proche.
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