في الكيمياء يعد عنصر البراسيوديميوم أحد العناصر الكيميائية، ويمتلك الرمز الكيميائي Pr والرقم الذري 59 في الجدول الدوري، كما ويصنف البراسيوديميوم على أنه أحد اللانثانيدات، وهو يكون على صورة مادة صلبة في درجة حرارة الغرفة.
اكتشاف عنصر البراسيوديميوم
اسم البراسيوديميوم مشتق من الكلمة اليونانية (prasios) لكلمة “خضراء” ومصطلح (didymos) لكلمة “توأم”؛ وذلك بسبب الأملاح الخضراء الباهتة التي تشكلها، في عام 1841 ميلادي استخرج موساندر الأرض النادرة من اللانثانا، وفي عام 1879 ميلادي قام ليكوك دي بواسبودران بعزل أرضًا جديدة في السامرة من الديديميا، والتي تم الحصول على معدن (samarskite) منها.
بعد ست سنوات أي في عام 1885 ميلادي، قام فون ويلسباخ بفصل الديديميا إلى قسمين آخرين وهما البراسيوديميا والنوديميا، والتي قامت بإعطاء أملاحًا بألوان مختلفة، وذلك كما هو الحال مع العناصر الأرضية النادرة الأخرى فإن مركبات هذه العناصر الموجودة في المحلول لها نطاقات أو خطوط امتصاص طيفية حادة مميزة، وبعضها لا يتجاوز عرض أنجستروم.
لقد تم اكتشاف البراسيوديميوم بواسطة عالم الكيمياء النمساوي كارل ف. أوير فون ويلسباخ في عام 1885 ميلادي، حيث أنه قد قام بفصل عنصر البراسيوديميوم وكذلك عنصر النيوديميوم عن مادة تُعرف باسم الديديميوم (حيث أنه كان يعتقد سابقًا أن الديديميوم عبارة عن عنصر منفصل).
اليوم يتم الحصول على عنصر البراسيوديميوم بشكل أساسي من خلال عملية التبادل الأيوني من رمل المونازيت ((Ce، La، Th، Nd، Y) PO4)، وهو معروف بأنه عبارة عن مادة غنية بالعناصر الأرضية النادرة.
معدن البراسيوديميوم عبارة عن معدن ناعم يمتلك اللون الفضي كما أنه يمتاز بالمرونة، كما أنه إلى حد ما أكثر مقاومة للتآكل في الهواء من معدن اليوروبيوم أو معدن اللانثانم أو معدن السيريوم أو معدن النيوديميوم، لكنه يكوّن طلاء أكسيد أخضر يسقط عند تعرضه للهواء، كما هو الحال مع المعادن الأرضية النادرة الأخرى، يجب حفظها تحت زيت معدني خفيف أو مختومة بالبلاستيك.
الاستخدام الأساسي لعنصر البراسيوديميوم كعامل خلط مع المغنيسيوم لإنتاج معادن عالية القوة تُستخدم في محركات الطائرات، كما يشكل البراسيوديميوم أيضًا حوالي 5٪ من معدن الميش وهو عبارة عن مادة تُستخدم لصنع أحجار صوان للولاعات.
يشكل البراسيوديميوم جوهر أضواء قوس الكربون التي تستخدم في صناعة الصور المتحركة لإضاءة الاستوديو وأضواء جهاز العرض، كما ويضاف البراسيوديميوم إلى كابلات الألياف الضوئية كعامل منشط، حيث يتم استخدامه كمضخم إشارة، كما تستخدم أملاح البراسيوديميوم لإعطاء الزجاج والمينا اللون الأصفر، والبراسيوديميوم هو أيضًا يعد أحد مكونات زجاج الديديميوم، والذي يتم استخدامه لصنع أنواع معينة من نظارات اللحام ومنفاخ الزجاج.
معلومات عامة عن عنصر البراسيوديميوم
- يتواجد عنصر البراسيوديميوم جنبًا إلى جنب مع العناصر الأرضية النادرة الأخرى في مجموعة متنوعة من المعادن المختلفة، مثلا يعد معدني المونازيت والباستنايت المصدران التجاريان الرئيسيان للمعادن الأرضية النادرة، كما وقد تم تحضيره في شكل نقي نسبيًا في عام 1931 ميلادي.
- أدت عمليات تقنيات التبادل الأيوني والاستخراج بالمذيبات إلى عزل أسهل للأتربة النادرة وانخفضت التكلفة بشكل كبير في السنوات القليلة الماضية، حيث يمكن تحضير البراسيوديميوم بعدة طرق، مثل عملية اختزال الكالسيوم لكلوريد الفلوريد اللامائي.
- يحتوي معدن الميش المستخدم في صنع ولاعات السجائر على حوالي 5٪ من معدن البراسيوديميوم، أكاسيد الأرض النادرة بما في ذلك (Pr2O3) وهو من بين أكثر المواد المقاومة للحرارة المعروفة، وإلى جانب العناصر الأرضية النادرة الأخرى يتم استخدامه على نطاق واسع كمواد أساسية لأقواس الكربون التي تستخدمها صناعة الصور المتحركة لإضاءة الاستوديو والإسقاط.
- تستخدم أملاح البراسيوديميوم لتلوين الزجاج والمينا، وعند مزجه مع بعض المواد الأخرى ينتج البراسيوديميوم لونًا أصفر كثيفًا ونظيفًا بشكل غير عادي في الزجاج، كما ويعتبر زجاج الديديميوم الذي يعتبر البراسيوديميوم أحد مكوناته ملوّنًا لنظارات اللحام.
- نظرًا للعمر النصفي القصير نسبيًا لنظير البراسيوديميوم (19.12 ساعة) والاضمحلال بشكل أساسي عن طريق عملية اضمحلال بيتا (تقريبا 96.3 بالمائة اضمحلال بيتا و 3.7 بالمائة تحلل ألفا)، لقد تم اقتراح النظير (142-Pr) لتطبيقين رئيسيين مبتكرين في الطب، وهما المعالجة الكثبية الدقيقة وفي لوحة العين.
- يعتبر النظير (142-Pr) مفيدًا لأن اختراق جزء بيتا من الإشعاع يقتصر على بضعة ملليمترات في الأنسجة وبالتالي يحد من جرعة الإشعاع إلى الموقع المعالج، كما أنه من الممكن إنتاج النظير (142-Pr) إما عن طريق عملية التنشيط النيوتروني السريع أو عبر عملية التنشيط النيوتروني الحراري المستقر للنظير (141-Pr).
- يجري البحث في المستحضرات الصيدلانية المشعة التي تحتوي على معادن لتحديد الطريقة الأكثر فعالية لإنتاج ومعالجة المعادن المشعة من أجل التعقب في الجسم الحي، حيث أدى هذا البحث إلى تطوير مولد نويدات مشعة محتمل يدير المركبات المعدنية المشعة التي يمكن ملاحظتها أثناء التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني (PET).
- لقد تم تصميم مولد النويدات المشعة بنسبة كمية n (140Nd) / n (140Pr) لإدارة مجمعات النظير (140-Pr) مثل (140Pr-DTPA)، لاستخدامها كمتتبع أثناء فحص التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني، العمر النصفي للنظير (140-Pr) هو 3.4 دقيقة.
- يمكن أيضًا أن يتم استخدام مولدات النويدات المشعة ذات النسبة n (140Nd) / n (140Pr) لإدارة مجمعات (140Pr-phosphonate) لتحديد تطور النقائل الهيكلية، كما أنه بمجرد اكتشاف النقائل الهيكلية يمكن إعطاء (153Sm-EDTMP) كعامل علاج إشعاعي لعلاج سرطان العظام، حيث يبلغ عمر النصف 153 سم 1.9 يوم.
- استخدامات البراسيوديميوم: بالاقتران مع النيوديميوم يستخدم في الغالب في مغناطيس النيوديميوم المستخدم في مجال متزايد من التطبيقات عالية التقنية، كما تُستخدم أكاسيد البراسيوديميوم والنيوديميوم في نظارات اللحام ومنفاخ الزجاج لحماية العينين من التوهج الأصفر والأشعة فوق البنفسجية، كما أن بلاط السيراميك الأصفر النابض بالحياة وأواني الطعام، المشهور في منطقة البحر الأبيض المتوسط ، هو نتيجة الجمع بين أكاسيد البراسيوديميوم والزركونيوم.
- أكسيد البراسيوديميوم هو محفز لصنع البلاستيك الأكثر استخدامًا والبولي إيثيلين لزجاجات الصودا وأغلفة الفقاعات، والأغلفة البلاستيكية للأغذية وأكياس الشطائر وعلب الحليب.
- يوجد عنصر البراسيوديميوم في قشرة الأرض بمتوسط تركيز 8 أجزاء في المليون، كما ويوجد البراسيوديميوم بشكل شائع في الكربوناتيت في معدن الباستينيت، حيث تشكل رواسب الباستينيت في الصين والولايات المتحدة أكبر نسبة من الموارد الاقتصادية الأرضية النادرة في العالم.
- ثاني أكبر مجموعة من البراسيوديميوم في الرواسب الاقتصادية هو المونازيت المعدني وهو عبارة عن المعدن المضيف الرئيسي في يانجيبانا، كما وتظهر رواسب المونازيت في أستراليا والبرازيل والصين والهند وماليزيا وجنوب إفريقيا وسريلانكا وتايلاند والولايات المتحدة في رواسب الغرينية الحديثة والرواسب والأوردة والبيغماتيت والكربونات والمجمعات القلوية، كما يتم الحصول على البراسيوديميوم من (LREE معدن لوباريت) من اختراق ناري قلوي كبير في روسيا.
