প্রাসিওডাইমিয়ামের রাসায়নিক বিক্রিয়াশীলতা
প্রাসিওডাইমিয়াম (Pr), ল্যান্থানাইড সিরিজের সদস্য এবং একটি বিরল-মৃত্তিকা মৌল, এই ধাতুগুলির সাধারণ রাসায়নিক বিক্রিয়াশীলতা প্রদর্শন করে। এর পারমাণবিক সংখ্যা 59। প্রাসিওডাইমিয়াম একটি নরম, রূপালী-সাদা ধাতু হিসাবে বিদ্যমান যা বাতাসে ধীরে ধীরে অনুজ্জ্বল হয়। অন্যান্য বিরল-মৃত্তিকা মৌলগুলির মতো, এটি প্রধানত এমন যৌগ গঠন করে যেখানে এর জারণ অবস্থা +3।
জলের সাথে বিক্রিয়া
প্রাসিওডাইমিয়াম জলের সাথে বিক্রিয়া করে, যদিও বিক্রিয়ার তীব্রতা জলের তাপমাত্রার উপর নির্ভর করে।
- ঠান্ডা জলের সাথে, প্রাসিওডাইমিয়াম ধীরে ধীরে বিক্রিয়া করে, প্রাসিওডাইমিয়াম হাইড্রোক্সাইড গঠন করে এবং হাইড্রোজেন গ্যাস মুক্ত করে।
- গরম জলের সাথে, বিক্রিয়া দ্রুত ঘটে।
জলের সাথে এর বিক্রিয়ার সাধারণ রাসায়নিক সমীকরণ হল: $2Pr(s) + 6H_2O(l) \rightarrow 2Pr(OH)_3(aq) + 3H_2(g)$
বাতাসের সাথে বিক্রিয়া
প্রাসিওডাইমিয়াম বাতাসের সাথে বিক্রিয়াশীল।
- ঘরের তাপমাত্রায়, এটি বাতাসে ধীরে ধীরে অনুজ্জ্বল হয়, এর পৃষ্ঠে একটি সবুজ-হলুদ অক্সাইড স্তর তৈরি হয়।
- প্রায় 150°C তাপমাত্রায় উত্তপ্ত হলে, প্রাসিওডাইমিয়াম জ্বলে ওঠে এবং বাতাসে সহজে পুড়ে একটি মিশ্র অক্সাইড, প্রাসিওডাইমিয়াম(III,IV) অক্সাইড তৈরি করে, যা সাধারণত একটি গাঢ় বাদামী থেকে কালো গুঁড়ো।
বাতাসে এর দহনের প্রতিনিধিত্বকারী রাসায়নিক বিক্রিয়া হল: $12Pr(s) + 11O_2(g) \rightarrow 2Pr_6O_{11}(s)$
বিষাক্ততা, তেজস্ক্রিয়তা এবং দাহ্যতা
- বিষাক্ততা: মৌলিক প্রাসিওডাইমিয়ামের তীব্র বিষাক্ততা কম। তবে, এর যৌগগুলি, বিশেষ করে দ্রবণীয় লবণগুলি, যদি গ্রহণ করা হয় বা শ্বাস নেওয়া হয় তবে মাঝারিভাবে বিষাক্ত হিসাবে বিবেচিত হয়। কেরালা-এর মতো অঞ্চলে পাওয়া মোনাজাইট বালি থেকে প্রায়শই নিষ্কাশিত বিরল-মৃত্তিকা মৌলগুলির শিল্প পরিচালনায় ধুলো এবং যৌগগুলির সংস্পর্শ এড়াতে যথাযথ নিরাপত্তা ব্যবস্থা প্রয়োজন।
- তেজস্ক্রিয়তা: প্রাসিওডাইমিয়াম তেজস্ক্রিয় নয়। এর একমাত্র প্রাকৃতিকভাবে বিদ্যমান আইসোটোপ, $^{141}Pr$, স্থিতিশীল। যদিও বিভিন্ন কৃত্রিম তেজস্ক্রিয় আইসোটোপ গবেষণাগারে তৈরি করা হয়েছে, তবে এগুলি প্রাকৃতিকভাবে উপস্থিত থাকে না।
- দাহ্যতা: প্রাসিওডাইমিয়াম দাহ্য, বিশেষ করে গুঁড়ো আকারে। সূক্ষ্ম প্রাসিওডাইমিয়াম গুঁড়ো পাইরোফোরিক হতে পারে, যার অর্থ এটি ঘরের তাপমাত্রায় বাতাসে স্বতঃস্ফূর্তভাবে জ্বলতে পারে। কঠিন বাল্ক ধাতু, যখন উত্তপ্ত হয়, তখন বাতাসের সাথে এর প্রতিক্রিয়ার মতো পুড়ে যাবে।
একটি রাসায়নিক বিক্রিয়ার উদাহরণ
প্রাসিওডাইমিয়াম জড়িত একটি উল্লেখযোগ্য রাসায়নিক বিক্রিয়া হল রঞ্জক হিসাবে এর ব্যবহার। যখন প্রাসিওডাইমিয়াম(III) অক্সাইড (Pr$_2$O$_3$) সিরামিক গ্লেজের মধ্যে অন্তর্ভুক্ত করা হয়, তখন এটি একটি উজ্জ্বল সবুজ রঙ দেয়। এই সবুজ রঞ্জক, যা প্রায়শই “প্রাসিওডাইমিয়াম সবুজ” নামে পরিচিত, সিরামিক শিল্পে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। নির্দিষ্ট সবুজ আভাটি প্রাসিওডাইমিয়াম আয়নের ইলেকট্রনিক গঠন এবং গ্লেজ ম্যাট্রিক্সের মধ্যে আলোর সাথে তাদের মিথস্ক্রিয়ার ফল।
অক্সাইড গঠনের প্রক্রিয়াটি নিজেই একটি মৌলিক রাসায়নিক বিক্রিয়া: $4Pr(s) + 3O_2(g) \rightarrow 2Pr_2O_3(s)$