Fakta om zirconiumelementer
Det kemiske grundstof zirconium er klassificeret som et overgangsmetal. Det blev opdaget i 1789 af Martin Heinrich Klaproth.
Datazone
| Klassifikation: | Zirconium er et overgangsmetal |
| Farve: | gråhvidt |
| Atomvægt: | 91.22 |
| Tilstand: | solid |
| Smeltepunkt: | 1850 oC, 2123 K |
| Kogepunkt: | 4400 oC, 4673 K |
| Elektroner: | 40 |
| Protoner: | 40 |
| Neutroner i mest rigelige isotop: | 50 |
| Elektronskaller: | 2,8,18,10,2 |
| Elektronkonfiguration: | 4d2 5s2 |
| Densitet ved 20oC: | 6,52 g / cm3 |
Vis mere: Opvarmer, energier, oxidation,
reaktioner, forbindelser, radier, kondu ctivities
| Atomisk volumen: | 14,0 cm3 / mol |
| Struktur: | hcp: sekskantet tæt pakket |
| Hårdhed: | 5,0 mohs |
| Specifik varmekapacitet | 0,27 J g-1 K-1 |
| Fusionsvarme | 16,90 kJ mol-1 |
| Forstøvningsvarme | 609 kJ mol-1 |
| Fordampningsvarme | 590,5 kJ mol-1 |
| 1. ioniseringsenergi | 640,1 kJ mol-1 |
| 2. ioniseringsenergi | 1266,8 kJ mol-1 |
| 3. ioniseringsenergi | 2218,2 kJ mol-1 |
| Elektronaffinitet | 41,1 kJ mol-1 |
| Minimum oxidationstal | 0 |
| Min. fælles oxidationsnr. | 0 |
| Maksimalt oxidationsnummer | 4 |
| Maks. almindelig oxidationsnr. | 4 |
| Elektronegativitet (Pauling-skala) | 1,33 |
| Polariserbarhed volumen | 17.9 Å3 |
| Reaktion med luft | mild, w / ht ⇒ ZrO2 |
| Reaktion med 15 M HNO3 | passiveret |
| Reaktion med 6 M HCI | ingen |
| Reaktion med 6 M NaOH | ingen |
| Oxid (er) | ZrO2 (zirconia ) |
| Hydrid (er) | ZrH2 |
| Chlorid (er) | ZrCl3, ZrCl4 |
| Atomic radius | 160 pm |
| Ionic radius (1+ ion ) | – |
| Ionisk radius (2+ ion) | – |
| Ionic radius (3+ ion) | 88.5 pm |
| Ionic radius (1- ion) | – |
| Ionic radius (2- ion) | – |
| Ionic radius (3- ion) | – |
| Termisk co induktivitet | 22,7 W m-1 K-1 |
| Elektrisk ledningsevne | 2,3 x 106 S m-1 |
| Fryse- / smeltepunkt: | 1850 oC, 2123 K |
Opdagelse af zirkonium
Ædle sten, der indeholder zirconium, såsom hyacint og zircon, er blevet brugt som dekorationer siden oldtiden.
Zirconium blev først anerkendt som et element af Martin Heinrich Klaproth i 1789 i Berlin i en prøve af zircon (zirconiumsilicat) fra Sri Lanka. Hans analyse af mineralets sammensætning viste: 25% silica; 0,5% jernoxid; 70% nyt oxid. Han kaldte det nye oxid ‘Zirconerde.’ (2)
I 1808 forsøgte Sir Humphry Davy i London at opnå det rene metal fra dets oxid ved elektrolyse, en metode, som han med succes havde brugt til at isolere både natrium og kalium et år tidligere. Desværre mislykkedes hans indsats.
Succes kom til Jacob Berzelius, der først isolerede metallet i 1824 i Stockholm, Sverige. Berzelius opvarmede et jernrør indeholdende en blanding af kalium og kaliumzirconiumfluorid (K2ZrF6). Han producerede zirconium som et amorft sort pulver, som var en dårlig leder af elektricitet. (3)
Hollandske forskere Anton Eduard van Arkel og Jan Hendrik de Boer opdagede en metode til fremstilling af zirkonium med høj renhed i 1925. Zirconiumtetraiodid (ZrI4) nedbrydes på en hvid varm wolframfilament, der skaber en krystalstang af rent zirconium. Dette kaldes krystalbjælkeprocessen.
Elementnavnet kommer fra det persiske ord ‘zargon’, der betyder guldlignende.
Zirkoniumstang.Billede ref. (1)
Cubic zirconia (vist ovenfor) har den samme krystalstruktur som diamant og har en lignende gnist. Billede af Michelle Jo.
NASA: En elektromagnetisk leviteret kugle af smeltet titanium- zirconium-nikkel legering. Når den flydende flydende kule køler af og størkner, afslører den information om, hvorfor væsker modstår at blive faste stoffer.
Udseende og egenskaber
Skadelige virkninger:
Zirconium betragtes som ikke-toksisk.
Karakteristika:
Zirconium er en stærk, formbar, duktil, skinnende, grålig -hvidt metal.
Når det er til stede i forbindelser, findes zirconium hovedsagelig i oxidationstilstand IV.
Dens oxid (ZrO2) er hvid, ligesom mange af dets forbindelser.
Zirconium er generelt usædvanligt modstandsdygtig over for korrosion. Det angribes imidlertid hurtigt af flussyre, selv ved lave koncentrationer.
I en iltatmosfære brænder fint opdelt zirconium med den højeste kendte temperatur for en metalflamme: 4460 oC. (4) Pulveriseret zirconium kan spontant antændes i luften.
Udsatte overflader af zirconium danner et beskyttende oxidlag.
Zirconiumvolframat (ZrW2O8) er et usædvanligt stof: det krymper, når det opvarmes fra næsten absolut nul til 780 oC ( 5).
Anvendelse af zirconium
Zirconium er meget dårlig til at absorbere neutroner. Det er derfor nyttigt i anvendelser af kerneenergi, såsom beklædning (ydre lag) af brændstofstænger, gennem hvilke det er vigtigt, at neutroner kan bevæge sig let.
Zirconium bruges til at fremstille kirurgiske instrumenter og bruges i stållegeringer som hærdningsmiddel.
Som et resultat af sin enestående korrosionsbestandighed anvendes zirconium i vid udstrækning i den kemiske industri i korroderende miljøer, hvor zirconiums legeringer findes i rør, fittings og varmevekslere.
Zirconium bruges også til at fremstille superledende magneter.
Zircon (zirconiumsilicat, ZrSiO4) er en naturlig ædelsten, og syntetisk cubic zirconia (zirconiumdioxid, ZrO2) produceres som en billig erstatning til diamant.
Zirconiumbaserede katalysatorer anvendes til aminering, hydrogenering, isomerisering og oxidationsreaktioner.
Lithiumzirconat kan bruges til at absorbere kuldioxid. Reaktionen er reversibel, så kuldioxiden kan frigøres et sted, du vælger, og lithiumzirconatet bruges igen. Denne applikation kan være nyttig til at tackle miljøhensyn med frigivelse af kuldioxid i atmosfæren.
Overflod og isotoper
Overflod jordskorpe: 165 vægtdele pr. Million, 38 dele pr. millioner i mol
Overflod solsystem: 40 vægtdele pr. mia. vægt, 0,5 dele pr. mia. mol
Omkostninger, ren: $ 157 pr. 100 g
Omkostninger, bulk: $ 16 pr. 100 g
Kilde: Dens vigtigste mineral er zircon (zirconiumsilicat, ZrSiO4). Det produceres kommercielt ved reduktion af chloridet med magnesium i Kroll-processen.
- Foto af Dschwen.
- Mary Elvira Weeks, Discovery of the Elements XI., Journal of Chemical Education., juli 1932, s. 1231/2.
- Edward Turner, Franklin Bache, Elements of Chemistry: Inclusief the Recent Discoveries and Doctrines of Science, 1830, John Grigg, s. 304/5.
- Mary Eagleson, Concise Encyclopedia Chemistry, 1994, Walter de Gruyter, side 1199.
- Allegheny Technologies Incorporated. Zirconium Tungstate. (pdf-dokument).
Citer denne side
For onlinelink skal du kopiere og indsætte et af følgende:
<a href="https://www.chemicool.com/elements/zirconium.html">Zirconium</a>
eller
<a href="https://www.chemicool.com/elements/zirconium.html">Zirconium Element Facts</a>
For at citere denne side i et akademisk dokument skal du bruge følgende MLA-kompatible henvisning:
"Zirconium." Chemicool Periodic Table. Chemicool.com. 18 Oct. 2012. Web. <https://www.chemicool.com/elements/zirconium.html>.