Kemiallinen alkuaine zirkonium luokitellaan siirtymämetalliksi. Sen löysi vuonna 1789 Martin Heinrich Klaproth.

Tietovyöhyke

Luokitus:	Zirkonium on siirtymämetalli
Väri:	harmaanvalkoinen
Atomipaino:	91.22
Tila:	kiinteä
Sulamispiste:	1850 oC, 2123 K
Kiehumispiste:	4400 oC, 4673 K
Elektronit:	40
Protonit:	40
Neutronit runsaimmalla isotoopilla:	50
Elektronikuoret:	2,8,18,10,2
Elektronikonfiguraatio:	4d2 5s2
Tiheys @ 20 ° C:	6,52 g / cm3

Näytä lisää: Lämmöt, energiat, hapettuminen,
reaktiot, yhdisteet, säteet, kanavat ctivities

Atomimäärä:	14,0 cm3 / mol
Rakenne:	hcp: kuusikulmainen tiivis pakattu
Kovuus:	5,0 mohs
Ominaislämpökapasiteetti	0,27 J g-1 K-1
Fuusiolämpö	16,90 kJ mol-1
sumutuslämpö	609 kJ mol-1
höyrystyslämpö	590,5 kJ mol-1
1. ionisaatioenergia	640,1 kJ mol-1
2. ionisaatioenergia	1266,8 kJ mol-1
3. ionisaatioenergia	2218,2 kJ mol-1
Elektroni-affiniteetti	41,1 kJ mol-1
Minimihapetusluku	0
Min. yleinen hapetusnro.	0
Suurin hapetusluku	4
Maks. yleinen hapetusnro.	4
Elektronegatiivisuus (Pauling-asteikko)	1.33
Polarisoitavuus määrä	17,9 Å3
Reaktio ilman kanssa	mieto, w / ht ⇒ ZrO2
Reaktio 15 M HNO3: lla	passivoitu
Reaktio 6 M HCl: llä	ei mitään
Reaktio 6 M NaOH: lla	ei mitään
oksideja	ZrO2 (zirkoniumoksidi) )
Hydridi (t)	ZrH2
Kloridi (t)	ZrCl3, ZrCl4
Atomisäde	160 pm
Ionisäde (1+ ioni )	–
Ionisäde (2+ ionia)	–
Ionisäde (3+ ionia)	88,5 pm
Ionisäde (1-ioni)	–
Ionisäde (2-ioni)	–
Ionisäde (3-ioni)	–
Lämpöyhteistyö nduktiivisuus	22,7 W m-1 K-1
Sähkönjohtavuus	2,3 x 106 S m-1
Jäätymis- / sulamispiste:	1850 oC, 2123 K

Zirkoniumin löytäminen

Zirkoniumia sisältäviä jalokiviä, kuten hyasinttia ja zirkonia, on käytetty koristeina muinaisista ajoista lähtien.

Martin Heinrich Klaproth tunnisti zirkoniumin ensimmäisenä elementtinä vuonna 1789 Berliinissä Sri Lankan zirkoninäytteestä. Hänen analyysinsa mineraalin koostumuksesta osoitti: 25% piidioksidia; 0,5% rautaoksidia; 70% uutta oksidia. Hän kutsui uutta oksidia Zirconerdeksi. (2)

Vuonna 1808 Sir Humphry Davy yritti Lontoossa Lontoossa saada puhdasta metallia sen oksidista elektrolyysillä, menetelmällä, jota hän oli onnistuneesti käyttänyt molempien natriumien eristämiseksi. ja kaliumia vuotta aiemmin. Valitettavasti hän ei onnistunut yrityksissään.

Menestys tuli Jacob Berzeliusille, joka eristää metallin ensimmäisen kerran vuonna 1824 Tukholmassa, Ruotsissa. Berzelius lämmitti rautaputkea, joka sisälsi kalium- ja kalium-zirkoniumfluoridin (K2ZrF6) seosta. Hän tuotti zirkoniumia amorfisena mustana jauheena, joka oli huono sähkönjohdin. (3)

Hollantilaiset tutkijat Anton Eduard van Arkel ja Jan Hendrik de Boer löysivät menetelmän erittäin puhtaan zirkoniumin tuottamiseksi vuonna 1925. Zirkoniumtetraiodidi (ZrI4) hajotetaan valkoisella kuumalla volframifilamentilla, mikä luo puhdas zirkonium. Tätä kutsutaan kristallipalkkiprosessiksi.

Elementin nimi tulee persialaisesta sanasta ”zargon”, joka tarkoittaa kullan kaltaista.

Zirkoniumsauva.Kuvan viite (1)

Kuutiometallisella zirkoniumoksidilla (esitetty yllä) on sama kiderakenne kuin timantti, ja sillä on samanlainen kimallus. Kuva: Michelle Jo.

NASA: Sähkömagneettisesti levitoitu sulan titaanin pallo – zirkonium-nikkeliseos. Kun kelluva nestepallo jäähtyy ja kiinteytyy, se paljastaa tietoja siitä, miksi nesteet vastustavat muuttumista kiinteiksi aineiksi.

Ulkonäkö ja ominaisuudet

Haitalliset vaikutukset:

Zirkoniumin katsotaan olevan myrkytön.

Ominaisuudet:

Zirkonium on vahva, muokattava, sitkeä, kiiltävä, harmahtava. -valkoinen metalli.

Kun se on läsnä yhdisteissä, zirkoniumia esiintyy enimmäkseen hapetustilassa IV.

Sen oksidi (ZrO2) on valkoista, kuten monet sen yhdisteet.

Zirkonium kestää yleensä poikkeuksellisen korroosiota. Fluorivetyhappo hyökkää siihen nopeasti, jopa pieninä pitoisuuksina. Happiatmosfäärissä hienojakoinen zirkonium palaa korkeimmalla tunnetulla metalliliekin lämpötilalla: 4460 oC. (4) Jauhettu zirkonium voi spontaanisti. syttyä ilmassa.

Zirkoniumin paljaat pinnat muodostavat suojaavan oksidikerroksen.

Zirkoniumvolframaatti (ZrW2O8) on epätavallinen aine: se kutistuu kuumennettaessa lähes absoluuttisesta nollasta 780 oC: seen ( 5).

Zirkoniumin käyttö

Zirkonium absorboi neutroneja erittäin heikosti. Siksi se on hyödyllinen ydinenergiasovelluksissa, kuten polttoainesauvojen päällysteessä (ulkokerros), jonka läpi on tärkeää, että neutronit voivat liikkua helposti.

Zirkoniumia käytetään kirurgisten instrumenttien valmistukseen ja sitä käytetään terässeokset karkaisuaineena.

Poikkeuksellisen korroosionkestävyyden ansiosta zirkoniumia käytetään laajasti kemianteollisuudessa syövyttävissä ympäristöissä, joissa zirkoniumseoksia löytyy putkista, liittimistä ja lämmönvaihtimista.

Zirkoniumia käytetään myös suprajohtavien magneettien valmistukseen.

Zirkoni (zirkoniumsilikaatti, ZrSiO4) on luonnollinen jalokivi ja synteettistä kuutiometriä zirkonia (zirkoniumdioksidi, ZrO2) tuotetaan edullisena korvikkeena timantti.

Zirkoniumpohjaisia katalyyttejä käytetään aminointi-, hydraus-, isomerointi- ja hapetusreaktioissa.

Litiumsirkonaattia voidaan käyttää hiilidioksidin absorboimiseen. Reaktio on palautuva, joten hiilidioksidi voidaan vapauttaa valitsemassaan paikassa ja litiumsirkonaatti voidaan käyttää uudelleen. Tästä sovelluksesta voi olla hyötyä ratkaistessa ympäristökysymyksiä, jotka liittyvät hiilidioksidin vapautumiseen ilmakehään.

Runsaus ja isotoopit

Runsaasti maankuorta: 165 miljoonasosaa painosta, 38 paino-osaa miljoonaa moolia kohti

Runsaasti aurinkokuntaa: 40 paino-osaa miljardia, moolia kohden 0,5 miljardia osaa

Puhtaat kustannukset: 157 dollaria 100 grammaa kohti

Kustannukset, irtotavarana: 16 dollaria / 100 g

Lähde: Sen päämineraali on zirkoni (zirkoniumsilikaatti, ZrSiO4). Sitä tuotetaan kaupallisesti pelkistämällä kloridi magnesiumilla Kroll-prosessissa.

1. Kuva: Dschwen.
2. Mary Elvira Weeks, The Discovery of the Elements XI., Journal of Chemical Education., heinäkuu 1932, s. 1231/2.
3. Edward Turner, Franklin Bache, Element of Chemistry: Including the Recent Discoveries and Doctrines of Science, 1830, John Grigg, s. 304/5.
4. Mary Eagleson, Concise Encyclopedia Chemistry, 1994, Walter de Gruyter, sivu 1199.
5. Allegheny Technologies Incorporated. Zirkonium-Tungstate. (pdf-tiedosto).

Lainaa tätä sivua

Kopioi ja liitä jokin seuraavista linkittämistä varten:

<a href="https://www.chemicool.com/elements/zirconium.html">Zirconium</a>

tai

<a href="https://www.chemicool.com/elements/zirconium.html">Zirconium Element Facts</a>

Jos haluat lainata tätä sivua akateemisessa asiakirjassa, käytä seuraavaa MLA-yhteensopivaa viittausta:

"Zirconium." Chemicool Periodic Table. Chemicool.com. 18 Oct. 2012. Web. <https://www.chemicool.com/elements/zirconium.html>.