Zirconium Element Fakta
Det kjemiske elementet zirkonium er klassifisert som et overgangsmetall. Det ble oppdaget i 1789 av Martin Heinrich Klaproth.
Datasone
| Klassifisering: | Zirkonium er et overgangsmetall |
| Farge: | gråhvit |
| Atomvekt: | 91.22 |
| Tilstand: | solid |
| Smeltepunkt: | 1850 oC, 2123 K |
| Kokepunkt: | 4400 oC, 4673 K |
| Elektroner: | 40 |
| Protoner: | 40 |
| Nøytroner i den mest utbredte isotopen: | 50 |
| Elektronskall: | 2,8,18,10,2 |
| Elektronkonfigurasjon: | 4d2 5s2 |
| Tetthet @ 20oC: | 6,52 g / cm3 |
Vis mer: Oppvarming, energier, oksidasjon,
reaksjoner, forbindelser, radier, kondu ctivities
| Atomisk volum: | 14,0 cm3 / mol |
| Struktur: | hcp: sekskantet tettpakket |
| Hardhet: | 5.0 mohs |
| Spesifikk varmekapasitet | 0,27 J g-1 K-1 |
| Fusjonsvarme | 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 oksidasjonsnummer | 0 |
| Min. vanlig oksidasjonsnr. | 0 |
| Maksimalt oksidasjonsnummer | 4 |
| Maks. vanlig oksidasjon nr. | 4 |
| Elektronegativitet (Pauling Scale) | 1,33 |
| Polariserbarhet volum | 17.9 Å3 |
| Reaksjon med luft | mild, m / ht ⇒ ZrO2 |
| Reaksjon med 15 M HNO3 | passivert |
| Reaksjon med 6 M HCl | ingen |
| Reaksjon med 6 M NaOH | ingen |
| Oksid (er) | ZrO2 (zirkonia ) |
| Hydrid (er) | ZrH2 |
| Klorid (er) | ZrCl3, ZrCl4 |
| Atomic radius | 160 pm |
| Ionic radius (1+ ion ) | – |
| Ionisk radius (2+ ion) | – |
| ionisk radius (3+ ion) | 88.5 pm |
| ionisk 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 |
Discovery of Zirconium
Edelstener som inneholder zirkonium, som hyacint og zirkon, har blitt brukt som dekorasjoner siden antikken.
Zirkonium ble først anerkjent som et element av Martin Heinrich Klaproth i 1789, i Berlin, i en prøve av zirkon (zirkoniumsilikat) fra Sri Lanka. Hans analyse av mineralets sammensetning viste: 25% silika; 0,5% jernoksid; 70% nytt oksid. Han kalte det nye oksidet ‘Zirconerde.’ (2)
I 1808, i London, prøvde Sir Humphry Davy å skaffe det rene metallet fra oksidet ved elektrolyse, en metode han med hell hadde brukt for å isolere både natrium og kalium et år tidligere. Dessverre lyktes han ikke.
Suksessen kom til Jacob Berzelius, som først isolerte metallet i 1824, i Stockholm, Sverige. Berzelius oppvarmet et jernrør som inneholder en blanding av kalium og kaliumsirkoniumfluorid (K2ZrF6). Han produserte zirkonium som et amorft sort pulver som var en dårlig leder av elektrisitet. (3)
Hollandske forskere Anton Eduard van Arkel og Jan Hendrik de Boer oppdaget en metode for å produsere zirkonium med høy renhet i 1925. Zirkoniumtetraiodid (ZrI4) brytes ned på et hvitt varmt wolframfilament og skaper en krystallstang rent zirkonium. Dette er kjent som krystallstangprosessen.
Elementnavnet kommer fra det persiske ordet ‘zargon’ som betyr gulllignende.
Zirkoniumstang.Bilde Ref. (1)
Cubic zirconia (vist ovenfor) har samme krystallstruktur som diamant, og har en lignende gnist. Bilde av Michelle Jo.
NASA: En elektromagnetisk levitert kule av smeltet titan- zirkonium-nikkel legering. Når den flytende væskekulen avkjøles og stivner, avslører den informasjon om hvorfor væsker motstår å bli faste stoffer.
Utseende og egenskaper
Skadelige effekter:
Zirkonium anses å være giftfri.
Kjennetegn:
Zirkonium er et sterkt, formbart, duktilt, skinnende, gråaktig -hvitt metall.
Når det er tilstede i forbindelser, eksisterer zirkonium hovedsakelig i oksidasjonstilstand IV.
Dens oksyd (ZrO2) er hvitt, i likhet med mange av dets forbindelser.
Zirkonium er generelt svært motstandsdyktig mot korrosjon. Det blir imidlertid raskt angrepet av flussyre, selv ved lave konsentrasjoner.
I en oksygenatmosfære brenner finfordelt zirkonium med den høyeste kjente temperaturen for en metallflamme: 4460 oC. (4) Pulverisert zirkonium kan spontant antennes i luft.
Utsatte overflater av zirkonium danner et beskyttende oksydlag.
Zirkoniumvolframat (ZrW2O8) er et uvanlig stoff: det krymper når det blir oppvarmet fra nesten absolutt null til 780 oC ( 5).
Bruk av zirkonium
Zirkonium absorberer nøytroner veldig dårlig. Det er derfor nyttig i kjernekraftapplikasjoner som i kledningen (ytre lag) av drivstoffstenger som det er viktig at nøytroner lett kan bevege seg gjennom.
Zirkonium brukes til å lage kirurgiske instrumenter og brukes i stållegeringer som herdemiddel.
Som et resultat av sin eksepsjonelle korrosjonsbestandighet, brukes zirkonium mye i den kjemiske industrien i korroderende miljøer der zirkoniumlegeringer finnes i rør, beslag og varmevekslere.
Zirkonium brukes også til å lage superledende magneter.
Zirkon (zirkoniumsilikat, ZrSiO4) er en naturlig edelsten, og syntetisk kubisk zirkoniumoksid (zirkoniumdioksid, ZrO2) produseres som en billig erstatning for diamant.
Zirkoniumbaserte katalysatorer brukes i aminering, hydrogenering, isomerisering og oksidasjonsreaksjoner.
Litiumsirkonat kan brukes til å absorbere karbondioksid. Reaksjonen er reversibel, slik at karbondioksidet kan frigjøres på et sted du velger, og litiumsirkonatet brukes igjen. Denne applikasjonen kan være nyttig for å håndtere miljøhensyn ved frigjøring av karbondioksid i atmosfæren.
Overflod og isotoper
Overflod jordskorpe: 165 vektdeler per million, 38 deler pr. millioner i mol
Rikelig solsystem: 40 vektdeler per milliard vekt, 0,5 deler per milliard etter mol
Kostnad, ren: $ 157 per 100 g
Kostnad, bulk: $ 16 per 100 g
Kilde: Dens viktigste mineral er zirkon (zirkoniumsilikat, ZrSiO4). Det produseres kommersielt ved reduksjon av kloridet med magnesium i Kroll-prosessen.
- Foto av Dschwen.
- Mary Elvira Weeks, The Discovery of the Elements XI., Journal of Chemical Education., juli 1932, s1231 / 2.
- Edward Turner, Franklin Bache, Elements of Chemistry: Inclusive the Recent Discoveries and Doctrines of Science, 1830, John Grigg, s304 / 5.
- Mary Eagleson, Concise Encyclopedia Chemistry, 1994, Walter de Gruyter, side 1199.
- Allegheny Technologies Incorporated. Zirkonium Tungstate. (pdf-dokument).
Sitat denne siden
For online lenking, kopier og lim inn ett av 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 å sitere denne siden i et akademisk dokument, bruk følgende MLA-kompatible sitat:
"Zirconium." Chemicool Periodic Table. Chemicool.com. 18 Oct. 2012. Web. <https://www.chemicool.com/elements/zirconium.html>.