Zirconium Element Facts
Elementul chimic zirconiu este clasificat ca un metal de tranziție. A fost descoperit în 1789 de Martin Heinrich Klaproth.
Zona de date
| Clasificare: | Zirconiul este un metal de tranziție |
| Culoare: | alb-cenușiu |
| Greutate atomică: | 91.22 |
| Stare: | solid |
| Punct de topire: | 1850 oC, 2123 K |
| Punct de fierbere: | 4400 oC, 4673 K |
| Electroni: | 40 |
| Protoni: | 40 |
| Neutronii din izotopul cel mai abundent: | 50 |
| Coji de electroni: | 2,8,18,10,2 |
| Configurație electronică: | 4d2 5s2 |
| Densitate @ 20oC: | 6,52 g / cm3 |
Afișează mai multe: Încălziri, Energii, Oxidare, Reacții
, Compuși, Raze, Condu activități
| Volumul atomic: | 14,0 cm3 / mol |
| Structură: | hcp: hexagonal închis |
| Duritate: | 5.0 mohs |
| Capacitate de căldură specifică | 0,27 J g-1 K-1 |
| Căldură de fuziune | 16,90 kJ mol-1 |
| Căldura de atomizare | 609 kJ mol-1 |
| Căldura de vaporizare | 590,5 kJ mol-1 |
| Prima energie de ionizare | 640,1 kJ mol-1 |
| A doua energie de ionizare | 1266,8 kJ mol-1 |
| A treia energie de ionizare | 2218,2 kJ mol-1 |
| Afinitate electronică | 41,1 kJ mol-1 |
| Număr minim de oxidare | 0 |
| Min. nr. obișnuit de oxidare. | 0 |
| Numărul maxim de oxidare | 4 |
| Max. oxidare comună nr. | 4 |
| Electronegativitate (Pauling Scale) | 1.33 |
| Polarizabilitate volum | 17.9 Å3 |
| Reacție cu aer | ușoară, cu greutate ⇒ ZrO2 |
| Reacție cu 15 M HNO3 | pasivată |
| Reacție cu 6 M HCl | niciunul |
| Reacție cu NaOH 6 M | niciunul |
| Oxid (i) | ZrO2 (zirconia ) |
| Hidrură (e) | ZrH2 |
| Clorură (e) | ZrCl3, ZrCl4 |
| Raza atomică | 160 pm |
| Raza ionică (1+ ion ) | – |
| Raza ionică (2+ ion) | – |
| Raza ionică (3+ ion) | 88.5 pm |
| Raza ionică (1- ion) | – |
| Raza ionică (2- ion) | – |
| Raza ionică (3- ion) | – |
| Thermal co nductivitate | 22,7 W m-1 K-1 |
| Conductivitate electrică | 2,3 x 106 S m-1 |
| Punct de îngheț / topire: | 1850 oC, 2123 K |
Descoperirea zirconiului
Pietrele prețioase care conțin zirconiu, precum zambila și zirconul, au fost folosite ca decorațiuni încă din cele mai vechi timpuri.
Zirconiul a fost recunoscut pentru prima dată ca element de Martin Heinrich Klaproth în 1789, la Berlin, într-o probă de zircon (silicat de zirconiu) din Sri Lanka. Analiza sa asupra compoziției mineralului a arătat: 25% silice; 0,5% oxid de fier; 70% oxid nou. El a numit noul oxid „Zirconerde”. (2)
În 1808, la Londra, Sir Humphry Davy a încercat să obțină metalul pur din oxidul său prin electroliză, metodă pe care a folosit-o cu succes pentru a izola atât sodiul și potasiu cu un an mai devreme. Din păcate, nu a reușit în eforturile sale.
Succesul a venit pentru Jacob Berzelius, care a izolat metalul pentru prima dată în 1824, la Stockholm, Suedia. Berzelius a încălzit un tub de fier care conține un amestec de fluorură de potasiu și zirconiu de potasiu (K2ZrF6). A produs zirconiu sub formă de pulbere neagră amorfă, care era un conductor slab al electricității. (3)
Oamenii de știință olandezi Anton Eduard van Arkel și Jan Hendrik de Boer au descoperit o metodă de producere a zirconiului de înaltă puritate în 1925. Tetraiodura de zirconiu (ZrI4) este descompusă pe un filament alb de tungsten fierbinte creând o bară de cristal de zirconiu pur. Acest lucru este cunoscut sub numele de procesul barei de cristal.
Numele elementului provine din cuvântul persan „zargon” care înseamnă „aur”.
Tijă de zirconiu.Ref. Imagine (1)
Zirconia cubică (prezentată mai sus) are aceeași structură cristalină ca diamant și are o sclipire similară. Imagine de Michelle Jo.
NASA: O bilă levitată electromagnetic de titan topit- aliaj de zirconiu-nichel. Pe măsură ce bila lichidă plutitoare se răcește și se solidifică, aceasta dezvăluie informații despre motivul pentru care lichidele rezistă la transformarea în solide.
Aspect și caracteristici
Efecte nocive:
Zirconiul este considerat netoxic.
Caracteristici:
Zirconiul este un puternic, maleabil, ductil, lucios, cenușiu. -metal alb.
Atunci când este prezent în compuși, zirconiul există mai ales în starea de oxidare IV.
Oxidul său (ZrO2) este alb, la fel ca mulți dintre compușii săi.
Zirconiul este în general excepțional de rezistent la coroziune. Cu toate acestea, este atacat rapid de acid fluorhidric, chiar și la concentrații scăzute.
Într-o atmosferă de oxigen, zirconiul fin divizat arde cu cea mai ridicată temperatură cunoscută pentru o flacără metalică: 4460 oC. se aprinde în aer.
Suprafețele expuse de zirconiu formează un strat protector de oxid.
Tungstatul de zirconiu (ZrW2O8) este o substanță neobișnuită: se micșorează când este încălzit de la aproape zero absolut la 780 oC 5).
Utilizările zirconiului
Zirconiul este foarte slab la absorbția neutronilor. Prin urmare, este util în aplicații de energie nucleară, cum ar fi învelirea (stratul exterior) al tijelor de combustibil, prin care este important ca neutronii să poată călători cu ușurință. aliajele de oțel ca agent de întărire.
Ca urmare a rezistenței sale excepționale la coroziune, zirconiul este utilizat pe scară largă în industria chimică în medii corozive în care aliajele de zirconiu pot fi găsite în țevi, fitinguri și schimbătoare de căldură.
Zirconiul este, de asemenea, utilizat pentru a produce magneți supraconductori.
Zirconul (silicatul de zirconiu, ZrSiO4) este o piatră prețioasă naturală, iar zirconia cubică sintetică (dioxidul de zirconiu, ZrO2) este produsă ca un substitut ieftin pentru diamant.
Catalizatorii pe bază de zirconiu sunt folosiți în reacțiile de aminare, hidrogenare, izomerizare și oxidare.
Zirconatul de litiu poate fi utilizat pentru a absorbi dioxidul de carbon. Reacția este reversibilă, astfel încât dioxidul de carbon poate fi eliberat într-un loc ales, iar zirconatul de litiu poate fi utilizat din nou. Această aplicație poate fi utilă pentru abordarea problemelor de mediu referitoare la eliberarea de dioxid de carbon în atmosferă. milioane de moli
Sistem solar cu abundență: 40 de părți pe miliard în greutate, 0,5 părți pe miliard de moli
Cost, pur: 157 USD pe 100g
Cost, în vrac: 16 USD per 100g
Sursă: mineralul său principal este zirconul (silicatul de zirconiu, ZrSiO4). Este produs comercial prin reducerea clorurii cu magneziu în procesul Kroll.
- Fotografie de Dschwen.
- Mary Elvira Weeks, The Discovery of the Elements XI., Journal of Chemical Education., iulie 1932, p1231 / 2.
- Edward Turner, Franklin Bache, Elements of Chemistry: Inclusive the Recent Discoveries and Doctrines of the Science, 1830, John Grigg, p304 / 5.
- Mary Eagleson, Concise Encyclopedia Chemistry, 1994, Walter de Gruyter, pagina 1199.
- Allegheny Technologies Incorporated. Zirconium Tungstate. (document pdf).
Citați această pagină
Pentru conectarea online, copiați și inserați unul dintre următoarele:
<a href="https://www.chemicool.com/elements/zirconium.html">Zirconium</a>
sau
<a href="https://www.chemicool.com/elements/zirconium.html">Zirconium Element Facts</a>
Pentru a cita această pagină într-un document academic, vă rugăm să utilizați următoarea citare conformă MLA:
"Zirconium." Chemicool Periodic Table. Chemicool.com. 18 Oct. 2012. Web. <https://www.chemicool.com/elements/zirconium.html>.