Fakta om zirkoniumelement
Det kemiska grundämnet zirkonium klassas som en övergångsmetall. Det upptäcktes 1789 av Martin Heinrich Klaproth.
Datazon
| Klassificering: | Zirkonium är en övergångsmetall |
| Färg: | gråvitt |
| Atomvikt: | 91.22 |
| Tillstånd: | solid |
| Smältpunkt: | 1850 oC, 2123 K |
| Kokpunkt: | 4400 oC, 4673 K |
| Elektroner: | 40 |
| Protoner: | 40 |
| Neutroner i vanligast isotop: | 50 |
| Elektronskal: | 2,8,18,10,2 |
| Elektronkonfiguration: | 4d2 5s2 |
| Densitet @ 20oC: | 6,52 g / cm3 |
Visa mer: Värmer, energier, oxidation,
reaktioner, föreningar, radier, kondu ctiviteter
| Atomvolym: | 14,0 cm3 / mol |
| Struktur: | hcp: sexkantig nära packad |
| Hårdhet: | 5,0 mohs |
| Specifik värmekapacitet | 0,27 J g-1 K-1 |
| Fusionsvärme | 16,90 kJ mol-1 |
| Förstörningsvärme | 609 kJ mol-1 |
| Förångningsvärme | 590,5 kJ mol-1 |
| första joniseringsenergi | 640,1 kJ mol-1 |
| 2: a joniseringsenergin | 1266,8 kJ mol-1 |
| 3: e joniseringsenergin | 2218,2 kJ mol-1 |
| Elektronaffinitet | 41,1 kJ mol-1 |
| Lägsta oxidationsnummer | 0 |
| Min. gemensamt oxidationsnummer. | 0 |
| Maximalt oxidationsnummer | 4 |
| Max. vanlig oxidation nr. | 4 |
| Elektronegativitet (Pauling Scale) | 1,33 |
| Polariserbarhet volym | 17.9 Å3 |
| Reaktion med luft | mild, w / ht ⇒ ZrO2 |
| Reaktion med 15 M HNO3 | passiverad |
| Reaktion med 6 M HCl | ingen |
| Reaktion med 6 M NaOH | ingen |
| Oxid (er) | ZrO2 (zirkoniumoxid ) |
| Hydrid (er) | ZrH2 |
| Klorid (er) | ZrCl3, ZrCl4 |
| Atomradie | 160 pm |
| Jonisk radie (1+ jon ) | – |
| Jonisk radie (2+ jon) | – |
| Jonisk radie (3+ jon) | 88.5 pm |
| Jonisk radie (1- jon) | – |
| Jonisk radie (2- jon) | – |
| Jonisk radie (3- jon) | – |
| Thermal co induktivitet | 22,7 W m-1 K-1 |
| Elektrisk ledningsförmåga | 2,3 x 106 S m-1 |
| Frys- / smältpunkt: | 1850 oC, 2123 K |
Upptäckt av zirkonium
Ädelstenar som innehåller zirkonium, såsom hyacint och zirkon, har använts som dekorationer sedan urminnes tider.
Zirkonium erkändes först som ett element av Martin Heinrich Klaproth 1789, i Berlin, i ett urval av zirkon (zirkoniumsilikat) från Sri Lanka. Hans analys av mineralkompositionen visade: 25% kiseldioxid; 0,5% järnoxid; 70% ny oxid. Han kallade den nya oxiden ”Zirconerde.” (2)
1808, i London, försökte Sir Humphry Davy att erhålla den rena metallen ur dess oxid genom elektrolys, en metod som han framgångsrikt använt för att isolera både och kalium ett år tidigare. Tyvärr lyckades han inte med sina ansträngningar.
Framgång kom till Jacob Berzelius, som först isolerade metallen 1824, i Stockholm, Sverige. Berzelius upphettade ett järnrör innehållande en blandning av kalium och kaliumzirkoniumfluorid (K2ZrF6). Han producerade zirkonium som ett amorft svart pulver som var en dålig elektriskt ledare. (3)
Holländska forskare Anton Eduard van Arkel och Jan Hendrik de Boer upptäckte en metod för framställning av zirkonium med hög renhet 1925. Zirkoniumtetraiodid (ZrI4) sönderdelas på en vit het volframfilament som skapar en kristallstång av rent zirkonium. Detta kallas kristallstångsprocessen.
Elementnamnet kommer från det persiska ordet ’zargon’ som betyder guldliknande.
Zirkoniumstav.Bild Ref. (1)
Cubic zirconia (visas ovan) har samma kristallstruktur som diamant och har en liknande gnista. Bild av Michelle Jo.
NASA: En elektromagnetiskt upphöjd boll av smält titan- zirkonium-nickellegering. När den flytande flytande kulan svalnar och stelnar avslöjar den information om varför vätskor motstår att förvandlas till fasta ämnen.
Utseende och egenskaper
Skadliga effekter:
Zirkonium anses vara giftfritt.
Egenskaper:
Zirkonium är en stark, formbar, duktil, glänsande, gråaktig -vit metall.
När det förekommer i föreningar finns zirkonium mestadels i oxidationstillstånd IV.
Dess oxid (ZrO2) är vit, som många av dess föreningar.
Zirkonium är i allmänhet exceptionellt motståndskraftig mot korrosion. Det attackeras dock snabbt av fluorvätesyra, även vid låga koncentrationer.
I en syreatmosfär brinner finfördelat zirkonium med den högsta kända temperaturen för en metallflamma: 4460 oC. (4) Pulveriserat zirkonium kan spontant antänds i luft.
Utsatta ytor av zirkonium bildar ett skyddande oxidskikt.
Zirkoniumvolframat (ZrW2O8) är ett ovanligt ämne: det krymper när det värms upp från nästan absolut noll till 780 oC ( 5).
Användning av zirkonium
Zirkonium är mycket dålig för att absorbera neutroner. Det är därför användbart i kärnkraftsapplikationer som i beklädnaden (yttre skiktet) av bränslestavar genom vilka det är viktigt att neutroner lätt kan färdas.
Zirkonium används för att tillverka kirurgiska instrument och används i stållegeringar som härdningsmedel.
Som ett resultat av dess exceptionella korrosionsbeständighet används zirkonium i stor utsträckning i den kemiska industrin i korrosiva miljöer där zirkoniumlegeringar finns i rör, rördelar och värmeväxlare.
Zirkonium används också för att tillverka supraledande magneter.
Zirkon (zirkoniumsilikat, ZrSiO4) är en naturlig ädelsten och syntetisk kubisk zirkoniumoxid (zirkoniumdioxid, ZrO2) produceras som ett lågkostnadsersättning för diamant.
Zirkoniumbaserade katalysatorer används vid aminering, hydrering, isomerisering och oxidationsreaktioner.
Litiumzirkonat kan användas för att absorbera koldioxid. Reaktionen är reversibel så att koldioxiden kan frigöras på ett valfritt ställe och litiumzirkonatet används igen. Denna applikation kan vara användbar för att ta itu med miljöhänsyn när det gäller utsläpp av koldioxid i atmosfären.
Överflöd och isotoper
Överflöd av jordskorpa: 165 viktdelar per miljon, 38 delar per miljoner mol /
Överflöd solsystem: 40 viktdelar per miljard, 0,5 delar per miljard mol
Kostnad, ren: $ 157 per 100 g
Kostnad, bulk: $ 16 per 100 g
Källa: Dess huvudsakliga mineral är zirkon (zirkoniumsilikat, ZrSiO4). Det produceras kommersiellt genom reduktion av kloriden med magnesium i Kroll-processen.
- 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, sidan 1199.
- Allegheny Technologies Incorporated. Zirkonium Tungstate. (pdf-dokument).
Citerar den här sidan
För onlinelänkning, vänligen kopiera och klistra in något av följande:
<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>
För att citera denna sida i ett akademiskt dokument, använd följande MLA-kompatibla citat:
"Zirconium." Chemicool Periodic Table. Chemicool.com. 18 Oct. 2012. Web. <https://www.chemicool.com/elements/zirconium.html>.