Zirkonium

Zirkonium ist ein Metall, das in silikatischen Gesteinen wie Granit vorkommt. Es wurde auch in Meteoriten, der Sonne und einigen Sternen vom Typ S nachgewiesen. Darüber hinaus ist es in rund 140 Mineralien erhältlich, darunter Eudialit, Baddeleyit und Kosnarit. Dann entdecken Sie seinen Ursprung, seine Eigenschaften und seine aktuelle Verwendung.

Was ist Zirkonium?

Es ist ein grauweißes Übergangsmetall, glänzend, korrosionsbeständig, hart und sieht stahlähnlich aus. Im Periodensystem finden Sie es oberhalb von Hafnium und unterhalb von Titan. Es hat 4 stabile Isotope und 1 Radioisotop mit langer Halbwertszeit. Aufgrund seiner pyrophoren Natur kann es leicht Feuer fangen. Es ist jedoch nicht giftig und gilt nicht als umweltschädlich.

Zirkonium-Symbol

Der metallische Zr -Typ gehört zur Gruppe 4 mit der Ordnungszahl 40 und dem Atomgewicht 91,224. Die häufigsten Verbindungen sind Zirkoniumcarbid, Zirkoniumoxid, Zirkoniumchlorid, Zirkon und Zirkoniumiodid.

Eigenschaften von Zirkonium

Dieses Übergangsmetall bildet eine dünne, kompakte und inerte Oxidschicht. Es widersteht unter anderem Korrosion durch Säuren, Laugen und Salzwasser. Legierungen mit Zink werden unterhalb von 35 K magnetisch. Erfahren Sie mehr über ihre Besonderheiten:

  • Chemische Reaktivität : Es ist bei hohen Temperaturen sehr reaktiv.
  • Formbarkeit : Es ist duktil und bearbeitbar, weshalb es leicht zu schmieden und zu walzen ist.
  • Elektrische Leitfähigkeit: Sie kommt selten vor, da sie nur 4 % erreicht, ist aber ein guter Wärmeleiter.
  • Schmelz- und Siedepunkte : Sie liegen etwas höher als die von Titan.
  • Veränderungen : Bei niedrigen Temperaturen ist seine Struktur kompakt und sechseckig.
  • Zustand : Solide.

Chemische und physikalische Eigenschaften von Zirkonium

  1. Ordnungszahl : 40
  2. Kovalenter Radius (Å): 148 Uhr
  3. Durchschnittlicher Radius: 155h
  4. Atomradius: 206 Uhr
  5. Elektronegativität: 1,33
  6. Dichte: 6,501 g/ cm3
  7. Schmelzenthalpie: 16,9 Kj/mol
  8. Schmelzpunkt: 2128 K
  9. Elektronische Konfiguration: [Kr36] 4d 2 5s 2
  10. Kristallstruktur: sechseckig
  11. Elektrische Leitfähigkeit: 2,36 · 10 6 S/m
  12. Verdampfungsenthalpie: 58,2 kJ/mol
  13. Siedepunkt: 4644 K
  14. Schallgeschwindigkeit: 3800 m/s bei 293,15 K
  15. Dampfdruck: 0,00168 Pa bei 2125 K

Herkunft von Zirkonium

Der Name Zirkonium kommt vom persischen Wort zargún, was goldene Farbe bedeutet. Dieser wird aus einem Stein namens Zirkon oder, wie er auch genannt wird, Hyazinthe oder Jergón gewonnen. Es wurde 1789 vom deutschen Chemiker Martin Heinrich Klaproth aus zwei in der Antike bekannten Steinen namens Zirkon und Baddeleyit entdeckt. Die Entdeckung erfolgte bei der Untersuchung eines Gefäßes aus Ceylon im Indischen Ozean und das neue Element erhielt den Namen Zirconia.

Später, im Jahr 1824, machte sich ein schwedischer Chemiker namens Jons Jakov Berzelius daran, es in einem unreinen Zustand mit reduziertem Kaliumfluorid und Zirkonium zu isolieren. Also mischte er Kaliumfluorid, Zirkonium und Kalium und erhitzte sie in einem Eisenrohr. Nach Behandlung mit Wasser, Trocknen und Erhitzen in verdünnter Salzsäure wurde ein kohleähnliches Pulver erhalten.

Wofür wird Zirkonium verwendet?

Als Strukturmaterial und Brennstoffhülle in Kernreaktoren werden spezielle Legierungen mit 1,5 % Zinn verwendet. Es wird auch zur Herstellung von Porzellan, Stahl und Refraktoren verwendet. Entdecken Sie auch weitere Anwendungen:

Medizin

Die Legierung mit anderen Elementen dient der Erhöhung der Verschleißfestigkeit der Zähne. Darüber hinaus werden sie zur Wiederherstellung von Zähnen verwendet, einschließlich Zirkonium-Veneers. Lotionen und Cremes basieren auf Zirkoniumcarbonat, das die durch den Kontakt mit Giftefeu verursachten Symptome neutralisiert.

Konstruktion

Wir stellen feuerfeste Materialien, Porzellan, Schrauben und Muttern her, die die Eigenschaften haben, Zugkräften und Verschleiß standzuhalten.

Technologie

Es eignet sich zur Auskleidung von Rohren in Kernkraftwerken, da es keine Neutronen absorbiert. Darüber hinaus wird es zusammen mit anderen Elementen bei der Entwicklung supraleitender Magnete verwendet, die für den Betrieb von Teilchenbeschleunigern und Geräten zur Durchführung von Resonanzen unerlässlich sind. Zirkonoxid hält hohen Temperaturen stand und verzieht sich nicht und verschleißt nicht. Aus diesem Grund wird es bei der Herstellung von Mikrowellenfiltern, Keramik und Ofenauskleidungen verwendet.

Alltagsleben

Aufgrund seiner Widerstandsfähigkeit wird es zur Herstellung ganz besonderer Scheren und Messer verwendet, die auch im Laufe der Jahre nicht an Schärfe verlieren. Aufgrund seiner antimikrobiellen Eigenschaften wird es tatsächlich zum Verpacken verderblicher Lebensmittel verwendet, um diese länger frisch zu halten. Sogar Zirkonia ist ein künstlicher Edelstein namens Zirkon und imitiert Diamant. Es hat eine große optische Attraktivität und ein hohes Maß an Lichtbrechung.

Obwohl Zirkonium in der Natur nicht natürlich vorkommt, ist es Bestandteil verschiedener Mineralien. Darüber hinaus sind alle seine Legierungen sowohl in der Medizin als auch in der Industrie und im täglichen Leben von Vorteil.