È considerato uno dei pochi elementi metallici esistenti al mondo, ha una composizione molto simile allo zirconio. Infatti la sua estrazione avviene con esso, perché è presente nei suoi minerali e derivati. Di seguito, scopri brevemente le proprietà, le caratteristiche e gli usi dell’afnio.
Cos’è l’afnio?
È un metallo che ha un’abbondanza terrestre di 5,3 ppm, si ottiene per riduzione del tetraalogenuro con magnesio, questo processo viene effettuato con determinati accorgimenti, poiché può essere miscelato con altri gas. Ha un aspetto argenteo e brillante, generalmente fuso a circa 2222°C, generalmente utilizzato per la fabbricazione di reattori nucleari.
Simbolo dell’afnio
Hf Ha numero atomico nella tabella 72 e un peso atomico di 178,49. Il suo nome deriva dal latino Hafnia , che significa Copenaghen, città dove avvenne la sua scoperta, ad opera del chimico D. Coster in collaborazione con J. Hevesy. Da allora sappiamo che lo zirconio è strettamente correlato all’afnio.
Caratteristiche dell’afnio
Tra le caratteristiche più notevoli di questo composto c’è il contenuto di particelle esplosive che possono provocare incendi. Inoltre altri punti che lo identificano sono:
- Condizione : appartiene alla consistenza solida e polverosa.
- Colore : è un grigio argento lucido.
- Sapore e odore : manca di sapore e non ha odore specifico.
- Solubilità : Non solubile in acqua, prodotti chimici corporei o soluzioni saline.
- Tossicità : Non ha un livello di tossicità noto.
- Reattività : Esiste la possibilità di reazione con boro, ossigeno, zolfo, silicio, azoto e carbonio, purché a temperature elevate.
- Struttura : È trasparente, simile ad un diamante.
- Composizione : 72 elettroni e altrettanti protoni.
Proprietà chimiche e fisiche dell’afnio
- Numero atomico : 72
- Periodo : 6
- Blocca 😀
- Gruppo : 4
- Densità : 13,1 kg/m³
- Punto di ebollizione : 5400°C
- Punto di fusione : 2222°C
- Raggio atomico : 125 ore
- Raggio medio : 155 ore
- Raggio ionico (Å) : 0,81
- Elettronegatività : 1.3
- Stato di ossidazione : +4
- Ossido : anfotero
- Calore specifico : 24,06 kJ/mol
- Raggio covalente (Å) : 13:50
- Configurazione elettronica : [Xe]4f 14 5d 2 6s 2
- Massa atomica (g/mol) : 178,49 u
- Elettroni per strato : 2, 8, 18, 32, 12, 2
- Struttura cristallina : esagonale
- Potenziale di prima ionizzazione eV : 5,54 kJ/mol
- Conduttività termica : 23 W/(m·K)
- Conduttività elettrica : 3,12 × 106 m-1 Ω-1
Origine dell’afnio
Fu scoperto nel 1923 dal ricercatore chimico di origine ungherese Dirk Coster, insieme a George Von di Hevesey nella città di Copenaghen, in Danimarca. Al loro fianco c’era un noto professionista norvegese, che contribuì ad indagare sulla complessa separazione di afnio e zirconio. Questo elemento si trova in Sud America e Australia. Ci sono riserve fino a un milione di tonnellate.
Inizialmente veniva utilizzato per tagliare l’acciaio spesso e il suo utilizzo si è esteso alla creazione di strutture e costruzioni metalliche. Attualmente questa procedura viene eseguita utilizzando un dispositivo di taglio al plasma che include elettrodi di afnio.
A cosa serve l’afnio?
È un elemento raro e i suoi usi sono molto specifici, per le fusioni con il tungsteno negli elettrodi e nei filamenti. Allo stesso modo, viene utilizzato per lo sviluppo di barre di controllo per reattori nucleari. Il suo uso nucleare è dovuto alla sua capacità di assorbimento dei neutroni e alla sua resistenza alla corrosione. Allo stesso modo, viene utilizzato da aziende come Intel e IBM per realizzare transistor per processori.
Viene utilizzato anche per la produzione di sottomarini nucleari e lampade a gas. Elimina la presenza di azoto e ossigeno nei dotti e nei legamenti vuoti con ferro, niobio, titanio, tra gli altri minerali metallici.
Come si ottiene l’afnio?
Si trova sempre con lo zirconio, indicando che non esiste indipendentemente all’interno del sistema. L’afnio è immerso tra gli elementi Zircone e i suoi derivati dall’1% al 5%. Il processo di separazione presenta grandi difficoltà perché entrambi contengono caratteristiche chimiche quasi identiche. Per ottenere questo metalloide è necessario effettuare un processo di purificazione dello Zirconio, mediante riduzione del tetracloruro di Afnio, utilizzando Sodio o Magnesio.
Cautela nell’uso dell’afnio
Ogni volta che si maneggia questo elemento è fondamentale prestare attenzione, perché dopo aver subito un processo di separazione dagli altri composti, diventa piroforico, indice della possibilità di combustione spontanea. Tuttavia, se l’afnio non viene utilizzato con le misure adeguate, può causare una leggera irritazione alle mucose, agli occhi e alla pelle. Tuttavia, fino ad ora, non sono state rilevate conseguenze croniche sull’organismo dovute alla sua esposizione.
In conclusione, l’utilizzo di questo metalloide è essenziale per la fabbricazione di molti elementi nucleari, a causa della filtrazione dei protoni e degli usi meccanici che ha l’afnio, ideali per lo sviluppo di diversi progetti.