Lo zirconio è un metallo presente nelle rocce silicee come il granito, è stato rilevato anche nei meteoriti, nel sole e in alcune stelle di tipo S. Inoltre, è disponibile in circa 140 minerali, come Eudialite, Baddeleyite e Kosnarite. Scopri poi la sua origine, le sue caratteristiche e il suo utilizzo attuale.
Cos’è lo zirconio?
È un metallo di transizione bianco-grigiastro, lucido, resistente alla corrosione, duro e simile nell’aspetto all’acciaio. Nella tavola periodica lo vedrai sopra l’afnio e sotto il titanio. Ha 4 isotopi stabili e 1 radioisotopo a lunga emivita. A causa della sua natura piroforica può facilmente prendere fuoco. Tuttavia non è tossico e non è considerato dannoso per l’ambiente.
Simbolo dello zirconio
Il tipo metallico Zr appartiene al gruppo 4, con numero atomico 40 e peso atomico 91,224. I suoi composti più comuni sono il carburo di zirconio, l’ossido di zirconio, il cloruro di zirconio, lo zirconio e lo ioduro di zirconio.
Caratteristiche dello zirconio
Questo metallo di transizione forma uno strato di ossido sottile, compatto e inerte. Resiste alla corrosione di acidi, alcali e acqua salata, tra gli altri. Le leghe con zinco diventano magnetiche al di sotto di 35 K. Scopri di più sulle loro particolarità:
- Reattività chimica : È molto reattivo alle alte temperature.
- Malleabilità : è duttile e lavorabile, motivo per cui è facile da forgiare e laminare.
- Conduttività elettrica: è rara, poiché raggiunge solo il 4%, ma è un buon conduttore termico.
- Punti di fusione ed ebollizione : Sono leggermente superiori a quelli del Titanio.
- Variazioni : Alle basse temperature la sua struttura è esagonale compatta.
- Condizione : solido.
Proprietà chimiche e fisiche dello Zirconio
- Numero atomico : 40
- Raggio covalente (Å): 148 pm
- Raggio medio: 155 ore
- Raggio atomico: 206 pm
- Elettronegatività: 1,33
- Densità: 6,501 g/ cm3
- Entalpia di fusione: 16,9 Kj/mol
- Punto di fusione: 2128K
- Configurazione elettronica: [Kr36] 4d 2 5s 2
- Struttura del cristallo: esagonale
- Conduttività elettrica: 2,36 10 6 S/m
- Entalpia di vaporizzazione: 58,2 kJ/mol
- Punto di ebollizione: 4644K
- Velocità del suono: 3800 m/s a 293,15 K
- Pressione di vapore: 0,00168 Pa a 2125 K
Origine dello zirconio
Il nome Zirconio deriva dalla parola persiana zargún, che significa colore dorato. Questo si estrae da una pietra chiamata zircone o, come viene anche chiamato, giacinto o jergón. Fu scoperto nel 1789 dal chimico tedesco Martin Heinrich Klaproth da due pietre conosciute nell’antichità chiamate Zircone e Baddeleyite. La scoperta è avvenuta durante l’esame di un vaso proveniente da Ceylon, nell’Oceano Indiano, e il nuovo elemento è stato chiamato Zirconia.
Più tardi, nel 1824, un chimico svedese di nome Jons Jakov Berzelius iniziò a isolarlo allo stato impuro con fluoruro di potassio ridotto e zirconio. Quindi mescolò fluoruro di potassio, zirconio e potassio e li scaldò in un tubo di ferro. Dopo averlo trattato con acqua, essiccato e riscaldato in acido cloridrico diluito, si ottiene una polvere simile al carbone.
A cosa serve lo Zirconio?
Leghe speciali contenenti l’1,5% di stagno vengono utilizzate come materiale strutturale e rivestimento del combustibile nei reattori nucleari. Viene anche utilizzato per realizzare porcellana, acciaio e refrattari. Scopri anche altre applicazioni:
Medicinale
La lega con altri elementi serve ad aumentare la resistenza all’usura dei denti. Inoltre, vengono utilizzati per ripristinare i denti, comprese le faccette in zirconio. Lozioni e creme sono a base di carbonato di zirconio, che neutralizza i sintomi causati dal contatto con l’edera velenosa.
Costruzione
Produciamo materiali refrattari, porcellana, bulloneria, che hanno le caratteristiche di resistere alle forze di trazione e all’usura.
Tecnologia
È utile per rivestire i tubi delle centrali nucleari perché non assorbe neutroni. Inoltre, viene utilizzato insieme ad altri elementi nello sviluppo di magneti superconduttori essenziali per il funzionamento degli acceleratori di particelle e delle apparecchiature per eseguire risonanze. L’ossido di zirconio ha la capacità di resistere alle alte temperature e non si deforma né si usura. Per questo motivo viene utilizzato nella produzione di filtri per microonde, ceramiche e rivestimenti per forni.
Vita di ogni giorno
Data la sua resistenza, viene utilizzato per realizzare forbici e coltelli molto particolari che non perdono la loro affilatura nel corso degli anni. Infatti, grazie alle sue proprietà antimicrobiche, viene utilizzato per confezionare gli alimenti deperibili, in modo da mantenerli freschi più a lungo. Anche la zirconia cubica è una pietra preziosa artificiale chiamata zircone e imita il diamante. Ha un grande fascino visivo e un alto livello di rifrazione.
Infine, sebbene lo Zirconio non si trovi naturalmente in natura, poiché fa parte di vari minerali. Inoltre, tutte le sue leghe sono benefiche, sia in medicina, nell’industria che nella vita quotidiana.