Zirkonium is een metaal dat voorkomt in kiezelhoudende gesteenten zoals graniet. Het is ook aangetroffen in meteorieten, de zon en in sommige S-type sterren. Bovendien is het verkrijgbaar in ongeveer 140 mineralen, zoals Eudialiet, Baddeleyiet en Kosnariet. Ontdek dan de oorsprong, de kenmerken en het huidige gebruik ervan.
Wat is zirkonium?
Het is een grijsachtig wit overgangsmetaal, glanzend, corrosiebestendig, hard en lijkt qua uiterlijk op staal. In het periodiek systeem zie je het boven Hafnium en onder Titanium. Het heeft 4 stabiele isotopen en 1 radio-isotoop met lange halfwaardetijd. Vanwege het pyrofore karakter kan het gemakkelijk vlam vatten. Het is echter niet giftig en wordt niet als schadelijk voor het milieu beschouwd.
Zirkonium-symbool
Het metallische Zr- type behoort tot groep 4, met een atoomnummer 40 en een atoomgewicht van 91,224. De meest voorkomende verbindingen zijn zirkoniumcarbide, zirkoniumoxide, zirkoniumchloride, zirkoon en zirkoniumjodide.
Kenmerken van zirkonium
Dit overgangsmetaal vormt een dunne, compacte en inerte oxidelaag. Het is bestand tegen corrosie door onder meer zuren, logen en zout water. Legeringen met zink worden magnetisch onder 35 K. Lees meer over hun bijzonderheden:
- Chemische reactiviteit : Het is zeer reactief bij hoge temperaturen.
- Kneedbaarheid : Het is taai en bewerkbaar, daarom is het gemakkelijk te smeden en te rollen.
- Elektrische geleidbaarheid: Het is zeldzaam, aangezien het slechts 4% bereikt, maar het is een goede thermische geleider.
- Smelt- en kookpunten : Ze zijn iets hoger dan die van titanium.
- Veranderingen : Bij lage temperaturen is de structuur compact zeshoekig.
- Conditie : Stevig.
Chemische en fysische eigenschappen van zirkonium
- Atoomnummer : 40
- Covalente straal (Å): 148 pm
- Gemiddelde straal: 155 uur
- Atoomstraal: 206 pm
- Elektronegativiteit: 1,33
- Dichtheid: 6,501 g/ cm3
- Smeltenthalpie: 16,9 Kj/mol
- Smeltpunt: 2128K
- Elektronische configuratie: [Kr36] 4d 2 5s 2
- Kristalstructuur: zeshoekig
- Elektrische geleidbaarheid: 2,36 10 6 S/m
- Verdampingsenthalpie: 58,2 kJ/mol
- Kookpunt: 4644K
- Geluidssnelheid: 3800 m/s bij 293,15 K
- Dampspanning: 0,00168 Pa bij 2125 K
Oorsprong van zirkonium
De naam Zirkonium komt van het Perzische woord zargún, wat gouden kleur betekent. Deze wordt gewonnen uit een steen genaamd zirkoon of, zoals deze ook wel hyacint of jergón wordt genoemd. Het werd in 1789 ontdekt door de Duitse chemicus Martin Heinrich Klaproth uit twee stenen die in de Oudheid bekend waren, genaamd Zirkoon en Baddeleyiet. De ontdekking vond plaats tijdens het onderzoek van een pot uit Ceylon, in de Indische Oceaan, en het nieuwe element kreeg de naam Zirconia.
Later, in 1824, begon een Zweedse chemicus genaamd Jons Jakov Berzelius het in een onzuivere staat te isoleren met gereduceerd kaliumfluoride en zirkonium. Dus mengde hij kaliumfluoride, zirkonium en kalium en verwarmde ze in een ijzeren buis. Na behandeling met water, drogen en verwarmen in verdund zoutzuur werd een poeder verkregen dat leek op steenkool.
Waar wordt zirkonium voor gebruikt?
Speciale legeringen met 1,5% tin worden gebruikt als constructiemateriaal en brandstofbekleding in kernreactoren. Het wordt ook gebruikt voor het maken van porselein, staal en refractors. Ontdek ook andere toepassingen:
Geneesmiddel
De legering met andere elementen dient om de slijtvastheid van de tanden te vergroten. Bovendien worden ze gebruikt om tanden te herstellen, inclusief zirkoniumfineer. Lotions en crèmes zijn op basis van zirkoniumcarbonaat, dat de symptomen neutraliseert die worden veroorzaakt door contact met Poison Ivy.
Bouw
Wij vervaardigen vuurvaste materialen, porselein, moeren en bouten, die de eigenschappen hebben bestand te zijn tegen trekkrachten en slijtage.
Technologie
Het is nuttig voor het bekleden van pijpen van kerncentrales, omdat het geen neutronen absorbeert. Bovendien wordt het samen met andere elementen gebruikt bij de ontwikkeling van supergeleidende magneten die essentieel zijn voor de werking van deeltjesversnellers en apparatuur om resonanties uit te voeren. Zirkoniumoxide is bestand tegen hoge temperaturen en vervormt of verslijt niet. Om deze reden wordt het gebruikt bij de vervaardiging van microgolffilters, keramiek en ovenbekledingen.
Alledaagse leven
Gezien zijn resistentie wordt het gebruikt om zeer bijzondere scharen en messen te maken die door de jaren heen hun scherpte niet verliezen. Dankzij de antimicrobiële eigenschappen wordt het zelfs gebruikt om bederfelijke voedingsmiddelen te verpakken, zodat ze langer vers blijven. Zelfs zirkonia is een kunstmatige edelsteen genaamd zirkoon en imiteert diamant. Het heeft een grote visuele aantrekkingskracht en een hoog brekingsniveau.
Ten slotte, hoewel zirkonium van nature niet in de natuur voorkomt, omdat het deel uitmaakt van verschillende mineralen. Bovendien zijn al zijn legeringen nuttig, zowel in de geneeskunde, in de industrie als in het dagelijks leven.