Dünyada var olan az sayıdaki metalik elementten biri olarak kabul edilir, zirkonyuma çok benzer bir bileşime sahiptir. Aslında çıkarılması onunla yapılır çünkü minerallerinde ve türevlerinde bulunur. Aşağıda Hafniyumun özellikleri, özellikleri ve kullanım alanları hakkında kısaca bilgi edinin.
Hafniyum nedir?
Dünyadaki bolluğu 5,3 ppm olan bir metaldir, tetrahalidin magnezyum ile indirgenmesiyle elde edilir, diğer gazlarla karışabildiği için bu işlem belirli önlemlerle gerçekleştirilir. Gümüşi ve parlak bir görünüme sahiptir, genellikle 2222°C civarında eritilir ve genellikle nükleer reaktörlerin imalatında kullanılır.
Hafniyum sembolü
Hf Tabloda atom numarası 72 ve atom ağırlığı 178,49’dur. Adı, kimyager D. Coster tarafından J. Hevesy ile işbirliği içinde keşfedildiği şehir olan Kopenhag anlamına gelen Latince Hafnia’dan gelmektedir. O zamandan beri Zirkonyumun Hafniyum ile yakından ilişkili olduğunu biliyoruz.
Hafniyumun özellikleri
Bu bileşiğin en dikkat çekici özelliklerinden biri, yangına neden olabilecek patlayıcı parçacıkların içeriğidir. Ayrıca onu tanımlayan diğer noktalar şunlardır:
- Durumu : Katı, toz dokuya aittir.
- Renk : Parlak gümüş grisidir.
- Tat ve koku : Tadı yoktur ve kendine özgü bir kokusu yoktur.
- Çözünürlük : Suda, vücut kimyasallarında veya tuzlu su çözeltilerinde çözünmez.
- Toksisite : Bilinen bir toksisite düzeyi yoktur.
- Reaktivite : Yüksek sıcaklıklarda bor, oksijen, kükürt, silikon, nitrojen ve karbon ile reaksiyona girme olasılığı vardır.
- Yapısı : Pırlantaya benzer şekilde şeffaftır.
- Bileşimi : 72 elektron ve aynı sayıda proton.
Hafniyumun kimyasal ve fiziksel özellikleri
- Atom numarası : 72
- Dönem : 6
- Engelle 😀
- Grup : 4
- Yoğunluk : 13,1 kg/m³
- Kaynama noktası : 5400°C
- Erime noktası : 2222°C
- Atom yarıçapı : 125 saat
- Ortalama yarıçap : 155 saat
- İyonik yarıçap (Å) : 0,81
- Elektronegatiflik : 1.3
- Oksidasyon durumu : +4
- Oksit : Amfoterik
- Özgül ısı : 24,06 kJ/mol
- Kovalent yarıçap (Å) : 1:50 pm
- Elektronik konfigürasyon : [Xe]4f 14 5d 2 6s 2
- Atom kütlesi (g/mol) : 178,49 u
- Katman başına elektron sayısı : 2, 8, 18, 32, 12, 2
- Kristal yapısı : Altıgen
- Birinci iyonlaşma potansiyeli eV : 5,54 kJ/mol
- Isı iletkenliği : 23 W/(m·K)
- Elektrik iletkenliği : 3,12 × 106 m-1 Ω-1
Hafniyumun Kökeni
1923 yılında Macaristan doğumlu kimya araştırmacısı Dirk Coster ve Hevesey’li George Von tarafından Danimarka’nın Kopenhag şehrinde keşfedildi. Yanlarında hafniyum ve zirkonyumun karmaşık ayrımının araştırılmasına yardımcı olan tanınmış Norveçli bir profesyonel de vardı. Bu element Güney Amerika ve Avustralya’da bulunur. Bir milyon tona kadar rezerv var.
Başlangıçta kalın çeliği kesmek için kullanıldı ve kullanımı metal yapılar ve inşaatlar oluşturmaya kadar genişledi. Şu anda bu prosedür, Hafniyum elektrotları içeren bir plazma kesici kullanılarak gerçekleştirilmektedir.
Hafniyum ne için kullanılır?
Nadir bir elementtir ve elektrotlarda ve filamanlarda tungsten ile füzyonlar için kullanımları çok spesifiktir. Aynı şekilde nükleer reaktörler için kontrol çubuklarının geliştirilmesinde de kullanılmaktadır. Nükleer kullanımı nötron emme kapasitesinden ve korozyona karşı direncinden kaynaklanmaktadır. Aynı şekilde Intel ve IBM gibi şirketler tarafından işlemcilere yönelik transistör yapımında kullanılıyor.
Ayrıca nükleer denizaltı ve gaz lambalarının üretiminde de kullanılıyor. Diğer metalik minerallerin yanı sıra demir, niyobyum, titanyum ile boş kanallarda ve bağlarda nitrojen ve oksijen varlığını ortadan kaldırın.
Hafniyum nasıl elde edilir?
Her zaman Zirkonyum ile birlikte bulunması sistem içerisinde bağımsız olarak var olmadığını gösterir. Hafniyum, Zirkon elementleri ve türevleri arasına %1 ila %5 oranında daldırılır. Ayırma işlemi büyük zorluklar yaratır çünkü her ikisi de hemen hemen aynı kimyasal özelliklere sahiptir. Bu metaloidi elde etmek için Hafniyum tetraklorürün Sodyum veya Magnezyum kullanılarak indirgenmesi yoluyla bir Zirkonyum saflaştırma işleminin gerçekleştirilmesi gerekir.
Hafniyum kullanımında dikkat
Bu element her kullanıldığında dikkatli olmak önemlidir, çünkü diğer bileşiklerden ayrılma sürecinden geçtikten sonra piroforik hale gelir ve bu da kendiliğinden yanma olasılığını gösterir. Ancak Hafniyum uygun önlemlerle kullanılmazsa mukoza, göz ve ciltte hafif tahrişe neden olabilir. Ancak şu ana kadar maruz kalmanın vücutta herhangi bir kronik sonucu tespit edilmedi.
Sonuç olarak, bu metaloidin kullanımı, protonların filtrelenmesi ve Hafniyumun sahip olduğu mekanik kullanımlar nedeniyle birçok nükleer elementin üretimi için gereklidir ve farklı projelerin geliştirilmesi için idealdir.