Zirconium

Le zirconium est un métal présent dans les roches siliceuses comme le granit, il a également été détecté dans les météorites, le soleil et dans certaines étoiles de type S. De plus, il est disponible dans environ 140 minéraux, comme l’Eudialite, la Baddeleyite et la Kosnarite. Découvrez ensuite son origine, ses caractéristiques et son utilisation actuelle.

Qu’est-ce que le Zirconium ?

C’est un métal de transition blanc grisâtre, brillant, résistant à la corrosion, dur et d’aspect semblable à celui de l’acier. Dans le tableau périodique, vous le verrez au-dessus du Hafnium et en dessous du Titane. Il possède 4 isotopes stables et 1 radio-isotope à longue demi-vie. En raison de sa nature pyrophorique, il peut facilement prendre feu. Cependant, il n’est pas toxique et n’est pas considéré comme nocif pour l’environnement.

Symbole du zirconium

Le type Zr métallique appartient au groupe 4, avec un numéro atomique 40 et un poids atomique de 91,224. Ses composés les plus courants sont le carbure de zirconium, l’oxyde de zirconium, le chlorure de zirconium, le zircon et l’iodure de zirconium.

Caractéristiques du zirconium

Ce métal de transition forme une fine couche d’oxyde compacte et inerte. Il résiste à la corrosion par les acides, les alcalis et l’eau salée, entre autres. Les alliages avec du Zinc deviennent magnétiques en dessous de 35 K. Apprenez-en davantage sur leurs particularités :

  • Réactivité chimique : Il est très réactif à températures élevées.
  • Malléabilité : Il est ductile et maniable, c’est pourquoi il est facile à forger et à rouler.
  • Conductivité électrique : Elle est rare, puisqu’elle n’atteint que 4 %, mais c’est un bon conducteur thermique.
  • Points de fusion et d’ébullition : Ils sont légèrement supérieurs à ceux du Titane.
  • Changements : A basse température sa structure est hexagonale compacte.
  • Etat : Solide.

Propriétés chimiques et physiques du Zirconium

  1. Numéro atomique : 40
  2. Rayon covalent (Å) : 148 pm
  3. Rayon moyen : 155h
  4. Rayon atomique : 206 pm
  5. Electronégativité : 1,33
  6. Densité : 6,501 g/ cm3
  7. Enthalpie de fusion : 16,9 Kj/mol
  8. Point de fusion : 2128K
  9. Configuration électronique : [Kr36] 4d 2 5s 2
  10. Structure cristalline : hexagonale
  11. Conductivité électrique : 2,36 10 6 S/m
  12. Enthalpie de vaporisation : 58,2 kJ/mol
  13. Point d’ébullition : 4644K
  14. Vitesse du son : 3800 m/s à 293,15 K
  15. Pression de vapeur : 0,00168 Pa à 2 125 K

Origine du Zirconium

Le nom Zirconium vient du mot persan zargún, qui signifie couleur dorée. Celui-ci est extrait d’une pierre appelée zircon ou, comme on l’appelle également, Jacinthe ou jergón. Elle a été découverte en 1789 par le chimiste allemand Martin Heinrich Klaproth à partir de deux pierres connues dans l’Antiquité appelées Zircon et Baddeleyite. La découverte a eu lieu lors de l’examen d’une jarre provenant de Ceylan, dans l’océan Indien, et le nouvel élément a été nommé Zircone.

Plus tard, en 1824, un chimiste suédois nommé Jons Jakov Berzelius entreprit de l’isoler à l’état impur avec une réduction du fluorure de potassium et du zirconium. Il mélangea donc du fluorure de potassium, du zirconium et du potassium pour les chauffer dans un tube de fer. Après l’avoir traité avec de l’eau, séché et chauffé dans de l’acide chlorhydrique dilué, on a obtenu une poudre semblable au charbon.

A quoi sert le Zirconium ?

Des alliages spéciaux contenant 1,5 % d’étain sont utilisés comme matériau de structure et revêtement de combustible dans les réacteurs nucléaires. Il est également utilisé pour fabriquer de la porcelaine, de l’acier et des réfracteurs. Découvrez également d’autres applications :

Médecine

L’alliage avec d’autres éléments sert à augmenter la résistance à l’usure des dents. De plus, ils sont utilisés pour restaurer les dents, notamment les facettes en zirconium. Les lotions et crèmes sont à base de carbonate de zirconium, qui neutralise les symptômes provoqués par le contact avec l’herbe à puce.

Construction

On fabrique des matériaux réfractaires, de la porcelaine, des écrous et des boulons, qui ont les caractéristiques de résister aux forces de traction et à l’usure.

Technologie

Il est utile pour le revêtement des canalisations des centrales nucléaires, car il n’absorbe pas les neutrons. En outre, il est utilisé avec d’autres éléments dans le développement d’aimants supraconducteurs essentiels au fonctionnement des accélérateurs de particules et des équipements permettant d’effectuer des résonances. L’oxyde de zirconium a la capacité de résister à des températures élevées et ne se déforme ni ne s’use. Pour cette raison, il est utilisé dans la fabrication de filtres pour micro-ondes, de céramiques et de revêtements de fours.

Vie quotidienne

Compte tenu de sa résistance, il est utilisé pour fabriquer des ciseaux et des couteaux très particuliers qui ne perdent pas leur tranchant au fil des années. En effet, grâce à ses propriétés antimicrobiennes, il est utilisé pour emballer des aliments périssables, afin de les conserver frais plus longtemps. Même l’oxyde de zirconium est une pierre précieuse artificielle appelée zircon et imite le diamant. Il présente un grand attrait visuel et un haut niveau de réfraction.

Enfin, bien que le Zirconium ne se trouve pas naturellement dans la nature, car il fait partie de divers minéraux. De plus, tous ses alliages sont bénéfiques, aussi bien en médecine, dans l’industrie que dans la vie quotidienne.