Zirconi

Zirconi

El zirconi és un metal que es troba casi sempre en la forma de silicat o zircó. És negre i mal conductor de l'electricitat.

El seu número atòmic és el 40. S'usa fonamentalment en l'indústria ceràmica, química, dental i nuclear. El seu símbol és Zr.

Característiques

Zirconi pur

És un metal de transició lluent, de color blanc grisenc, dur, resistent a la corrosió, d'apariència similar a l'acer. Els minerals més importants en els que es troba són el circón (ZrSiO4) i la badeleyita (ZrO2), encara que pel gran semblat entre el zirconi i l'hafni (no hi ha atres elements que se semblen tant entre sí) realment estos minerals són mescles dels dos; els processos geològics no han segut capaços de separar-los. S'utilisa sobretot en reactors nuclears (per la seua baixa secció de captura de neutrons). També s'ampra com refractari i opacificador, com a material abrasiu i, en chicotetes cantitats, com a agent d'aleació per la seua forta resistència a la corrosió.

Propietats físiques

És un metal sòlit a temperatura ambiente, blanc grisenc, lustrós. És un metal pesat (densitat 6,501 g/ cm³ a 25 °C 5​), pero més llauger que l'acer, en una durea similar a la del coure.

El punt de fusió de zirconi és 1855 °C (3371 °F), i el seu punt d'ebullició és de 4371 °C (7900 °F).6​ zirconi té una electronegativitat d'1.33 en l'escala de Pauling. Dels elements del bloc d, el zirconi té la quarta més baixa electronegativitat despuix d'itri, luteci i hafni.​

A temperatura ambient el zirconi presenta una estructura cristalina

Propietats químiques

Els seus estats d'oxidació més habituals són +2, +3 i +4.

El zirconi forma una prima i compacta capa d'òxit, zirconi pasivat i per lo tant inert. Presenta una alta resistència a la corrosió per álcalis, àcit, aigua salada i atres agents.​ Les bases acuoses reaccionen en el zirconi. Pero es pot dissoldre per mig d'àcit fluorhídric (HF), segurament formant complexos en els fluorur. També, es dissoldrà en una mescla d'àcit clorhídric i sulfúric especialment quan està present el flúor.​

Quan està finament dividit és altament inflamable, pot ardir espontàneament en contacte en l'aire (reacciona abans en el nitrogen que en l'oxigen), especialment a altes temperatures.

Aplicacions

• Principalment (entorn a un 90 % del consumit) s'utilisa, generalment aleat, zircaloy, en reactors nuclears, degut a la seua resistència a la corrosió i la seua molt baixa secció de captura de neutrons. La secció de captura de l'hafni és alta, per lo que és necessari separar-los per a esta aplicació (per a unes atres, no és necessari), generalment per mig d'un procés d'extracció en dos dissolvents no miscibles, o ben amprant resines d'intercanvi iònic.
• S'utilisa com a aditiu en acers obtenint-se materials molt resistents. També s'ampren aleacions en níquel en l'indústria química per la seua resistència front a substàncies corroents, especialment per a vàlvules, bombes, canonades i bescanviadors de calor.
• L'òxit de zirconi impur s'ampra per a fabricar cresols de laboratori (que soporten canvis bruscs de temperatura), recobriment de forns i com a material refractari en indústries ceràmiques i de vidre.
• L'òxit de zirconi estabilisat en itri és àmpliament utilisat en odontologia per a la confecció de pròtesis fixes, pròtesis removibles i pilars d'implants. Ademés, és utilisat per al reemplaç d'articulacions, ya que és un material bioinert de la mateixa manera que el titani.
• També s'ampra en bescanviadors de calor, tubos de buit i filaments de bombil s'ampren per a la fabricació de antitranspirants.
• En fins militars s'ampra com a agent incendiari, com el cartuig encorage de dragó.
• Aleat en niobi presenta superconductivitat a baixes temperatures, per lo que es pot amprar per a fer imans superconductors. Per una atra part, l'aleació en cinc és magnètica per baix dels 35 K.
• L'òxit de zirconi s'usa en joyeria; és una gema artificial denominada zirconita que imita al diamant.
• Podem agregar una indústria en els seus començaments: la fabricació de fulls de tall, que poden ser extremadament resistents i duraders, superant a les millors aleacions d'acer. Hui podem trobar gavinets i atres accessoris de cuina de tipo comercial i professional.
• S'utilisa com a aditiu per a fabricar arenes sintètiques.

Referències

• Brady, George Stuart; Clauser, Henry R. and Vaccari, John A. (24 de julio de 2002). Materials handbook: an encyclopedia for managers, technical professionals, purchasing and production managers, technicians, and supervisors. McGraw-Hill Professional. pp. 1063-. ISBN 978-0-07-136076-0
• Harper, Douglas. «zircon». Online Etymology Dictionary
• Winter, Mark (2007). «Electronegativity (Pauling)». University of Sheffield
• «Zirconium and Hafnium» (PDF). Mineral Commodity Summaries (US Geological Survey): 192-193

Bibliografia

• Johann Joseph Prechtl: Jahrbücher des kaiserlichen königlichen polytechnischen Instituts in Wien, 1826, Bd. 9, S. 265
• Lide, David R., ed. (2007–2008). «Zirconium». CRC Handbook of Chemistry and Physics 4. New York: CRC Press. p. 42. ISBN 978-0-8493-0488-0
• N. N. Greenwood, A. Earnshaw: Chemie der Elemente. 1. Auflage, VCH Verlagsgesellschaft, 1988, ISBN 3-527-26169-9
• Schnell I and Albers RC (enero de 2006). «Zirconium under pressure: phase transitions and thermodynamics». Journal of Physics: Condensed Matter (Institute of Physics) 18 (5): 16. Bibcode:2006JPCM...18.1483S. doi:10.1088/0953-8984/18/5/001

Enllaços externs

• «Zirconi». Diccionari General de la Llengua Valenciana . Real Acadèmia de Cultura Valenciana (RACV).