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
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
