Zircônio

História

Gemas que contêm zircônio eram conhecidos nos tempos antigos como zircão.

Em 1789, o químico alemão, Martin Klaproth analisou um zircão e separados zircônio sob a forma de zircônia sua “terra”, que é o óxido de ZrO 2.

Klaproth não conseguiu isolar o próprio metal puro, e Humphry Davy também falhou quando tentou eletrólise em 1808.

Foi em 1824 que o elemento foi isolado, quando o químico sueco Jöns Berzelius hexafluorozirconato potássio aquecida (K 2 ZRF 6) com metal de potássio e obteve alguns zircônio como um pó preto.

O zircônio puro só foi produzido totalmente em 1925 pelos químicos holandeses Anton Eduard van Arkel e Jan Hendrik de Boer pela decomposição de zircônio tetraiodeto (ZrI 4).

Hoje em dia o metal é produzido em grandes quantidades pelo aquecimento de tetracloreto de zircônio (ZrCI4) com magnésio.

Símbolo – Zr

Elemento metálico de transição, branco acinzentado.

Número atômico: 40
Configuração eletrônica: [Kr]4d25s2
Massa atômica: 91,22g.cm-3
d = 6,44g.cm-3
Ponto de fusão: 1852,0 ° C (K 2125,15, 3365,6 ° F)
Ponto de ebulição: 4377,0 ° C (4.650,15 K, 7910,6 ° F)
Número de prótons / Elétrons: 40
Número de nêutrons: 51
Classificação: Metais de Transição
Cristal Estrutura: Hexagonal
Densidade @ 293 K: 6,49 g / cm3
Cor: Cinzento.
Data da descoberta: 1789
Descobridor: Martin Klaproth
Nome de Origem: zircão (mineral)
Usos: aplicações nucleares
Obtido a partir de: zircão, baddeleyite.

É encontrado principalmente no mineral zircão, ZrSiO4, e no baddeleyite, ZrO2.

A extração é feita com cloro, produzindo ZrCl4 que é purificado por extração com solvente e reduzido com magnésio (processo Kroll). S

São conhecidos 5 isótopos naturais (números de massa 90, 91, 92, 94 e 96) e 6 isótopos radioativos.

O elemento é usado em reatores nucleares (é um eficiente absorvedor de nêutrons).

O metal forma camada passiva de óxido no ar e queima a 500ºC. A maioria dos seus compostos são complexos de zircônio (IV).

O óxido de zircônio (IV) é conhecido como zircônia, ZrO2, e é usado como eletrólito de celas a combustível.

O elemento foi identificado em 1789 por Klaproth e isolado em 1824 por Berzelius.

Zircão
Amostras brutas e lapidadas de zircão, ZrSiO4.

Estrutura atômica

Número de níveis de energia: 5

Primeiro Nível de energia: 2
Segundo Nível de Energia: 8
Terceiro Nível de Energia: 18
Quarto Nível de energia: 10
Quinto Nível de energia: 2

Utilização

O zircônio é utilizado em ligas resistentes à corrosão, em reatores nucleares e supercondutores.

O ZrO2 é utilizado em cerâmicas refratárias e baterias.

Usos

Zircônio não absorve nêutrons, tornando-se um material ideal para uso em centrais nucleares.

Mais de 90% de zircônio é utilizado desta forma.

Reatores nucleares pode ter mais de 100.000 metros de tubulações de liga de zircônio.

Com nióbio, zircônio é supercondutor a baixas temperaturas e é usado para fazer ímanes supercondutores.

Zircônio metálico é protegido por uma camada fina de óxido tornando-se excepcionalmente resistentes à corrosão por ácidos, bases e água salgada. Por esta razão, é amplamente utilizado na indústria química.

O zircônio (IV) é usado em cerâmica ultra-forte.

Ele é usado para fazer cadinhos que irão resistir ao choque de calor, revestimento interior de fornos, tijolos fundição, abrasivos e pelas indústrias de vidro e cerâmica.

Ele é tão forte que mesmo uma tesoura e facas podem ser feitas a partir dele.

É também usado em produtos cosméticos, antitranspirantes, embalagem de alimentos e na produção de filtros de micro-ondas.

Zircão é uma pedra semi-preciosa natural encontrado em uma variedade de cores. O mais desejável ter um tom dourado.

O elemento foi descoberto pela primeira vez nesta forma, resultando em seu nome.

Zircônia cúbica (óxido de zircônio) é uma pedra sintética. As pedras incolores, quando cortado, se assemelham a diamantes.

Zircão misturado com vanádio ou praseodímio faz pigmentos azuis e amarelas para vitrificação de cerâmica.

Propriedades físicas

Zircônio é um duro, branco-acinzentado, metal brilhante.

Sua superfície tem muitas vezes uma aparência escamosa.

Ocorre também na forma de um pó preto azulado ou preto.

Tem um ponto de 1.857 ° C (3.375 ° F) e um ponto de 3.577 ° C (6.471 ° F ebulição de fusão.

A sua densidade é de 6,5 gramas por centímetro cúbico.

Zircônio tem uma propriedade física de especial importância. É transparente a nêutrons. Os nêutrons são partículas minúsculas com nenhuma carga no núcleo (centro) de quase todos os átomos.

Industrialmente, eles são usados ??para fazer as reações de fissão nuclear ocorrer.

Fissão nuclear é o processo em que grandes átomos de quebrar. Grandes quantidades de energia e menores átomos são produzidos durante a fissão.

Reações de fissão são usados ??para fornecer o poder por trás de armas nucleares (como a bomba atômica).

Eles também são usados ??para produzir energia em uma usina de energia nuclear.

Um dos problemas difíceis na construção de uma usina de energia nuclear está selecionando os materiais certos. Muitos metais nêutrons captura que passam por eles. Os nêutrons tornam-se parte dos átomos de metal e não estão mais disponíveis para fazer reações de fissão ocorrer. Um engenheiro precisa usar materiais em uma usina de energia que são transparentes para nêutrons, ou seja, que permitem que os nêutrons para passar por eles.

Zircônio é um dos melhores destes metais.

Se o zircônio é usado para fazer as peças em uma usina de energia nuclear, que não irá remover os nêutrons da reação de fissão acontecendo dentro da planta.

Uma liga especial de zircônio foi desenvolvido apenas para esta finalidade. Ele é chamado zircaloy. O fabrico de zircaloy representa 90 por cento do metal de zircônio usado no mundo de hoje.

Propriedades quimicas

Zircônio é um elemento bastante inativo.

Quando exposto ao ar, ele reage com o oxigênio para formar uma película fina de óxido de zircônio (ZrO2).

Este filme protege o metal de corrosão subsequente (ferrugem).

Zircônio não reage com a maioria dos ácidos frios ou com água.

Ele reage com alguns ácidos que são muito quente, no entanto.

Fonte: www.rsc.org/www.cdcc.sc.usp.br/www.chemicalelements.com/www.chemistryexplained.com