Fatti di zirconio Curiosi fatti di metallo spiegati per i bambini

Jöns Jacob Berzelius, un chimico svedese, è stato il primo a creare lo zirconio puro, un metallo di transizione dalla sfumatura blu-grigiastra.

Il punto di fusione dello zirconio è 3.371 F (1.855 C). Il punto di ebollizione del metallo è 7.968 F (4.408,9 C).

Lo zirconio è costituito da cinque isotopi che incorporano 90Zr (essendo l'elemento onnipresente) con una proporzione stimata del 51,5%, 91Zr comprendente l'11,2%, 7,1% di 92Zr, 17,4% di 94Zr e 96Zr del 17,4%. La quantità di zirconio naturale presente nel corpo umano è trascurabile e non ha alcuna funzione nota da svolgere. Grano integrale, riso integrale, spinaci, uova e manzo sono tutte buone fonti di zirconio nella dieta. Anche gli antitraspiranti e i sistemi di purificazione dell'acqua utilizzano lo zirconio.

Poiché alcuni pazienti hanno avuto reazioni cutanee, non è più usato per trattare l'edera velenosa. Mentre lo zirconio è generalmente considerato sicuro, l'irritazione della pelle può verificarsi se esposta alla polvere di zirconio. La sostanza non è ritenuta genotossica o cancerogena. La salute umana non è influenzata dallo zirconio. Le ceramiche e i gioielli in zirconia sono comunemente utilizzati nella vita di tutti i giorni. Lo zirconio viene spesso estratto come sottoprodotto dell'estrazione del titanio. Si trova comunemente nei campioni di roccia lunare e anche nel sole.

Un'altra fonte del materiale per l'industria è la sabbia ricca di zirconi. La differenza più significativa tra zirconio e titanio è che il titanio ha tassi di ossidazione inferiori. Lo zirconio è utilizzato principalmente come legante rispetto al titanio. Un elemento chimico che appartiene al gruppo della tavola periodica 4 (IVb) ed è impiegato come materiale strutturale nei reattori nucleari. Lo zirconio, un ossido impuro, viene utilizzato per realizzare crogioli da laboratorio resistenti al calore.

L'ossido di zirconio impuro o ossido di zirconio è utilizzato come materiale refrattario nell'industria del vetro e della ceramica, così come nei crogioli da laboratorio che possono sopportare shock termici. I processi di amminazione, idrogenazione, isomerizzazione e ossidazione utilizzano tutti catalizzatori a base di zirconio. L'anidride carbonica può essere assorbita utilizzando lo zirconato di litio. Poiché il processo è reversibile, l'anidride carbonica può essere rilasciata e lo zirconato di litio può essere riutilizzato. Questa applicazione provoca inquinamento da emissioni di anidride carbonica nell'atmosfera.

Scoperta dello zirconio

Lo zircone (noto anche come silicato di zirconio) è una pietra preziosa disponibile in una varietà di colori. La scoperta dello zirconio fu guidata da Martin Klaproth nel 1789. Viene dalla Germania.

Il nome del metallo deriva dalla parola persiana 'zargun' che significa 'colore oro'. Secondo uno storico olandese, è stato utilizzato per anni in gioielleria e altre forme di ornamento. Assomiglia a un diamante più di qualsiasi altra gemma naturale. Molte credenze erano associate al minerale come lo zircone che può istigare ricchezza, salute, onore, sonno, intelligenza, efficacia umana complessiva e si credeva che mitigasse le energie negative.

Uno scienziato tedesco di nome Martin Heinrich Klaproth trovò lo zirconio in un campione di zircone proveniente dallo Sri Lanka nel 1789. Si scoprì che la composizione del campione era al 25% di silice, allo 0,5% di ossido di ferro e al 70% di zirconerde, un nuovo ossido che chiamò. Zirconerde è stato introdotto da Klaproth, tuttavia, non sapeva come isolare il metallo dal giacinto.

Un altro tentativo fallito nel 1808 da parte di Sir Humphry Davy cercò di separare lo zirconio puro, ma questa volta usò un processo di elettrolisi. Secondo Van der Krogt, ha suggerito il termine zirconio per il metallo stesso. Uno scienziato svedese di nome Jons J. Berzelius scoprì lo zirconio nel 1824. Ha prodotto lo zirconio puro superando la temperatura di un tubo di ferro contenente potassio e fluoruro di zirconio di potassio. Nel 1925 una forma pura era stata manifestata da Jan Hendrik de Boer e Anton Eduard van Arkel mentre lavoravano con ZrCl4 (tetracloruro di zirconio) utilizzando la reazione di decomposizione. Questa procedura ha prodotto una barra di cristallo di zirconio puro. Nel 1945, il processo Kroll ha perfezionato il processo di produzione di zirconio prodotto commercialmente da tetracloruro di zirconio e magnesio, riscaldando insieme le sostanze chimiche.

A due chimici, Martin Heinrich Klaproth della Germania e Jöns Jacob Berzelius della Svezia, viene attribuita la scoperta dello zirconio. Questi due chimici hanno contribuito in modo significativo alla scoperta dello zirconio. Martin Heinrich Klaproth, un chimico tedesco, dimostrò che lo zircone non è un diamante nel 1789, sfatando le idee sbagliate popolari e stabilendolo come un minerale. Ha osservato che il riscaldamento insieme dello zircone e della sostanza chimica reattiva idrossido di sodio portava alla formazione di un ossido. Questo ossido, secondo lui, include un nuovo elemento. A questo nuovo ossido fu dato il nome di ossido di zirconio e al nuovo elemento fu dato il nome di zirconio. Martin Heinrich Klaproth non è riuscito a ottenere la forma pura. Jöns Jacob Berzelius, un chimico svedese, creò lo zirconio puro solo nel 1824, 35 anni dopo la scoperta.

Dettagli sulla classificazione dello zirconio

Essendo un metallo di transizione e malleabile, lo zirconio acquisisce uno spettro di colori grigio-argento. Ha 40 protoni in un atomo, il che significa che il numero atomico del metallo è 40.

Lo zirconio ha un numero atomico 40, una densità di 3,8 once/cubic in (6,5 g/cm cubi) e temperature di fusione e di ebollizione rispettivamente di 3.371 F (1.855 C) e 7.968 F (4.408,9 C). Comune è invece la presenza del metallo lo zircone minerale che ha un elevato potere di resistenza in ambienti corrosivi è raro da trovare ed è difficile da estrarre a causa della sua sofisticata produzione metodo. Lo zirconio metallico è estremamente resistente alla corrosione e forma rapidamente composti di zirconio con altri elementi. Le leghe di zirconio sono state utilizzate come pietre preziose e per una serie di altre applicazioni sin dai tempi biblici. Zircone e baddeleyite sono i minerali più diffusi che contengono zirconio.

Lo zirconio (Zr) si trova sempre combinato con l'afnio (Hf), e separare i due è estremamente difficile. Con un peso atomico di 91,22, lo zirconio ha 25 isotopi con emivita nota. Quando la temperatura viene superata, lo zirconio si adatta a non partecipare alla corrosione in presenza di refrigeranti circolanti. Lo zirconio e le sue leghe sono state impiegate in una vasta gamma di applicazioni. In ambienti corrosivi, è spesso impiegato.

Usi di zirconio

Lo zirconio e le sue leghe sono state impiegate in una vasta gamma di applicazioni. Il metallo è stato utilizzato in ambienti corrosivi, impiegato abbastanza frequentemente.

Lo zirconio ha molti usi nel settore industriale, in particolare l'industria chimica. Si vede che viene utilizzato in scambiatori di calore, convertitori catalitici, pietre preziose artificiali, apparecchi di laboratorio e strumenti chirurgici. Sono stati utilizzati durante la produzione di filamenti per flash, come agenti leganti in acciaio, abrasivi, accessori per tubi e raccordi, persino deodoranti. Gli studi hanno dimostrato l'efficacia dello zirconio nell'agire come getter nei tubi a vuoto per rimuovere i gas residui e la loro forma di carbonato è responsabile della guarigione dell'edera velenosa. L'uso è stato interrotto dopo segnalazioni di irritazione cutanea.

Per le applicazioni nucleari, lo zircaloy (R) è una lega importante. Poiché lo zirconio ha una bassa sezione trasversale di assorbimento dei neutroni, viene impiegato nell'applicazione dell'energia nucleare come componenti del combustibile di rivestimento. Poiché lo zirconio è estremamente resistente alla corrosione dell'acqua di mare, così come molti acidi e alcali comuni, è ampiamente utilizzato nel settore chimico dove vengono utilizzate sostanze corrosive.

Hanno guadagnato una buona quota di valore nelle industrie di inneschi esplosivi, filiere di rayon e stare in aria può farla esplodere in fiamme. Nelle creme di edera velenosa, il carbonato di zirconio è combinato con l'urushiolo. A temperature inferiori a -396,67 F (-238,15 C), lo zirconio legato allo zinco diventa magnetico. I magneti superconduttori a bassa temperatura sono realizzati in zirconio e niobio. La possibilità di generazione di elettricità attraverso questi magneti viene continuamente studiata. Lo Zirconio nella sua forma ossidata acquista un alto indice di rifrazione e diventa una pietra preziosa con il nome di Zircone.

Proprietà fisiche e chimiche dello zirconio

Lo zirconio è un bellissimo metallo bianco-grigiastro con un'elevata lucentezza. Quando un elemento è puro, è malleabile e duttile ma, quando sono presenti impurità, il metallo diventa duro e fragile. In termini di durezza, ha un punteggio di 8,5 sulla scala di Mohs.

Acidi, alcali, acqua e sale non corrodono lo zirconio, ma si dissolve in acido cloridrico o solforico. Il metallo che è stato finemente separato può bruciare istantaneamente all'aria, specialmente ad alte temperature, sebbene i metalli solidi di questo minerale siano composti piuttosto stabili. I minerali di zirconio contengono afnio, che è difficile da estrarre dallo zirconio. L'afnio si trova nello zirconio di qualità commerciale in piccole concentrazioni. L'afnio è assente dallo zirconio di grado reattore. Lo zirconio è un metallo resistente alla corrosione in generale.

L'acido fluoridrico lo attacca rapidamente, anche quando la concentrazione dell'acido è bassa. Si osserva che la particella fine di zirconio brucia alla massima temperatura registrata per una fiamma metallica nell'atmosfera con un'elevata concentrazione di ossigeno. In presenza di aria, lo zirconio in polvere è altamente combustibile. Uno strato di strato di ossido si forma sulle superfici di zirconio esposte. Quando il tungstato di zirconio viene riscaldato dal punto di temperatura più basso al più alto, si restringe. Lo zirconio ha una debole capacità di assorbire i neutroni. Di conseguenza, è utile nelle applicazioni di energia nucleare come il rivestimento delle barre di combustibile, dove è vitale che i neutroni si muovano liberamente. Lo zirconio è anche altamente radioattivo e ha bassi livelli di tossicità.

Lo zirconio viene utilizzato per creare strumenti chirurgici e come metalli utilizzati per rafforzare o indurire le leghe di acciaio. Lo zirconio è ampiamente impiegato nelle fabbriche chimiche dove l'ambiente consente ad altri metalli di corrodersi facilmente e quindi le leghe di zirconio sono utilizzate per realizzare scambiatori di calore, tubi e altri raccordi grazie alla sua notevole resistenza alla corrosione. Anche i magneti superconduttori sono realizzati in zirconio. Lo zircone naturale (silicato di zirconio, ZrSiO4) è una pietra preziosa, mentre l'ossido di zirconio sintetico (biossido di zirconio, ZrO2) è un'alternativa economica al diamante.