Zirkonium
Van Wikipedia
Zirkonium of zirkoon is een scheikundig element met symbool Zr en atoomnummer 40. Het is een goudkleurig overgangsmetaal.
Inhoud |
[bewerk] Ontdekking
Zirkonium is in 1789 ontdekt door de Duitse chemicus Martin Heinrich Klaproth tijdens het onderzoeken van uit Sri Lanka afkomstige mineralen. In 1824 is het in onzuivere vorm voor het eerst geïsoleerd door de Zweedse chemicus Jöns Jacob Berzelius door een mengsel van kalium en zirkoniumfluoride te verhitten. Pas in 1914 is zirkonium in zuivere vorm geïsoleerd.
De naam zirkonium is afkomstig van het Arabische zargûn dat als goudachtig is te vertalen.
[bewerk] Toepassingen
Zirkonium wordt in de industrie voornamelijk gebruikt als zirkoon (ZrSiO4) voor het maken van mallen welke gebruikt worden bij het gieten van andere metalen en het polijsten van keramische materialen. Zirkoon wordt ook wel gebruikt als natuurlijke edelsteen in juwelen. Andere toepassingen zijn:
- Zirkonium is een goede absorbeerder voor neutronen, want het heeft verschillende stabiele isotopen. Daardoor wordt het in legering met tin (Zircalloy) veelvuldig gebruikt als neutronenvanger in nucleaire installaties. Als zirkonium neutronen vangt, dan blijft het zirkonium - met dus alle chemische eigenschappen ervan - en valt het niet uiteen.
- Omdat zirkonium over goede corrosiebestendige eigenschappen beschikt, wordt in de chemische industrie gebruik in pijpleidingen waar chemicaliën door getransporteerd worden
- Voor militaire toepassingen is zirkonium geschikt in brandbommen omdat het bij hoge temperaturen in fijn verdeelde toestand zeer goed brandt
- Zirkoniumoxide wordt in de tandtechniek gebruikt als basis (drager) voor kronen en bruggen. Deze basis wordt vervolgens voorzien van opgebakken porselein waarmee de tanden worden gevormd. Zirkonium vervangt als zodanig in toenemende mate goud en andere metalen.
- Als zirkoniumoxide wordt het gebruikt in laboratoriumglaswerk waardoor het beter hittebestendig wordt
- In legeringen met niobium vormt het bij lage temperaturen supergeleiders en wordt het gebruikt bij de productie van supergeleidende magneten.
- Zirkoniumoxide werkt bij 650°C als vaste stof elektroliet en is zo bruikbaar in meettoestellen om de concentratie van zuurstofgas in andere gassen te meten.
[bewerk] Opmerkelijke eigenschappen
Zirkonium is lichter dan staal en de hardheid is vergelijkbaar met die van koper. Het metaal is bijzonder corrosiebestendig tegen veel chemicaliën, maar in fijn verdeelde toestand verbrandt het in aanwezigheid van zuurstof. Bij temperaturen onder 35 K worden zirkonium-zink legeringen magnetisch.
[bewerk] Verschijning
In de natuur komt zirkonium niet in vrije vorm voor. De belangrijkste bron voor commerciële winning is het mineraal zirkoon dat in grote hoeveelheden wordt aangetroffen in de aardbodem van Australië, Brazilië, India, Rusland en de Verenigde Staten. Vaak is zirkonium een bijproduct van de winning van de titanium mineralen zoals ilmeniet en rutiel.
Voor het isoleren van zirkonium wordt vaak het Kroll proces gebruikt waarbij zirkoniumchloride wordt gereduceerd met magnesium.
In sommige sterren wordt zirkonium in grote hoeveelheden gedetecteerd. Ook in de zon en veel aangetroffen meteorieten wordt zirkonium aangetroffen. Monsters die met de Apollo missies van de maan naar de aarde kwamen bleken, vergeleken met aardse stenen, zeer hoge concentraties zirkonium als zirkoniumoxide te bevatten.
[bewerk] Isotopen
| Meest stabiele isotopen | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Iso | RA (%) | Halveringstijd | VV | VE (MeV) | VP |
| 90Zr | 51,45 | stabiel met 50 neutronen | |||
| 91Zr | 11,22 | stabiel met 51 neutronen | |||
| 92Zr | 17,15 | stabiel met 52 neutronen | |||
| 93Zr | syn | 1,53×106 j | β | 2,893 | 93Nb |
| 94Zr | 17,38 | stabiel met 54 neutronen | |||
| 96Zr | 2,80% | 3,9×1019 j | 2β | 3,350 | 96Mo |
In de natuur komen vier stabiele isotopen voor en één radioactieve met een extreem lange halfwaardetijd. In totaal zijn er ongeveer 20 radioactieve zirkonium isotopen bekend.
[bewerk] Toxicologie en veiligheid
Metallische zirkonium heeft vrijwel geen invloed op het menselijk lichaam en is daardoor onschadelijk. Dat geldt niet voor de meeste zirkoniumverbindingen, hoewel de giftigheid daarvan vaak minimaal is. In fijn verdeelde vorm kan zirkonium spontaan ontbranden aan de lucht en zodoende brand- en explosiegevaar opleveren.
[bewerk] Externe links
- PeriodiekSysteem.com over: Zirkonium
- Lenntech over: Zirkonium
- (en) EnvironmentalChemistry.com over: Zirkonium
- (en) WebElements.com over: Zirkonium
| {{{afb_links}}} | Scheikundige Elementen en Isotopen | {{{afb_rechts}}} | {{{afb_groot}}} |
|---|---|---|---|
|
Periodiek systeem: Standaard · Alternatief · Elektronenconfiguratie Isotopentabel: Op element (compleet) · Op element (in delen) · Op atoommassa Lijst met elementen: Op naam · Op symbool · Op nummer |
