Zirkonium

ominaisuudet
[ Kr ] 4 d 2 5 s 2 40 Zr Jaksollinen järjestelmä
Yleisesti
Nimi , symboli , atominumero	Zirkonium, Zr, 40
Elementtiluokka	Siirtymämetallit
Ryhmä , piste , lohko	4 , 5 , d
Ulkomuoto	hopeanvalkoinen
CAS -numero	7440-67-7
EY -numero	231-176-9
ECHA InfoCard	100.028.342
Massiivinen osa maan verhosta	0,021%
Atomi
Atomimassa	91.224 (2) u
Atomisäde (laskettu)	155 (206) pm
Kovalenttinen säde	Klo 148
Elektronikonfiguraatio	[ Kr ] 4 d 2 5 s 2
1. Ionisointienergia	6.634126 (5) eV ≈ 640.1 kJ / mol
2. Ionisointienergia	13.13 eV ≈ 1 267 kJ / mol
3. Ionisointienergia	23.170 (4) eV ≈ 2 236 kJ / mol
4. Ionisointienergia	34.41836 (6) eV ≈ 3 320.87 kJ / mol
5. Ionisointienergia	80.348 (7) eV ≈ 7 752 kJ / mol
Fyysisesti
Fyysinen tila	kiinteä
Muutokset	kaksi (α- / β-Zr)
Kristallirakenne	kuusikulmainen ; kuutiometri > 1140 K (867 ° C )
tiheys	6,501 g / cm 3 (25 ° C )
Mohsin kovuus	5
magnetismi	paramagneettinen ( Χ m = 1,1 · 10 −4 )
Sulamispiste	2130 K (1857 ° C)
kiehumispiste	4650 K (4377 ° C)
Molaarinen tilavuus	14,02 · 10 −6 m 3 · mol −1
Haihtumislämpö	591 kJ / mol
Fuusion lämpö	16,9 kJ mol −1
Höyrynpaine	0,00168 Pa 2125 K.
Äänen nopeus	4650 ( pitkä ), 2250 ( trans. ) Ms −1 293,15 K.
Ominaislämpökapasiteetti	270,0 J kg −1 K −1
Sähkönjohtavuus	2,36 · 10 6 A · V −1 · m −1
Lämmönjohtokyky	22,7 W m −1 K −1
Kemiallisesti
Hapettumistilat	4, 2
Normaali potentiaali	−1,553 V (ZrO 2 + 4 H + + 4 e - → Zr + 2 H 2 O)
Elektronegatiivisuus	1,33 ( Paulingin asteikko )
Isotoopit
isotooppi NH t 1/2 ZA ZE (M eV ) ZP 88 Zr {syn.} 83,4 d ε γ 89 Zr {syn.} 78,41 tuntia ε 2,832 89 Y 90 Zr 51,45  % Vakaa 91 Zr 11,22% Vakaa 92 zr 17,15% Vakaa 93 Zr {syn.} 1.53 · 10 6 a β - 0,091 93 Nb 94 Zr 17,38% Vakaa 95 Zr {syn.} 64.02 d β - 1.125 95 Nb 96 Zr 2,8% 24 · 10 18 a β - β - 3.350 96 kuukautta
Katso muut isotoopit isotooppiluettelosta
NMR -ominaisuudet
Spin kvantti numero I γ sisään rad · T -1 · s -1 E r  ( 1 H) f L on B = 4,7 T in MHz 91 Zr −5/2 2.496 · 10 7 0,00948 18.7
turvallisuusohjeet
GHS varoitusetikettitiedot alkaen  asetuksen (EY) N: o 1272/2008 (CLP) , tarvittaessa laajentaa jauhe vaara H- ja P -lausekkeet H: 250-260 P: 222-223-231 + 232-370 + 378-422
SI -yksiköitä käytetään mahdollisuuksien mukaan ja tavanomaisesti . Ellei toisin mainita, annetut tiedot koskevat vakio -olosuhteita .

Zirkonium , usein myös zirkonium , on kemiallinen alkuaine kanssa elementti symboli Zr ja atomiluku 40. Sen nimi on johdettu zirkoni , yleisin zirkonium mineraali . Vuonna jaksollisen se on 5. periodilla ; se on 4. ryhmän (vanhentunut 4. alaryhmä ) tai titaaniryhmän toinen elementti . Zirkonium on erittäin korroosionkestävä raskasmetalli . Biologisia toimintoja ei tunneta; se esiintyy pieniä määriä (4 mg / kg) ihmisen organismi ja on ei- toksinen .

tarina

Tärkeä zirconium- sisältää mineraali zirkoni (Zr [SiO ₄ ]) on tunnettu jalokivi lähtien muinaisista ajoista . Zirkoniumia osana löydettiin vuonna 1789 Martin Klaproth on näyte mineraali zirkoni päässä Ceylonissa ja nimetty sen. Metalli esiteltiin ensimmäisen 1824 Jöns Jakob Berzelius mukaan vähentämällä K ₂ ZRF ₆ kanssa kalium . Tätä varten hän lämmitti "fluorivety-zirkonium-kaliumseoksen ja kaliumin seosta rautaputkessa" . Vedellä käsittelyn, kuivaamisen ja laimennetulla suolahapolla pitkäaikaisen kuumentamisen jälkeen Berzelius sai "paakkuisen jauheen, joka oli musta kuin hiili" ja sai vain "tummanharmaan värin ja kiillon, kun sitä painettiin yhdessä kiillotusteräksen kanssa" . Toisaalta oikea atomimassa saatiin määritettyä vasta vuonna 1924, koska - kokeiden toteutusvirheiden lisäksi - ei tiedetty, että zirkonium sisältää aina pieniä määriä hafniumia . Ilman tätä tietoa mittaukset antoivat aina hieman liian suuren atomimassan. Ensimmäinen zirkoniumin käytännön sovellus oli savuton flash -jauhe .

Esiintyminen

Maankuoressa esiintyy zirkoniumia , jonka pitoisuus on noin 0,016%. Taajuuden mukaan lajiteltujen elementtien luettelossa zirkonium on sijalla 18 ja on yleisempi kuin tunnetuimmat elementit kloori ja kupari . Vaikka se on hyvin laajalle levinnyt, sitä esiintyy yleensä vain hyvin pieninä määrinä ja hyvin pieninä kiteinä (tyypillisesti noin 0,1 mm). Siksi zirkoniumia pidettiin aiemmin harvinaisena. Zirkoniumia löytyy pääasiassa silikaattisista tunkeutuvista kivistä , kuten graniitista . Sitä ei esiinny luonnossa, mutta vain joissakin mineraaleissa , pääasiassa zirkoniumina (ZrSiO ₄ ) ja baddeleliittinä (ZrO ₂ ), sekä harvinaisemmassa punaisessa eudialyytissä (Na ₄ (CaCeFeMn) ₂ ZrSi ₆ O ₁₇ (OHCl) ₂ ). Se liittyy lähes aina hafniumiin . Koska sen korkea sulamispiste 2550 ° C, sen suuri kovuus ja alhainen reaktiivisuus, zirkoni on vanhin mineraali, joka löytyy maan päällä, ja sitä voidaan käyttää ja radiometrinen ikä määrityksiä , koska upotetun uraani ja torium isotooppeja .

Etäpesäkkeistä ns saippuaa talletukset, yleensä käytetään raaka-aineena . Näitä esiintyy kun ympäröivä kallio on kulunut ja vain erityisesti säänkestävä zirkoni edelleen. Muita tällaisia ​​kerrostumia voi syntyä vesivirroista, jotka pesevät zirkoniumkiteet pois ja pesevät ne muissa paikoissa. Toisaalta primaariesiintymissä on yleensä zirkoniumpitoisuus, joka on liian alhainen kannattavalle kaivostoiminnalle.

Tärkeimmät zirkoniumiesiintymät ovat Australiassa , Yhdysvalloissa ja Brasiliassa . Maailman zirkoniummineraalien vuotuinen tuotanto vuonna 2006 oli 920 000 tonnia (laskettuna zirkonina), ja sillä oli 38 miljoonan tonnin kaivosvarannot. Vain noin 5% tästä jalostetaan metalliksi ja seoksiksi. Tärkeimmät tuottajamaat vuonna 2006 olivat ylivoimaisesti Australia ja Etelä -Afrikka . Mukaan USGS , maailman vuotuinen tuotanto zirkoniumia mineraalien 2013 oli 1,5 miljoonaa tonnia, josta 850000 tonnia Australiassa. Muita tärkeitä tuottajamaita olivat Etelä -Afrikka (170 000 tonnia) ja Kiina (150 000 tonnia). Hinnat zirkoni olivat USD 2650 per tonni vuonna 2012 ja USD 1050 per tonni vuonna 2013.

Poiminta ja esittely

Zirkoni, yleisin zirkoniumraaka -aine, on ensin muutettava zirkoniumdioksidiksi ennen jatkokäsittelyä . Tätä tarkoitusta varten zirkoniumoksidi on natriumhydroksidissa - sulatettu keitetty (emäksinen digestio ). Zirkoniumoksidi saatetaan sitten reagoimaan kaaren koksin kanssa (hiiltä ja typpeä sisältävä zirkonium) ja sitten zirkoniumkarbonitridi kloorin kanssa zirkoniumtetrakloridiksi .

${\ displaystyle \ mathrm {ZrO_ {2} \ +2 \ C + 2 \ Cl_ {2} \ {\ xrightarrow {900 ^ {\ circ} C}} \ ZrCl_ {4} + \ 2 \ CO}}$

Zirkoniumdioksidin suora pelkistys hiilellä (kuten masuuniprosessissa ) ei ole mahdollista, koska muodostuneita karbideja on hyvin vaikea erottaa metallista . Sen sijaan, zirkonium tetrakloridin pelkistetään zirkonium metalli on ns Kroll menetelmä , jossa magnesiumia on helium -ilmakehässä.

${\ displaystyle \ mathrm {ZrCl_ {4} \ +2 \ Mg \ \ longrightarrow \ Zr + \ 2 \ MgCl_ {2}}}$

Van-Arkel-de-Boer-prosessia käytetään puhtaamman zirkoniumin saamiseksi . Tyhjössä kuumennuksen aikana zirkonium reagoi aluksi jodin kanssa muodostaen zirkonium (IV) jodidin . Tämä hajotetaan jälleen zirkoniumiksi ja jodiksi kuumalla langalla:

${\ displaystyle \ mathrm {Zr + 2 \ I_ {2} \ \ rightleftharpoon \ ZrI_ {4}}}$

Zirkoniumtetraiodidi muodostuu zirkoniumista ja jodista 200 ° C: ssa; se hajoaa jälleen 1300 ° C: ssa.

Zirkoniumia ja hafniumia ei voida erottaa yksinkertaisella kemiallisella tavalla. Siksi tämä erittäin puhdas zirkonium sisältää edelleen hafniumia. Koska monissa reaktoritekniikan sovelluksissa on tärkeää , että zirkonium ei enää sisällä hafniumia, näiden kahden metallin erotusprosesseilla on tärkeä rooli. Yksi mahdollisuus on uuttoprosessit , joissa käytetään zirkonium- ja hafniumyhdisteiden eri liukoisuutta erityisiin liuottimiin . Usein käytetään tiosyanaatteja ja niiden erilaista liukoisuutta metyyli -isobutyyliketoniin . Ioninvaihtimet tai sopivien yhdisteiden jakotislaus tarjoavat lisämahdollisuuksia .

USGS todetaan Yhdysvaltain tuontihinta zirkoniumia 75 USD kilolta vuonna 2013.

ominaisuudet

Fyysiset ominaisuudet

Zirkonium on hopeanhohtoinen, kiiltävä raskasmetalli ( tiheys 6,501 g / cm ³ 25 ° C: ssa), se muistuttaa terästä . Metalli kiteytyy kahdessa eri muunnoksessa , joista se voidaan muuttaa muuttamalla lämpötilaa. Alle 870 ° C, α-zirkonium kiteytyy kuusiokulmiokiderakenteita järjestelmä (kuusikulmainen tiivispakkauk- pallojen, magnesium tyyppi) on tila ryhmä P 6 ₃ / MMC (space ryhmä no.194) kanssa hilan parametrit a = 323 pm ja c = 514 pm sekä kaksi kaavayksikköä solua kohti . 870 ° C: n lämpötilassa kiderakenne muuttuu kehon keskipisteiseksi kuutiomaiseksi β-rakenteeksi ( volframityyppi ) avaruusryhmän  Im 3 m (nro 229) ja hilaparametrin a = 361 pm mukaisesti.Malli: huoneryhmä / 194Malli: huoneryhmä / 229

Zirkonium on suhteellisen pehmeää ja taipuisaa. Se voidaan helposti käsitellä valssaamalla , taonta ja vasaralla . Pienet määrät vetyä , hiiltä tai typpeä epäpuhtauksia metallissa tekevät siitä hauraan ja vaikeasti käsiteltävän. Sähkönjohtavuus ei ole yhtä suuri kuin muiden metallien. Se on vain noin 4% kuparista . Heikon sähkönjohtavuutensa vuoksi zirkonium on suhteellisen hyvä lämmönjohdin . Verrattuna kevyempi homologi titaani , sulamis- ja kiehumispisteet ovat hieman korkeampi (sulamispiste: titaani: 1667 ° C, zirkonium: 1857 ° C). Myös sähkön- ja lämmönjohtavuus ovat parempia. Alle 0,55 K zirkoniumista tulee suprajohtavaa .

Zirkoniumin ja raskaamman homologin hafniumin ominaisuudet ovat hyvin samanlaiset lantanidin supistumisen vuoksi . Tämä vaatii samanlaisia atomisäteitä (Zr: 159 pm, Hf: 156 pm) ja siten samanlaisia ​​ominaisuuksia. Nämä kaksi metallia eroavat kuitenkin huomattavasti tiheydeltään (Zr: 6,5 g / cm ³ , Hf: 13,3 g / cm ³ ).

Tärkeä ominaisuus, jonka vuoksi zirkonium on saanut erittäin tärkeää reaktorikonstruktiolla, on sen pieni talteenotto poikkileikkaus varten neutronit . Tässä kapasiteetissa zirkonium on myös hyvin erilainen kuin hafnium. Tämä tekee monimutkaisen erotusprosessin välttämättömäksi näille sovelluksille.

Kemiallisia ominaisuuksia

Zirkonium on perusmetalli, joka reagoi monien ei-metallien kanssa erityisesti korkeissa lämpötiloissa . Ennen kaikkea jauheena se palaa valkoisella liekillä muodostaen zirkoniumdioksidia ja typen läsnä ollessa myös zirkoniumnitridiä ja zirkoniumoksinitridiä . Kompakti metalli reagoi vain hapen ja typen kanssa, kun se hehkuu . Korotetussa paineessa zirkonium reagoi hapen kanssa jopa huoneenlämpötilassa, koska muodostunut zirkoniumoksidi liukenee sulaan metalliin. Kun zirkoniumia poltetaan hapessa, saavutetaan noin 4660 ° C lämpötila.

Zirkonium passivoituu ilmassa ohuella, erittäin tiheällä zirkoniumoksidikerroksella ja on siksi inertti. Siksi se on liukenematon lähes kaikkiin happoihin , vain vesireaktio ja fluorivetyhappo hyökkää zirkoniumiin huoneenlämmössä. Vesipitoiset emäkset eivät reagoi zirkoniumin kanssa.

Isotoopit

Zirkoniumista tunnetaan monia isotooppeja välillä ⁷⁸ Zr ja ¹¹⁰ Zr. Luonnollinen zirkonium on sekoitettu alkuaine, joka koostuu yhteensä viidestä isotoopista. Nämä ovat ⁹⁰ Zr, jota esiintyy useimmiten 51,45%luonnollisesta zirkoniumista, sekä raskaammat isotoopit ⁹¹ Zr (11,32%), ⁹² Zr (17,19%), ⁹⁴ Zr (17,28%)) ja ⁹⁶ Zr 2,76% osuus. ⁹⁶ Zr on ainoa luonnollinen isotooppi, joka on heikosti radioaktiivisia , se hajoaa, jossa puoli-elämän 24 · 10 ¹⁸ vuotta kaksinkertainen beeta hajoaminen on ⁹⁶ Mo. isotooppi ⁸⁹ Zr käytetään tuottamaan pidemmän eli radioligandeihin ja positroniemissiotomografia . Isotooppi ⁹¹ Zr voidaan havaita NMR -spektroskopian avulla .

⁸⁸ Zr on hyvin suuri talteenotto poikkileikkaus varten termiset neutronit . Kaiken kaikkiaan se on ¹³⁵ Xe: n jälkeen toiseksi suurin toistaiseksi määritetty tehokas poikkileikkaus lämpöneutronien sieppaamiseen. Arvo on noin 80 000 kertaa suurempi kuin teoreettinen ennuste ehdottaa.

→ Luettelo zirkonium -isotoopeista

käyttää

Tärkeä käyttötarkoitus zirkonium on tehty Zircaloy valmistettu kuoret uraani - polttoaineen in ydinvoimaloissa . Tämä seos koostuu noin 90% zirkoniumista ja pienistä määristä tinaa , rautaa , kromia tai nikkeliä , mutta se ei saa sisältää hafniumia . Tämän elementin valinnan syy on edellä kuvattu pieni lämpö-neutronien poikkileikkaus ja samalla suuri korroosionkestävyys , mikä tekee siitä myös sopivan rakennusmateriaalina kemiantehtaille, erityisesti erityislaitteiden osille, kuten venttiileille , pumput , putket ja lämmönvaihtimet . Seoksen lisäaineena teräkseen lisää myös korroosionkestävyyttä. Näistä seoksista valmistetaan muun muassa kirurgisia instrumentteja.

Koska zirkonium reagoi pieniä määriä happea ja typpeä, sitä voidaan käyttää sitojamateriaalin on hehkulamput ja imurit säilyttää vakuumissa. Tätä ominaisuutta käytetään myös metallurgiassa hapen, typen ja rikin poistamiseen teräksestä .

Koska sen ominaisuuden säteilevät erittäin kirkasta valoa, kun sitä poltetaan, sitä käytettiin taskulamppu jauheena lisäksi magnesiumia . Toisin kuin magnesium, zirkoniumilla on se etu, että se on savuton. Tätä ominaisuutta käytetään myös ilotulitteissa ja merkkivaloissa .

Zirkonium tuottaa kipinöitä, kun se osuu metallipintoihin ja on syttyvää. Sotilaallinen käyttää tätä joissakin tyyppisiä ammuksia, kuten erikoisuus haulikon ammukset Lohikäärmeen henkäys ja US-amerikkalainen monikäyttöinen klusterin ammukset BLU-97 . In kalvo tekniikka , tämä vaikutus käytetään ei- pyroteknisiä vaikutus vaikutuksia, sillä esimerkiksi luoteja metallipinnoille.

Zirkonium- niobium- seokset ovat suprajohtavia ja pysyvät sellaisina, kun niihin kohdistetaan voimakkaita magneettikenttiä . Siksi niitä käytettiin aiemmin suprajohtavissa magneeteissa .

Zirkoniumia käytettiin myös komponenttina nivelproteeseissa 2010 -luvulla.

Radioisotooppia ⁸⁹ Zr käytetään positroniemissiotomografiaan , ja sen suhteellisen pitkän puoliintumisajan (3,5 päivää) ansiosta PET-kuvat ovat jopa 2 viikkoa levityksen jälkeen.

turvallisuusohjeet

Zirkoniumilla ja sen yhdisteillä ei tiedetä olevan myrkyllisiä vaikutuksia. Tiheän oksidikerroksen vuoksi kompakti zirkonium ei ole syttyvää. Toisaalta jauheena se voi alkaa palaa, kun sitä lämmitetään ilmassa. Zirkoniumipalot ovat erittäin vaarallisia, koska sammuttamiseen ei voida käyttää vettä (voimakas reaktio vedyn muodostumisen kanssa ) eikä hiilidioksidia tai halonia . Zirkoniumipalot on sammutettava metallisilla sammuttimilla (luokka D) tai kuivalla hiekalla.

todiste

Kun alizariinipunainen -S, zirkonium muodostaa hapossa tyypillisen punavioletin yhdisteen (värillinen lakka), joka häviää uudelleen, kun fluoridi -ioneja lisätään zirkoniumfluorikompleksin muodostamiseksi. Tämä reaktio voi toimia laadullisena todisteena sekä zirkoniumista että fluorista. Koska pienetkin määrät fluoridia (ja muita anioneja) häiritsevät, tämä todiste ei sovellu mineraalianalyyseihin. Lisäksi, joitakin muita orgaanisia yhdisteitä, kuten tanniinin , cuprus , phenylarsonic happo , oksiini tai ksylenolioranssin ovat sopivia detektioreagenssit. Toinen piirre yhdiste on zirkoniumoksikloridin ZrOCl ₂ · 8 H ₂ O, joka kiteytyy tyypillisissä neuloja. Nykyaikaisessa analytiikassa zirkonium voidaan havaita käyttämällä atomiabsorptiospektrometriaa (AAS) tai massaspektrometriaa (myös käyttämällä isotooppikuviota ).
Yksi mahdollisuus kvantitatiivista analyysia varten on saostuminen niukkaliukoisten zirkonium (IV) hydroksidin kanssa ammoniakin ja sen jälkeen poltettavaksi zirkoniumdioksidilla.

${\ displaystyle \ mathrm {Zr ^ {4 +} + 4 \ NH_ {3} +4 \ H_ {2} O \ \ longrightarrow \ Zr (OH) _ {4} \ downarrow + \ 4 \ NH_ {4} ^ {+}}}$

Hydroksidin saostuminen

${\ displaystyle \ mathrm {Zr (OH) _ {4} \ longrightarrow \ ZrO_ {2} + \ 2 \ H_ {2} O}}$

Siirrä punnituslomakkeeseen

linkkejä

→ Luokka: Zirkoniumyhdiste

Perusmetallina zirkonium muodostaa monia yhdisteitä . Useimmat zirkoniumyhdisteet ovat suoloja . Ne ovat usein erittäin vakaita ja niillä on korkea sulamispiste. + IV hapetustila on edullinen ja kaikkein vakain. Kuitenkin on myös yhdisteitä hapetustilassa + III - + I ja kompleksien tapauksessa jopa tiloissa 0, −I ja −II.

Zirkonia

Tärkein zirkoniumyhdiste on zirkoniumdioksidi ZrO ₂ , joka on erittäin vakaa ja sulamispiste. Zirkoniumdioksidia käytetään tulenkestävien vuorausten valmistukseen upokkaissa ja uuneissa . Jotta sitä voitaisiin käyttää tähän, se on kuitenkin stabiloitava kalsiumilla , yttriumoksidilla tai magnesiumoksidilla kuutiollisen korkean lämpötilan faasin stabiloimiseksi . Zirkonium -vahvistettua alumiinioksidia ( ZTA , Zirkonia Toughened Aluminium Oxide ) käytetään teknisenä keramiikkana korkeissa lämpötiloissa.

Zirkoniumkiteet ovat värittömiä ja niillä on korkea taitekerroin . Siksi niitä käytetään nimellä zirkonia keinotekoisina jalokivinä ja timanttien korvikkeina . Lisäksi zirkoniumoksidi käytetään hioma ja, koska sen valkoinen väri, valkoisena pigmenttinä varten posliini .

Jos zirkoniumoksidia seostetaan yttriumoksidilla , syntyy lisää käyttömahdollisuuksia . Kolmen prosentin yttriumoksidipitoisuudella Zr02 _on stabiloitu vääristyneessä fluoriittirakenteessa . Tämän seurauksena se toimii happi -ionien johtimena yli 300 ° C: n lämpötiloissa. Tärkeä sovellus tälle on lambda anturi autoissa, jota käytetään mittaamaan hapen pitoisuus pakokaasujen varten katalysaattori . Sisältää 15% yttriumoksidipitoisuutta, zirkoniumoksidi säteilee erittäin kirkasta valkoista valoa 1000 ° C: ssa. Tätä käytetään niin sanotussa Nernst-lampussa . Koska yttrium-zirkoniumkeramiikalla on erittäin suuri murtumiskestävyys , sitä käytetään esimerkiksi hammasteknologiassa erittäin vakaana kruunu- ja siltakehyksenä, keinotekoisissa lonkkanivelissä ja hammasimplantteissa tai teleskooppien yhdistävänä elementtinä. Ne korvaavat yhä enemmän kultaa ja muita metalleja toiminnassaan.

Zirkoniumoksidia käytetään usein myös kuulalaakereissa . Erityisesti laakerikilpailujen osalta ZrO _{2: lla on} suuri etu, että lämpölaajenemiskerroin on lähellä teräksen. Muilla teknisillä keramiikoilla, kuten piinitridillä, on yleensä huomattavasti pienempi lämpölaajenemiskerroin.

Halogenidit

Kun halogeenit fluori , kloori , bromi ja jodi , zirkonium muotoja useita sarjan yhdisteitä. Muodot ZrX ₄ , ZrX ₃ ja ZrX ₂ tunnetaan kaikista halogeeneista . Lisäksi on olemassa kloridit , bromidit ja jodidit muodossa ZRX. ZrX ₄ -muodon tetrahalidit ovat vakaimpia . Minkään zirkoniumhalogenidin tärkeitä käyttöalueita ei tunneta, koska zirkoniumkloridit muodostuvat välituotteina puhtaan zirkoniumin valmistuksessa.

Muut zirkoniumyhdisteet

Zirkoniumsilikaatti , ZrSiO ₄ , joka tunnetaan paremmin nimellä zirkoni , on yleisin luonnossa esiintyvä zirkoniumyhdiste. Se on zirkoniumin ja sen yhdisteiden tärkein lähde, ja zirkonia käytetään myös jalokivinä .

Orgaaniset zirkoniumyhdisteet ovat enimmäkseen epävakaita. Orgaaniset zirkoniumkompleksit, ns. Zirkonoseenit , joissa on radikaaleja , kuten syklopentadienyyli, ovat erityisen tärkeitä . Ne ovat teknisesti tärkeitä kuin katalyytti on polymeroinnissa ja alkeenien , erityisesti tuotantoon polypropeenin . Toinen orgaanisen zirkoniumyhdisteen käyttö on hydrotsirkonointi . Alkeenit muutetaan alkoholeiksi tai halogenoiduiksi hiilivedyiksi Schwartz -reagenssin Cp ₂ ZrHCl (Cp = syklopentadienyyli) avulla . Reaktiossa päätelaitteen alkyynien kanssa Schwartz reagenssin, trisubstituoitu kaksoissidosta aikana muodostuu hydrozirconation, edelleen reaktio elektrofiilisen reagenssin kanssa johtaa trans-funktionalisoitu alkeenien korkea stereokemialliseen puhtauteen.

Alumiini- zirkoniumkomplekseja voidaan käyttää antiperspiranttina . Kaliumheksafluoridotsirkonaatti (IV) K ₂ ZrF ₆ (CAS -numero:16923-95-8 ) voidaan käyttää zirkoniumin erottamiseen hafniumista.

Zirkoniumkarbonaatti on emäskompleksi . Sitä käytetään muun muassa paperiteollisuudessa .

Lisäksi alumiinia sisältävän alums , zirkoniumsuoloja käytetään , että "valkoinen rusketuksen" ja nahat .

Pietsoelementteihin käytetään lyijysirkonaattititaattikeramiikkaa (PZT -keramiikkaa) .

Natriumsirkoniumsyklosilikaatti on imeytymätön jauhe, jonka rakenne on mikrohuokoinen ja joka voi imeä kaliumia vastineeksi vety- ja natriumkationeille. Siksi sitä käytetään lääketieteellisesti suun kautta saatavana kaliumsideaineena.

kirjallisuus

• AF Holleman , E.Wiberg , N.Wiberg : Epäorgaanisen kemian oppikirja . 102 painos. Walter de Gruyter, Berliini 2007, ISBN 978-3-11-017770-1 .
• Hans Breuer: dtv-Atlas Chemie. Nide 1, 9. painos. dtv-Verlag, 2000, ISBN 3-423-03217-0 .
• Michael Binnewies: Yleinen ja epäorgaaninen kemia. 1. painos. Spektrum Verlag, 2004, ISBN 3-8274-0208-5 .
• NN Greenwood, A.Earnshaw: Elementtien kemia. 1. painos. VCH Verlagsgesellschaft, 1988, ISBN 3-527-26169-9 .

nettilinkit

• kiteinen zirkonium kuva Heinrich Pniokin elementtikokoelmassa

Yksilöllisiä todisteita