Zirkonyum Nedir
Son güncelleme:
-
Sembol: Zr
Atom numarası: 40
Atom ağırlığı: 91.224 g/mol
Oda koşullarında (25°C 298 K): Gümüşümsü beyaz renkli katı
****l
d-blok elementi
Zirkonyum ****li ilk olarak 1789 yılında Martin Heinrich Klaproth tarafından keşfedilmiştir. 1824 yılında ise Jons Jakob Berzelius tarafından izole edilmiştir.
Bilinen mineralleri zirkon (ZrSiO4) ve baddeleyit (ZrO2) tir.
Zirkonyum eldesi ZrCl4 bileşiğinin magnezyum ile veya kalsiyum ile indirgenmesi ile elde edilir.
Baddeleyit mineralinin aşağıdaki reaksiyonu sonucunda ZrCl4 bileşiği elde edilir.
ZrO2 + 2Cl2 + 2C (900°C) à ZrCl4 + 2CO
ZrCl4 + 2Mg (1100°C) à 2MgCl2 + Zr
Reaksiyon çelik kaplarda gerçekleştirilmelidir. Havadaki oksijen ve azot ile etkileşmemesi gerekmektedir.
Fiziksel Özellikleri
Yoğunluğu: 6.511 g/mL
Erime noktası: 1855 °C (2128 K)
Kaynama noktası: 4409°C (4682K)
Molar hacmi: 14.02 ml/mol
Mineral Sertliği: 5.0
Isı iletkenliği: 0.227 W cm-1 K-1
Özgül ısı: 0.27 J kg-1 K-1
Buharlaşma Entalpisi: 580 kJ mol-1
Atomlaşma Entalpisi: 605 kJ mol-1
-
Zirkonyum - Özellikleri - Kullanım alanları :
Simgesi: Zr
Grubu: 4B (Geçiş elementi)
Atom numarası: 40
Bağıl atom kütlesi: 91,224
Oda sıcaklığında: Katı
Erime noktası: 1852°C
Kaynama noktası: 4377°C
Yoğunluğu: 6,51 g/cc
Keşfi: 1789 - Martin Klaproth
Atom çapı: 2,16 Å
Elektronegatifliği: 1,33
Elektron dizilimi: 1s22s2p63s2p6d104s2p6d25s2
Yükseltgenme basamağı (sayısı): 4
Radyoizotopları: Yok
Bilinen mineralleri zirkon (ZrSiO4) ve baddeleyit (ZrO2) tir. Baddeleyit'in (1892'de Sri Lanka'da keşfeden Joseph Baddeley'in isminden) eşanlamlıları zirkonyum oksit, zirkonyum dioksit ve zirkonya'dır. Dolayısı ile kelime yapısı itibarı ile benzeşen, ancak farklı kimyasal komposizyonlar olan zirkon ve zirkonya birbirlerine karıştırılmamalıdır. Zirkonya sözcüğü, VITA firmasının tescilli markası olan "Zirconia" ile de karıştırılmamalıdır. Zirkonyumun başlıca elde edildiği kaynak zirkon (ZrSiO4) madenleri olup, bunlar Avustralya, Brezilya, Hindistan, Rusya ve ABD'dedir. Zirkon içersinde her zaman 50/1 oranında hafnium (Hf) elementi de bulunur. Zirkonyum heksagonal kristal formunda bir yapı gösterir. Sıcaklığa ve korozyona karşı çok dirençlidir. Birçok farklı bileşik halinde bulunabilir. Bunların en önemlisi zirkonya (ZrO2) bileşiğidir.
Zirkonyum eldesi ZrCl4 bileşiğinin magnezyum ile veya kalsiyum ile indirgenmesi ile elde edilir. Çok reaktif bir madde olup, havada ve sıvı içerisinde hemen oksitle kaplanır ve korozyona dirençli bir hale gelir. Metal olarak dökümü sırasında havadaki oksijen ve azot ile etkileşmemesi gerekmekte ve bu nedenle titanyum teknolojisinde olduğu gibi özel fırınlarda işlenilebilmektedir. Zirkonyum metali bombaların yapısında, flaşlarda ve nükleer sanayi gibi çok çeşitli alanlarda kullanılmaktadır. Dişhekimliğinde ise zirkonyum minerali olan zirkonyadan elde edilen zirkonya seramiği formu kullanılır.
Baddeleyit mineralinin aşağıdaki reaksiyonu sonucunda ZrCl4 bileşiği elde edilir.
ZrO2 + 2 Cl2 + 2 C (900 °C) → ZrCl4 + 2 CO
ZrCl4 + 2 Mg (1100 °C) → 2 MgCl2 + Zr
Reaksiyon çelik kaplarda gerçekleştirilmelidir. Havadaki oksijen ve azot ile etkileşmemesi gerekmektedir.
Kullanım Alanları
Çelik eldesinde, vakum tiplerinde, cerrahi uygulamalarda, flaş ampullerinde, patlayıcılarda ve yapay ipek eldesinde kullanılır. Paslandırıcı maddelerle çalışan kimya dallarında da geniş kullanımı vardır. Niyobyumla birleştiğinde, düşük sıcaklıklarda süperiletken özellik gösterir. Zirkonyum oksit, ısı şokuna dayanıklı laboratuvar malzemeleri üretiminde, metalürjik fırınların kaplanmasında ve ısıya dayanıklı madde olarak cam-seramik endüstrilerinde kullanılır. Ayrıca, vurmalı çalgıların ve fırın tuğlalarının yapımında da zirkonyumdan faydalanılır. ...kaynak