|
|
| Allmänt |
| Namn, kemiskt tecken, nummer |
zirkonium, Zr, 40 |
| Ämnesklass |
övergångsmetaller |
| Grupp, period, block |
4, 5, d |
| Densitet |
6511 kg/m3 (273 K) |
| Hårdhet |
5 |
| Utseende |
Silvrigt vit
 |
| Atomens egenskaper |
| Atommassa |
91,224 u |
| Atomradie (beräknad) |
155 (206) pm |
| Kovalent radie |
148 pm |
| Elektronkonfiguration |
[Kr]4d25s2 |
| e− per skal |
2, 8, 18, 10, 2 |
| Oxidationstillstånd (oxid) |
4 (amfoterisk) |
| Kristallstruktur |
Hexagonal |
| Ämnets fysiska egenskaper |
| Aggregationstillstånd |
fast |
| Smältpunkt |
2128 K (1855 °C) |
| Kokpunkt |
4682 K (4409 °C) |
| Molvolym |
14,02 ·10-6 m3/mol |
| Ångbildningsvärme |
58,2 kJ/mol |
| Smältvärme |
16,9 kJ/mol |
| Ångtryck |
0,00168 Pa vid 2125 K |
| Ljudhastighet |
3800 m/s vid 293,15 K |
| Diverse |
| Elektronegativitet |
1,33 (Paulingskalan) |
| Värmekapacitet |
0,27 J/(kg·K) |
| Elektrisk ledningsförmåga |
2,36 106 S/m (Ω−1·m−1) |
| Värmeledningsförmåga |
22,7 W/(m·K) |
| 1a jonisationspotential |
640,1 kJ/mol |
| 2a jonisationspotential |
1270 kJ/mol |
| 3e jonisationspotential |
2218 kJ/mol |
| 4e jonisationspotential |
3313 kJ/mol |
| 5e jonisationspotential |
7752 kJ/mol |
| 6e jonisationspotential |
9500 kJ/mol |
| Stabilaste isotoper |
| Isotop |
Förekomst |
Halv.tid |
Typ |
Energi (MeV) |
Prod. |
| 90Zr |
51,45 % |
90Zr, stabil isotop med 50 neutron(er) |
| 91Zr |
11,22 % |
91Zr, stabil isotop med 51 neutron(er) |
| 92Zr |
17,15 % |
92Zr, stabil isotop med 52 neutron(er) |
| 93Zr |
syntetisk |
1,53*106 år |
β- |
0,091 |
93Nb |
| 94Zr |
17,38 % |
94Zr, stabil isotop med 54 neutron(er) |
| 96Zr |
2,8 % |
>3,8*1019 år |
β- |
3,350 |
96Mo |
|
| SI-enheter & STP används om ej annat angivits |
Zirkonium är ett grå-vitt metalliskt grundämne som kemiskt liknar titan. Zirkonium framställs ur zirkon (ZrSiO4) och metallen är väldigt korrosionsresistent.
Zirkonium är dåligt på att absorbera neutroner. Därför används en zirkoniumlegering som behållare för uranbränslet i kärnreaktorer[1]. Normalt samexisterar zirkonium och hafnium, men till skillnad från zirkonium är hafnium en mycket bra neutronabsorbator, varför det är viktigt att kunna separera de två ämnena. För att zirkoniumet skall kunna användas i reaktorer måste det innehålla mindre än 100 ppm hafnium [2].
Zirkonium förekommer mest bundet i silikat eller oxid ofta tillsammans med hafnium, uran och torium. Zirkonium är ganska vanligt i jordskorpan (det tjugonde vanligaste) och återfinns speciellt i Ryssland och Sydafrika.
Första gången zirkonium framställdes var det ur kaliumfluorzirkonat (K2ZrF6) som reducerades med kalium av Jöns Jakob Berzelius. Nuförtiden framställer man zirkonium genom att reducera zirkoniumklorid (ZrCl4) med magnesium.
- ZrCl4 + 2Mg → 2MgCl2 + Zr
Zirkonium kan även framställas genom reduktion av zirkoniumoxid med magnesium eller kalcium.
- ZrO2 + 2Ca → 2CaO + Zr
- Zirkoniumsilikat (ZrSiO4) är det mest naturligt förekommande zirkoniumsaltet, som naturligt förekommande benämnt zirkon.
- Zirkoniumoxid (ZrO2), som också kallas zirconia, har ovanligt stor motståndskraft mot kemikalier och mot att rent mekaniskt brytas sönder - särskilt i dess kubiska kristallstrukturvariant, används bland annat ofta som substitut för diamanter, förekommer i naturen och är en mellanprodukt vid framställning av zirkonium.
- zirkoniumklorid (ZrCl4) är det salt som används vid framställning av zirkoniummetall.
- ^ Scott, Malcom (1995). Science matters Nuclear Power. The Open University. sid. 49-50. ISBN 0749281731
- ^ A. A. Nayl, Y. A. El-Nadi, and J. A. Daoud (2009). ”Extraction and Separation of Zr(IV) and Hf(IV) from Nitrate Medium by Some CYANEX Extractants”. Separation Science and Technology 44 (12): sid. 2956 -2970. doi:0.1080/01496390903014169.
