Date Despre Zirconiu

{h1}

Proprietăți, surse și utilizări ale elementului zieconiu.

Zirconiul este un metal de tranziție gri-argintiu, un tip de element care este maleabil și ductil și formează cu ușurință compuși stabili. De asemenea, este foarte rezistent la coroziune. Zirconiul și aliajele sale au fost folosite de secole într-o mare varietate de moduri.

Este frecvent utilizat în medii corozive. Aliajele de zirconiu pot fi găsite în conducte, fitinguri și schimbătoare de căldură, conform Chemicool. Zirconiul este de asemenea utilizat în aliaje de oțel, glazuri colorate, cărămizi, ceramică, abrazivi, becuri, filamente cu lămpi, pietre prețioase artificiale și unele deodorante, potrivit Minerals Education Coalition.

Alte utilizări pentru zirconiu includ convertoarele catalitice, cărămizile cuptorului, creuzetele de laborator, instrumentele chirurgicale, sticla de televiziune, îndepărtarea gazelor reziduale din tuburile de vid și ca agent de întărire în aliaje precum oțelul, conform Lenntech. De asemenea, carbonatul de zirconiu este utilizat pentru tratarea iederei otrăvitoare, potrivit laboratorului Jefferson.

Zirconiul a fost găsit în stele de tip S, soare, meteoriți și în roci lunare, potrivit Laboratorului Național Los Alamos. Rocile lunare par să aibă un conținut de zircon surprinzător de mare în comparație cu rocile terestre, conform analizei probelor de roci lunare din diferitele misiuni Apollo.

Pe Pământ, sursele de zirconiu sunt în principal mineralele zircon și baddeleyite (dioxid de zirconiu), care sunt minate în Statele Unite, Australia, Brazilia, Africa de Sud, Rusia și Sri Lanka, potrivit Minerals Education Coalition. Abundența naturală de zirconiu în scoarța terestră este de 165 de părți pe milion în greutate, potrivit Chemicool.

Doar faptele

  • Numărul atomic (numărul protonilor din nucleu): 40
  • Simbol atomic (pe tabelul periodic al elementelor): Zr
  • Greutatea atomică (masa medie a atomului): 91,22
  • Densitate: 3,77 uncii pe inch cub (6,52 grame pe cm cub)
  • Faza la temperatura camerei: Solid
  • Punctul de topire: 3.362 grade Fahrenheit (1.850 grade Celsius)
  • Punct de fierbere: 4.952 F (4.400 C)
  • Numărul izotopilor naturali (atomi ai aceluiași element cu un număr diferit de neutroni): 5. Există, de asemenea, 20 de izotopi artificiali creați într-un laborator.
  • Cele mai comune izotopi: Zr-90 (51,5% din abundența naturală), Zr-94 (17,38% din abundența naturală), Zr-92 (17,15% din abundența naturală), Zr-91 (11,2% din abundența naturală), Zr- 96 (2,8 la sută din abundența naturală)

Configurația electronilor și proprietățile elementare ale zirconiului.

Configurația electronilor și proprietățile elementare ale zirconiului.

Istorie

Zirconul, o piatră prețioasă, vine în soiuri albastre, galbene, verzi, maro, portocaliu, roșu și ocazional violet. Cuvântul provine din persană „zargun” sau culoare aurie. A fost folosit în bijuterii și alte decorații de secole, potrivit lui Peter van der Krogt, un istoric olandez. Se pare mai aproape de a semăna cu un diamant decât oricare altă bijuterie naturală, potrivit Minerals.net. În Evul Mediu, se credea chiar că zirconul induce somnul, promovează bogăția, onoarea și înțelepciunea și alungă urgiile și spiritele rele.

Martin Heinrich Klaproth, un chimist german, a descoperit zirconiu în 1789 într-un eșantion de zircon din Sri Lanka, potrivit Chemicool. S-a constatat că compoziția eșantionului este de 25% silice, 0,5% oxid de fier și 70% un nou oxid pe care l-a numit zirconerde (sau „zirconul pământului”). Ulterior, Klaproth a găsit zirconerde în jacint, o varietate de zircon galben pal, dar nu a putut să separe metalul, potrivit van der Krogt.

Sir Humphry Davy, un chimist englez, a încercat să separe zirconerde pentru a obține zirconiu pur în 1808 folosind electroliză, dar nu a reușit, potrivit Chemicool. El a sugerat, totuși, numele zirconiului pentru metalul însuși, potrivit lui Van der Krogt.

Jons J. Berzelius, chimist suedez, a izolat zirconiu în 1824, potrivit Chemicool. El a produs zirconiu sub formă de pulbere neagră ca urmare a încălzirii unui tub de fier care conține un amestec de potasiu și fluorură de zirconiu de potasiu (Kr2ZRF6).

Anton Eduard van Arkel și Jan Hendrik de Boer, chimisti olandezi, au produs zirconiu pur în 1925 prin încălzirea tetraclorurii de zirconiu (ZrCl4) cu magneziu, conform Royal Society of Chemistry. Această metodă a produs o bară de cristal pur de zirconiu, conform Chemicool.

Cine stia?

  • Zirconul este uneori confundat cu zirconul cubic, un simulant de diamante sintetic, ieftin. Cu toate acestea, potrivit Minerals.net, cele două sunt substanțe complet separate și nu au nicio legătură între ele, cu excepția faptului că ambele conțin elementul de zirconiu în structura lor chimică.
  • Conform Lenntech, anual se produc aproximativ 7000 de tone de metal zirconiu.
  • Zirconiul se combină cu silicatul pentru a crea zirconul semiprețiu cu pietre naturale, conform Chemicool. Zirconiul combinat cu dioxidul creează zirconiu cubic, care este utilizat în mod obișnuit ca substitut pentru diamante.
  • Zirconiul are o toxicitate foarte scăzută și se estimează că oamenii ingerează aproximativ 50 de micrograme (1,8 x 10)-6 uncii) pe zi, majoritatea trecând prin sistemul digestiv fără a fi absorbite, potrivit lui Lenntech.
  • Corpul uman este format din aproximativ 0,000001 la sută de zirconiu, potrivit Minerals Education Coalition.
  • Utilizarea zirconatului de litiu poate fi utilă în absorbția excesului de dioxid de carbon în atmosferă, potrivit Chemicool.
  • Rocile care conțin zircon care s-au găsit în Australia în 2000 au fost datate cu 4,4 miliarde de ani și raportul izotopului de oxigen (O16/ O18) a arătat că viața a început pe Pământ cu aproape 500 de milioane de ani mai devreme decât se credea anterior, potrivit unui articol scris de John Emsley, un scriitor științific, publicat în Nature în 2014.
  • Pudra de zirconiu se poate aprinde spontan în aer, conform Chemicool. Datorită acestei proprietăți, zirconiul pudră este uneori utilizat în dispozitive explozive, conform Emsley.
  • Conform Centrelor de Control și Prevenire a Bolilor, pulberea de zirconiu poate provoca iritații oculare pentru expunerea pe termen scurt și poate fi dăunătoare pentru plămâni pentru expunerea îndelungată sau repetată.

Cercetări curente

Deoarece, dacă toleranța sa mare la coroziune și rezistența sa, zirconiul este prezent în mai mulți compuși în diferite utilizări medicale. Conform Zirconia Concept, utilizarea compușilor de zirconiu în medicină a început în 1969, când a fost folosit pentru fabricarea protetice la șold. Zirconia (ZrO2) protezele au fost dezvoltate ca o alternativă la titan, oțel și aluminiu și s-au dovedit a fi atât mai rezistente, cât și cu o mai bună biocompatibilitate. Aproximativ 300.000 de pacienți în ultimele patru decenii cu proteze de zirconiu nu au arătat răspunsuri negative.

Zirconia este, de asemenea, utilizată pe scară largă în restaurațiile dentare, conform Zirconia Concept și este de obicei stabilizată cu yttria (ZrO2Y2O3). Compusul yttria-zirconia are multe beneficii față de alte materiale. Este mai compatibil cu corpul uman și are de două ori rezistența la flexiune și de patru ori rezistența la compresie a oțelului. De asemenea, are o rezistență mai mare la bazele de acizi care se găsesc în multe alimente.

Alte idei noi pentru utilizarea aliajelor de zirconiu în domeniul medical includ un brevet depus în 1999 de James Davidson și Lee Tuneberg, inventatori americani. Acestea descriu un aliaj care conține niobiu, titan, zirconiu și molibden (NbTiZrMo) și beneficiile sale pentru dispozitivele dentare și alte dispozitive medicale. Zirconiul din aliaj oferă proprietăți mecanice superioare, precum și reduce temperatura de topire (împreună cu titanul), stabilizarea suplimentară și rezistența la coroziune îmbunătățită.

Un alt brevet depus de Shuichi Miyazaki, Heeyoung Kim și Yosuke Sato, oameni de știință japonezi, descrie în 2012 un aliaj de zirconiu care are proprietăți super elastice care pot fi utilizate în câmpuri biologice și medicale. Zirconiul este aliat cu titan, niobiu și fie staniu, fie aluminiu, sau ambele. Aliajul este similar cu elasticitatea oaselor umane, în funcție de valorile date de modulul lui Young, ceea ce îl face un material ideal pentru utilizări în interiorul corpului uman, inclusiv oase artificiale, articulații și dinți, precum și fire ortodontice, stenturi, plăci osoase și alte implanturi medicale.

Chiar dacă zirconiul și alte elemente din aliaje pentru uz dentar și medical sunt netoxice, există încă studii în curs pentru a se asigura că materialele în sine nu au efecte adverse pe termen lung. Un astfel de studiu realizat de un grup de oameni de știință din Italia, publicat în PLOS One în 2016, asupra unui grup de participanți obezi a descoperit că ar putea exista o legătură între implanturile de zirconiu și unele probleme de sănătate, cum ar fi inflamația și tulburările scheletice și ale țesutului conjunctiv. Cantitatea de modificare a anumitor markeri biologici (miRNA) a fost foarte mică și se crede că acestea se acumulează în timp, ceea ce poate face dificilă identificarea cauzei exacte. În timp ce este nevoie de cercetări suplimentare, studiul a ajutat la înțelegerea legăturii dintre corpul uman și dispozitivele medicale implantate. Scopul, potrivit autorilor, este de a profita de ARNm-uri pentru a ajuta la vindecarea rănilor și integrarea implantului gazdă.

Resurse aditionale

  • Mineral Education Coalition: Zirconium
  • Minerals.net: Zirconiu
  • Elementimologia lui Peter van der Krogt: Zirconium





RO.WordsSideKick.com
Toate Drepturile Rezervate!
Reproducerea Oricăror Materiale Permise Prostanovkoy Doar Link-Ul Activ La Site-Ul RO.WordsSideKick.com

© 2005–2020 RO.WordsSideKick.com