№40 Цирконий

История открытия:

Двуокись циркония впервые в 1787 г. была выделена Клапротом из циркона с острова Цейлон. В 1824 г. Берцелиусу путем восстановления фтороцирконата калия металлическим калием удалось получить порошкообразный металлический цирконий.

Получение:

Способ получения совершенно чистого, компактного и ковкого металлического циркония был предложен ван Аркелем и де Буром. Метод основан на том, что летучее соединение циркония (тетраиодид циркония) подвергается термическому распаду на раскаленной нити в вакууме. Температура термической диссоциации тетраиодида циркония лежит значительно ниже, чем температура испарения металлического циркония, так что последний в виде кристалликов нарастает на раскаленной нити. Мировое производство циркония 5000 т/год (без России)

Физические свойства:

Чистый компактный цирконий – блестящий, похожий на сталь металл. В тонкоизмельченном состоянии образует порошок черного цвета. Последний легко сгорает на воздухе, в то время как плавленный компактный металл при накаливании на воздухе лишь тускнеет на поверхности и сгорает только при очень высокой температуре.

Химические свойства:

Вода и щелочи не действуют на металлический цирконий даже при нагревании. Компактный цирконий не поддается воздействию соляной и азотной кислот любых концентраций как на холоду, так и при нагревании.Однако горячая 60%-серная кислота растворяет его.Энергично он взаимодействует с царской водкой.

Лучшим растворителем является плавиковая кислота.

Важнейшие соединения:

Характерная степень окисления +4, реже +3, +2, +1.

Оксид:

ZrO₂ - минерал бадделеит. Образуется также в виде твердого, белого, нерастворимого в воде порошка при прокаливании гидрата двуокиси циркония или солей циркония с летучими кислородными кислотами.

Гидроксид:

Гидроксид циркония(IV) представляет собой белый желатино-образный осадок с переменным содержанием воды. Осажденный на холоду, он растворяется в разбавленных кислотах.Очень легко образует коллоидный раствор. Гель весьма склонен к адсорбции кислот и щелочей и поэтому ими пептизируется.

Соли:

Минерал циркон - ZrSiO₄
Безводный сульфат циркония (Zr(SO₄)₂) получают упариванием двуокиси циркония с концентрированной серной кислотой в виде белого порошка. Он растворяется в воде с выделением большого количества тепла.

При выпаривании раствора гидрата двуокиси циркония в азотной кислоте получают кристаллы состава ZrO(NO₃)₂*2H₂O (бесцв.)

Применение:

Металлический цирконий, как и титан вследствие его способности энергично поглощать кислород и азот, применяют в качестве добавки при металлическом литье, особенно к сплавам с железом. Благодаря высокой корозионной устойчивости металлический цирконий применяют при изготовлении тиглей.
Оксид - компонент керамики, специальных стекол, фианитов, лазерных материалов. Ацетат, лактат - дезодоранты

Быченко К.

См. также:
Популярная библиотека химических элементов. Цирконий