Faktid Tsirkooniumi Kohta

{h1}

Elemendi zieconium omadused, allikad ja kasutusalad.

Tsirkoonium on hõbe-halli siirdemetall, mis on tüüpiline kiilitav ja mitmekihiline ning moodustab kergesti stabiilseid ühendeid. Samuti on see väga vastupidav korrosioonile. Tsirkooniumi ja selle sulameid on sajandeid kasutatud mitmesugustel viisidel.

Seda kasutatakse sageli söövitavates keskkondades. Vastavalt Chemicoolile on tsirkooniumisulamid torud, liitmikud ja soojusvahetid. Mineraalide Hariduse Koalitsiooni kohaselt kasutatakse tsirkooniumi ka terasest sulamitest, värvilistest glasuuridest, tellistest, keraamikast, abrasiividest, luminofooridest, lambikiududest, kunstlikest vääriskividest ja mõnedest deodorantidest.

Tsirkooniumi muudeks kasutusotstarveteks on Lenntechi andmetel katalüütilised muundurid, ahjukivid, labigrillid, kirurgilised instrumendid, televiisorklaasid, jääkgaasid vaakumtorudest eemaldades ja kõvastumisagensid nagu sulamid nagu teras. Jeffersoni laboratooriumi andmetel kasutatakse ka tsirkooniumkarbonaati ioonivastaste ravimite raviks.

Vastavalt Los Alamose riiklikule laboratooriumile on tsirkooniumi leidnud S-tüüpi tähte, päikest, meteoriite ja kuukarju. Vastavalt erinevatelt Apollo missioonidelt pärinevatele kivimite proovide analüüsile tundub, et Lunar kividel on üllatavalt suur tsirkoonide sisaldus võrreldes maismaa kividega.

Maa peal on tsirkooniumi allikad peamiselt mineraalid tsirkoon ja baddeleiit (tsirkooniumdioksiid), mis kaevandatakse Ameerika Ühendriikides, Austraalias, Brasiilias, Lõuna-Aafrikas, Venemaal ja Sri Lankas vastavalt Mineraalide Hariduse Koalitsioonile. Vastavalt Chemicoolile on tsirkooniumi looduslik arvukus Maapõimsuses 165 massiprotsenti.

Lihtsalt faktid

  • Atomic number (protoonide arv tuumas): 40
  • Aatomiabi (elementide perioodilisus tabelis): Zr
  • Aatommass (aatomi keskmine mass): 91,22
  • Tihedus: 3,77 untsi kuupmeetri tolli kohta (6,52 grammi kuupsentimeetri kohta)
  • Faas toatemperatuuril: tahke
  • Sulamistemperatuur: 3662 kraadi Fahrenheiti (1850 kraadi Celsiuse järgi)
  • Keemistemperatuur: 7 952 F (4 400 C)
  • Looduslike isotoopide arv (sama elemendi aatomid erineva neutronite arvuga): 5. Laboris on loodud ka 20 tehislikku isotoopi.
  • Kõige tavalisemad isotoobid: Zr-90 (51,5 protsenti looduslikust rikkusest), Zr-94 (17,38 protsenti looduslikust rikkusest), Zr-92 (17,15 protsenti looduslikust rikkusest), Zr-91 (11,2 protsenti looduslikust rikkusest), Zr- 96 (2,8% looduslikust rikkusest)

Tsirkooniumi elektronkonfiguratsioon ja elementaarsed omadused.

Tsirkooniumi elektronkonfiguratsioon ja elementaarsed omadused.

Krediit: Greg Robson / Creative Commons, Andrei Marincas Shutterstock

Ajalugu

Tsirkoon, kalliskivi, on sinist, kollast, rohelist, pruunist, oranžist, punast ja aeg-ajalt lillat sorti. Sõna pärineb pärsia "zargun" või kullavärvi. Hollandi ajaloolase Peter van der Krogti sõnul on seda kasutatud sajandite jooksul ehteid ja muid teeneid. Minerals.net'i andmetel läheb see teemandi sarnasemaks kui ükski teine ​​looduslik pärl. Keskajal tõdeti isegi, et tsirkoon indutseerib unetust, edendab rikkust, austust ja tarkust ning hoiab ära nuhtlused ja kurjad vaimud.

Chemicooli sõnul avastas 1789. aastal tsirkoonium Martin Heinrich Klaproth Sri Lanka tsirkooni proovis. Leiti, et proovi koostis on 25 protsenti ränidioksiidi, 0,5 protsenti raudoksiidi ja 70 protsenti uue oksiidi, mida ta nimetas tsirkonderiks (või "tsirkooniks maa peal"). Hiljem leidis Klaproth ka hirvist tsirkonseriidi, mis oli kahvatukollane tsirkoon, kuid ta ei suutnud metalli eraldada vastavalt van der Krogtile.

Inglismaa keemia ekspert Sir Humphry Davy üritas eraldada tsirkonseriidi tsirkooniumi puhastamiseks 1808. aastal, kasutades elektrolüüsi, kuid Chemicooli sõnul ei õnnestunud. Ta tegi van der Krogti sõnul siiski tsirkooniumi nimetuse metalli enda jaoks.

Chemicooli sõnul 1824. aastal isoleeritud tsirkoonium Rootsi keemik Jons J. Berzelius. Ta toodab tsirkooniumi musta pulbrina, kui raua toru kuumutatakse kaalium- ja kaaliumtsirkooniumfluoriidi segu (Kr2ZrF6).

Hollandi keemikud Anton Eduard van Arkel ja Jan Hendrik de Boer valmistasid tsinkioontetrakloriidi (ZrCl4) magneesiumiga, vastavalt Royal Society of Chemistry. Vastavalt Chemicoolile toodi see meetod puhta tsirkooniumkristallibaari.

Kes teadis?

  • Tsirkooni mõnikord segaduses on kuupmeetri tsirkooniumoksiid, sünteetiline, odav teemant-mudelaine. Kuid Minerals.neti sõnul on need kaks täielikult eraldiseisvat ainet ja neil ei ole omavahelist seost, välja arvatud see, et mõlemad sisaldavad oma keemilises struktuuris tsirkooniumi elementi.
  • Lenntechi sõnul toodetakse aastas umbes 7000 tonni tsirkooniummetalli.
  • Vastavalt Chemicoolile on tsirkoonium ühendatud silikaadiga, et luua looduslikku poolvääriskivust tsirkooni. Tsirkoonium koos dioksiidiga tekitab tsirkooniumoksiidist, mida kasutatakse sageli teemantide asendajana.
  • Tsirkooniumil on väga madal toksilisus ja hinnanguliselt tarbivad inimesed umbes 50 mikrogrammi (1,8 x 10-6 untsi) päevas, millest enamus läbib seedetrakti, ilma et see imenduks, Lenntechi sõnul.
  • Mineraalide hariduse koalitsiooni andmetel on inimkeha umbes 0,000001 protsenti tsirkooniumi.
  • Vastavalt Chemicoolile võib liitiumtsirkonaadi kasutamine olla kasulik süsinikdioksiidi liigse absorbeerimise korral atmosfääris.
  • 2000. aastal Austraalias leiduvatest tsirkoonidest pärinevad rocks on 4,4 miljardit aastat vanad ja hapniku isotoopide suhe (O16/ O18) näitas, et elu algas Maal peaaegu 500 miljonit aastat varem kui varem arvas, kirjutas looduse 2014. aastal avaldatud kirjanik John Emsley artikkel.
  • Vastavalt Chemicoolile võib tsirkooniumi pulber süttida spontaanselt. Emsli sõnul kasutatakse selle omaduse tõttu tsirkooniumi pulbrina mõnikord plahvatusohtlikus seadmes.
  • Vastavalt haiguste tõrje ja ennetamise keskustele võib tsirkooniumi pulber lühiajalise kokkupuutega põhjustada silmade ärritust ja võib pikaajaliseks või korduval kokkupuutel kopsudega kahjulik olla.

Praegused uuringud

Sest kui selle kõrge korrosioonikindlus ja selle tugevus, on erinevates meditsiinilistes kasutustes mitmes ühendis tsirkoonium. Zirconia kontseptsiooni kohaselt alustati tsirkooniumiühendite kasutamist meditsiinis 1969. aastal, kui seda kasutati puustee proteeside valmistamiseks. Tsirkooniumoksiid (ZrO2) proteesid töötati välja alternatiivina titaanile, terasele ja alumiiniumile ning on näidanud, et need on nii vastupidavamad kui parem biosobivus. Umbes 300 000 patsienti viimase nelja aastakümne jooksul tsirkooniumproteesiga ei ole näidanud negatiivseid vastuseid.

Tsirkooniumit kasutatakse tsirkooniumkontseptsioonis laialdaselt hammaste restaureerimisel ja see stabiliseerub tüüpiliselt yttriaga (ZrO2Y2O3) Yttria-tsirkooniumühendil on palju teisi materjale. See on rohkem kooskõlas inimese keha ja sellel on kaks korda paindet tugevus ja neli korda terasest survetugevust. Samuti on see suurem vastupanu paljudele toiduainetele leiduvatele happelistele alustele.

Teised uued ideed tsirkooniumisulamite kasutamiseks meditsiinis on patendid, mille esitasid 1999. aastal James Davidson ja Ameerika leiutajad Lee Tuneberg. Nad kirjeldavad sulamit, mis sisaldab nioobiumi, titaani, tsirkooniumi ja molübdeeni (NbTiZrMo) ning selle eeliseid hambaravi ja muude meditsiiniseadmete jaoks. Sulamil valmistatud tsirkoonium annab kõrgemaid mehaanilisi omadusi, vähendab sulatamistemperatuuri (koos titaaniga), täiendavat stabiliseerumist ja parandab korrosioonikindlust.

Teine patent, mille esitasid Shuichi Miyazaki, Heeyoung Kim ja Yosuke Sato Jaapani teadlaste poolt 2012. aastal, kirjeldab tsirkooniumsulamist, millel on super-elastsed omadused ja mida saab kasutada bioloogilistes ja meditsiinilistes valdkondades. Tsirkoonium legeeritakse titaan, nioobium ja kas tina või alumiiniumiga või mõlemad. Sulase sarnaneb inimese luude elastsusele vastavalt Young'i mooduli antud väärtustele, muutes selle ideaalseks materjaliks kasutamiseks inimkehas, sealhulgas kunstlikud luud, liigesed ja hambad, samuti ortodontilised traadid, stentid, luu plaadid ja muud meditsiinilised implantaadid.

Kuigi tsirkoonium ja muud osised hambaravi ja meditsiinilisel otstarbel kasutamiseks pole mittetoksilised, on veel käimasolevaid uuringuid, mille eesmärk on tagada, et materjalidel endil puudus kahjulik külg pikaajaliselt. Üks selline uurimus, mille tegi Itaalia teadlaste rühm, mis oli 2016. aastal PLOS One välja kuulutatud rasvunud osalejate rühmas, leidis, et võib esineda seost tsirkooniumi implantaatide ja mõningate terviseprobleemide, nagu põletik, skeleti ja sidekoe kahjustused. Teatud bioloogiliste markerite (miRNA-de) muutus oli väga väike ja arvatakse, et nad kogunevad aja jooksul, mis võib raskendada täpset põhjust. Kuigi täiendavaid uuringuid on vaja, aitas uurimus mõista seost inimese keha ja implanteeritud meditsiiniseadmete vahel. Autorite sõnul on eesmärgiks kasutada mrRNA-sid, mis aitavad kaasa haavade paranemisele ja vastuvõtva implantaadi integratsioonile.

Lisaressursid

  • Mineraalid Haridus Koalitsioon: tsirkoonium
  • Minerals.net: tsirkoonium
  • Peter van der Krogti elemenümoloogia: tsirkoonium


Video Täiendada: .




ET.WordsSideKick.com
Kõik Õigused Reserveeritud!
Mistahes Materjalide Reprodutseerimine Lubatud Ainult Prostanovkoy Aktiivne Link Saidile ET.WordsSideKick.com

© 2005–2019 ET.WordsSideKick.com