Zirkonium of zirkoon is een scheikundig element met symbool Zr en atoomnummer 40. Het is een goudkleurig overgangsmetaal.
Inhoud |
Zirkonium is in 1789 ontdekt door de Duitse chemicus Martin Heinrich Klaproth tijdens het onderzoeken van uit Sri Lanka afkomstige mineralen. In 1824 is het in onzuivere vorm voor het eerst geïsoleerd door de Zweedse chemicus Jöns Jacob Berzelius door een mengsel van kalium en zirkoniumfluoride te verhitten. Pas in 1914 is zirkonium in zuivere vorm geïsoleerd.
De naam zirkonium is afkomstig van het Arabische zargûn dat als goudachtig is te vertalen.
Zirkonium wordt in de industrie voornamelijk gebruikt als zirkoon (ZrSiO4) voor het maken van mallen welke gebruikt worden bij het gieten van andere metalen en het polijsten van keramische materialen. Zirkoon wordt ook wel gebruikt als natuurlijke edelsteen in juwelen. Andere toepassingen zijn:
Zirkonium is lichter dan staal en de hardheid is vergelijkbaar met die van koper. Het metaal is bijzonder corrosiebestendig tegen veel chemicaliën, maar in fijn verdeelde toestand verbrandt het in aanwezigheid van dizuurstof. Bij temperaturen onder 35 K worden zirkonium-zink legeringen magnetisch.
In de natuur komt zirkonium niet in vrije vorm voor. De belangrijkste bron voor commerciële winning is het mineraal zirkoon dat in grote hoeveelheden wordt aangetroffen in de aardbodem van Australië, Brazilië, India, Rusland en de Verenigde Staten. Vaak is zirkonium een bijproduct van de winning van de titanium mineralen zoals ilmeniet en rutiel.
Voor het isoleren van zirkonium wordt vaak het Kroll proces gebruikt waarbij zirkoniumchloride wordt gereduceerd met magnesium.
In sommige sterren wordt zirkonium in grote hoeveelheden gedetecteerd. Ook in de zon en veel aangetroffen meteorieten wordt zirkonium aangetroffen. Monsters die met de Apollo missies van de maan naar de aarde kwamen bleken, vergeleken met aardse stenen, zeer hoge concentraties zirkonium als zirkoniumoxide te bevatten.
| Meest stabiele isotopen | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Iso | RA (%) | Halveringstijd | VV | VE (MeV) | VP |
| 90Zr | 51,45 | stabiel met 50 neutronen | |||
| 91Zr | 11,22 | stabiel met 51 neutronen | |||
| 92Zr | 17,15 | stabiel met 52 neutronen | |||
| 93Zr | syn | 1,53×106 j | β | 2,893 | 93Nb |
| 94Zr | 17,38 | stabiel met 54 neutronen | |||
| 96Zr | 2,80% | 3,9×1019 j | 2β | 3,350 | 96Mo |
In de natuur komen vier stabiele isotopen voor en één radioactieve met een extreem lange halfwaardetijd. In totaal zijn er ongeveer 20 radioactieve zirkonium isotopen bekend.
Metallische zirkonium heeft vrijwel geen invloed op het menselijk lichaam en is daardoor onschadelijk. Dat geldt niet voor de meeste zirkoniumverbindingen, hoewel de giftigheid daarvan vaak minimaal is. In fijn verdeelde vorm kan zirkonium spontaan ontbranden aan de lucht en zodoende brand- en explosiegevaar opleveren.
| Chemische elementen en isotopen |
|---|
|
Periodiek systeem: Standaard · Alternatief · Elektronenconfiguratie |
