Zirconium(IV)oxid
Zirconiumoxid - ZrO 2 ( zirconiumdioxid ) , farveløse krystaller , t pl = 2715 °C. Zirconiumoxid er en af de mest ildfaste metaloxider.
Zirconiumdioxid udviser amfotere egenskaber , uopløseligt i vand og vandige opløsninger af de fleste syrer og baser , men det opløses i flussyre :
- Opløses i koncentreret svovlsyre med tilsætning af ammoniumsulfat under langvarig opvarmning:
![{\displaystyle {\mathsf {ZrO_{2}+2H_{2}SO_{4}+(NH_{4})_{2}SO_{4}{\xrightarrow[{}]{300^{o}C} }(NH_{4})_{2}Zr(SO_{4})_{3}+2H_{2}O}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/3199e75fcf5098a95e70e3643400fc3db54e176e)
- Interagerer med alkali smelter:
![{\displaystyle {\mathsf {ZrO_{2}+2NaOH{\xrightarrow[{}]{t^{o}C}}Na_{2}ZrO_{3}+H_{2}O}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/304dc29f26e29da35bed668150eeee26a1d9636d)
- Vi oversætter til en opløselig tilstand ved hjælp af chlorering i nærvær af kulstof:
![{\displaystyle {\mathsf {ZrO_{2}+2C+2Cl_{2}{\xrightarrow[{}]{t^{o}C}}ZrCl_{4}+2CO}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/7cbfb1697635781cf9ced7b1862bc34d50078b25)
Zirconia findes i tre krystallinske former:
- stabil monoklinisk , forekommende naturligt som mineralet baddeleyit .
- metastabil medium temperatur tetragonal , til stede i mange zirconium keramik . Overgangen af den tetragonale fase af zirconiumdioxid til den monokliniske fase ledsages af en stigning i volumen, hvilket øger styrken af sådan keramik: mekaniske spændinger ved spidsen af en voksende mikrorevne initierer en faseovergang af den tetragonale modifikation til den monokliniske, og , som et resultat, lokale stigninger i volumen og følgelig i trykket, som stabiliserer mikrorevnen og bremser hendes vækst.
- ustabil højtemperatur kubisk . Store gennemsigtige krystaller af cubic zirconia, stabiliseret af urenheder af oxider af magnesium, yttrium , calcium , cerium eller andre metaller, på grund af deres høje brydningsindeks og dispersion , bruges i smykker som en efterligning af diamanter ; i USSR blev sådanne krystaller kaldt fianiter fra Det Fysiske Institut for Videnskabernes Akademi , hvor de først blev syntetiseret.
I industrien bruges zirconiumdioxid til produktion af zirconium-baserede ildfaste materialer, keramik , emaljer og glas . Det bruges i tandpleje til fremstilling af tandkroner . Det bruges som et superhårdt materiale .
I hverdagen bruges det som materiale til billige keramiske knive, hvis fordel er, at der ikke er behov for slibning. Ulempen ved sådanne produkter er den stabile farvning af deres overflade med spor af produkter eller metaller under friktion, såvel som skrøbelighed - hvis det håndteres skødesløst, bliver bladet skåret og mister sin skarphed og kan knække.
Ved opvarmning leder zirconia strøm, som nogle gange bruges til at gøre varmeelementer modstandsdygtige over for luft ved meget høje temperaturer. Opvarmet zirconia er i stand til at lede oxygenioner som en fast elektrolyt. Denne egenskab bruges i industrielle iltanalysatorer og brændselsceller .
Litteratur
- Uorganisk kemi / red. Yu.D. Tretyakov. - M . : Akademiet, 2007. - T. 3. - 352 s.
- Chemical Encyclopedia / Red.: Zefirov N.S. og andre - M . : Great Russian Encyclopedia, 1998. - T. 5 (Tri-Yatr). — 783 s. — ISBN 5-85270-310-9 .
| Zirkoniumforbindelser _ | |
|---|---|
| |