Zirkonium

Vydáno: 29. 10. 2014; Poslední aktualizace: 30. 09. 2023; Autor: Zdeněk Moravec

Zirkonium, Zr, je kov s velice vysokou odolností vůči korozi, v práškovém stavu je pyroforické. Za zvýšené teploty se slučuje s většinou nekovů. Nejběžnější oxidační stupeň je IV.

Atomové číslo40Počet stabilních izotopů4
Atomová hmotnost91,224Elektronová konfigurace[Kr] 4d2 5s2
Teplota tání [°C]1854,85Teplota varu [°C]4409
Elektronegativita1,33Hustota [g.cm-3]6,52
Vlastnosti zirkonia
Kovové zirkonium. Zdroj: Alchemist-hp/Commons

Izotopy zirkonia

Přírodní zirkonium se skládá z šesti izotopů, z nichž jsou čtyři stabilní. Dále známe více než třicet radioizotopů a šest jaderných izomerů.

IzotopPoločas přeměnyZastoupení [%]
90Zrstabilní51,5
91Zrstabilní11,2
92Zrstabilní17,1
93Zr1,53×106 letstopové
94Zrstabilní17,4
96Zr2,0×1019 let2,80
Přírodní izotopy zirkonia

89Zr

Radioizotop 89Zr má poločas přeměny 78,41 hodin. Pozitronovou emisí se přeměňuje na 89Y.[3]

$$^{89}_{40}\textrm{Zr}\ \rightarrow\ ^{89}_{39}\textrm{Y}\ +\ \textrm{e}^+$$

Připravuje se ozařováním yttria protony nebo deuterony:

$$^{89}_{39}\textrm{Y}\ +\ ^1_1\textrm{p}\ \rightarrow\ ^{89}_{40}\textrm{Zr}\ +\ ^1_0\textrm{n} \\
^{89}_{39}\textrm{Y}\ +\ ^2_1\textrm{H}\ \rightarrow\ ^{89}_{40}\textrm{Zr}\ +\ 2\ ^1_0\textrm{n}$$

Využívá se pro diagnostiku nádorů pomocí pozitronové emisní tomografie (PET).

Výskyt a výroba

Hlavními minerály zirkonia jsou zirkon ZrSiO4 a baddeleyt ZrO2. Oba nerosty obvykle obsahují i malý podíl hafnia. Zirkonium se vyrábí Krollovým způsobem, tzn. zahříváním rudy s uhlíkem v proudu chloru a následné redukci vzniklého chloridu hořčíkem.

ZrO2 + 2 Cl2 + 2 C → ZrCl4 + 2 CO
ZrCl4 + 2 Mg → Zr + 2 MgCl2

Vysoce čisté zirkonium beze stop kyslíku a dusíku se vyrábí tzv van Arkel–de Boerovou metodou. Surové zirkonium se zahřívá s parami jodu na teplotu 200 °C, vzniklý jodid zirkoničitý je následně rozložen na žhaveném wolframovém nebo zirkoniovém vlákně (1300 °C).

Zr + 2 I2 → ZrI4
ZrI4 → Zr + 2 I2

NMR

Zirkonium se využívá především v MAS NMR, tzn. měření pevných vzorků. Standardem je Zr(C6H5)2Cl2.

91Zr
Spin5/2
Zastoupení v přírodě [%]11,23 %
Citlivost vzhledem k 1H1,24×10-3
Rezonanční frekvence v poli 1 T3,9748
Jaderný magnetický moment-1,30362

K měření NMR v pevné fázi se nejčastěji využívají keramické rotory, velice často jsou vyrobeny z oxidu zirkoničitého, ZrO2.

Rotorky pro MAS NMR. Zdroj: Thomas Kress/Commons

Odkazy

  1. Zirkonium na české wikipedii
  2. Zirkonium na anglické wikipedii
  3. HÁLA, Jiří. Radioaktivní izotopy. Tišnov: Sursum, 2013. ISBN 978-80-7323-248-1. S. 167

Navigace

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
H He
Li Be B C N O F Ne
Na Mg Al Si P S Cl Ar
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
Cs Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
Fr Ra Ac Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og
Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr

One Reply to “Zirkonium”

Leave a Reply

Tato stránka používá Akismet k omezení spamu. Podívejte se, jak vaše data z komentářů zpracováváme..