Zirconium (Zr)
| Ordnungszahl | 40 |
|---|---|
| Atommasse | 91.2242 u |
| Kategorie | Übergangsmetall |
| Elektronenkonfiguration | [Kr] 4d² 5s² |
| Aussehen | silberweiß |
| Dichte (STP) | 6511 g/L |
| Schmelzpunkt | 2128 K |
| Siedepunkt | 4650 K |
| Elektronegativität | 1.33 (Pauling) |
| Ionisierungsenergie | 640.1 kJ/mol |
| Atomradius | 155 pm |
| Kristallstruktur | Hexagonal primitiv |
| Entdeckt von | Martin Heinrich Klaproth (1789) |
Kurzbeschreibung
Zirconium (Zr) ist ein glänzendes, grauweißes, festes und duktiles Übergangsmetall, das sehr korrosionsbeständig ist. Es wird hauptsächlich in der Kerntechnik und in der chemischen Verfahrenstechnik eingesetzt. Die wichtigsten Fakten zu Zirconium (Zr) im Überblick:
Verwendung: In großem Umfang in Kernreaktoren (Brennstabhüllen wegen geringer Neutronenabsorption und hoher Korrosionsbeständigkeit), in Anlagen der chemischen Verfahrenstechnik (beständig gegen Säuren und Laugen), in Hochleistungspumpen und -ventilen, in Zirconiumdioxid-Keramik (Messerklingen, Zahnkronen, Wärmedämmschichten) und als Zirkonia (Diamantimitat in Schmuck) verwendet.
Herstellung/Gewinnung: Wird aus Zirkonsand (Zirconiumsilicat) im Kroll-Verfahren oder mit anderen Reduktionsverfahren gewonnen. Wegen der chemischen Ähnlichkeit extrem schwer von Hafnium zu trennen. Australien, Südafrika und China sind wichtige Produzenten.
Geschichte: 1789 von Martin Heinrich Klaproth im Zirkon als Element identifiziert. Erstmals 1824 von Jöns Jakob Berzelius isoliert. Der Name stammt vom arabischen „zargun“ (goldfarben), in Anspielung auf Zirkon-Edelsteine. Mit der Entwicklung von Kernreaktoren wurde hafniumfreies Zirconium unverzichtbar.
Gesundheit & Sicherheit: Gilt allgemein als ungiftig und biologisch inert. Wegen seiner Biokompatibilität in chirurgischen Implantaten verwendet. Zirconiumpulver ist brandgefährlich. Zirconiumverbindungen sind unbedenklich; Zirconiumoxid wird in Deodorants verwendet.
Preis/Markt: Mittleres bis hohes Preisniveau; Zirconium in Nuklearqualität (hafniumfrei) ist teurer. Die Nachfrage wird von der Kernenergiebranche bestimmt. Geopolitische Faktoren beeinflussen die Lieferketten.
Eigenschaften: Hervorragende Korrosionsbeständigkeit (bildet eine schützende Oxidschicht), hoher Schmelzpunkt (1855°C), geringer Neutroneneinfangquerschnitt (entscheidend für nukleare Anwendungen), fest und duktil sowie chemisch dem Hafnium sehr ähnlich.
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