Avainero hafniumin ja zirkoniumin välillä on, että hafniumilla on suhteellisen alhainen tiheys kuin zirkoniumilla, jolla on suuri tiheys.
Hafniumilla ja zirkoniumilla on hyvin samank altaiset kemialliset ominaisuudet, kuten alla tässä artikkelissa esitetään, mikä vaikeuttaa niiden erottamista toisistaan kemiallisesti.
Mikä on Hafnium?
Hafnium on kemiallinen alkuaine, jonka atominumero on 72 ja kemiallinen symboli Hf. Se näyttää kiiltävänä, hopeanharmaana metallina, joka kuuluu neliarvoisten siirtymämetallien luokkaan. Se muistuttaa kemiallisesti zirkoniumia. Siksi voimme löytää hafniumia myös monista zirkoniummineraaleista. Tämä metalli löytyy jaksollisen järjestelmän ryhmästä 4 ja jaksosta 6, ja se on elementtien d-lohkossa. Coster ja Hevesy löysivät tämän kemiallisen alkuaineen vuonna 1923 toiseksi viimeisenä vakaana alkuaineena. Viimeinen vakaa alkuaine on renium.
Kuva 01: Hafnium
Huonelämpötilassa ja paineessa tämä kemiallinen alkuaine esiintyy kiinteänä metallina, ja sillä on myös korkeat sulamis- ja kiehumispisteet. Hafniumin yleisin ja stabiilin hapetusaste on +4. Luonnollisesti se esiintyy alkuperäisessä luonnossa ja sillä on kuusikulmaisen tiiviisti pakatun rakenteen kiderakenne. Se on paramagneettinen metalli. Lisäksi se on sitkeä metalli, joka kestää korroosiota.
Enimmäkseen hafniumista on hyötyä ydinreaktoreiden säätösauvojen valmistuksessa. Hafniumin käyttö on kuitenkin hyvin vähäistä, koska se on hyvin samank altainen zirkoniumin kanssa, mikä tekee siitä helposti vaihdettavan. Erottamisen vaikeus ja vähemmän runsaus tekee siitä myös niukan hyödykemetallin. Lisäksi se on hyödyllinen valmistettaessa joitakin metalliseoksia, joissa on rautaa, titaania, niobia, tantaalia jne. Se on hyödyllinen myös mikroprosessorien valmistuksessa.
Mikä on zirkonium?
Zirkonium on kemiallinen alkuaine, jonka kemiallinen symboli on Zr ja atominumero 40. Nimi tulee zirkoniummineraalista, zirkoniumin lähteestä. Se on kiiltävä, hopeanvalkoinen metalli, joka muistuttaa hafniumia. Se on siirtymämetalli. Tämä kemiallinen alkuaine esiintyy jaksollisen järjestelmän ryhmässä 4 ja jaksossa 5, ja se on myös d-lohkoelementti.
Kuva 02: Zirkonium
Zirkonium on sitkeä ja muokattava metalli, joka esiintyy kiinteässä olomuodossa huoneenlämpötilassa ja paineessa. Kun siinä on epäpuhtauksia, metallista tulee kova ja hauras. Jauhemuodossaan se on erittäin syttyvää, kun taas kiinteässä muodossa se on vähemmän herkkä syttymiselle. Lisäksi tämä metalli kestää hyvin alkalien, happojen, suolaveden ja muiden aineiden aiheuttamaa korroosiota.
Sovelluksia tarkasteltaessa se on hyödyllinen pääasiassa korkeissa lämpötiloissa. Lisäksi se on käyttökelpoinen opastimena, sulan metallin muotteina, laboratorioupokkaiden valmistuksessa, tulenkestävänä materiaalina metallurgisissa uuneissa, komponenttina joissakin hioma-aineissa jne.
Zirkoniumin ja hafniumin erottaminen
Koska zirkoniummetallilla ja hafniummetallilla on samanlaiset kemialliset ominaisuudet, zirkoniumin saastuminen hafniumilla tai päinvastoin ei ole ongelmallista useimmissa niiden sovelluksissa. Niiden neutroneja absorboivilla ominaisuuksilla on kuitenkin suuri ero, minkä vuoksi on tärkeää erottaa nämä kaksi metallia toisistaan. Voimme käyttää tähän erotukseen neste-neste-uuttoa, jakotislausta, uuttislausta jne.
Mitä yhtäläisyyksiä hafniumin ja zirkoniumin välillä on?
- Hafniumilla ja zirkoniumilla on sama määrä valenssielektroneja.
- Niillä on hyvin samank altaiset kemialliset ominaisuudet ja reaktiivisuus.
- Molemmilla on samanlaiset relativistiset vaikutukset.
- Ne on vaikea erottaa toisistaan kemiallisen samank altaisuuden vuoksi.
Mitä eroa on hafniumilla ja zirkoniumilla?
Hafniumilla ja zirkoniumilla on hyvin samank altaiset kemialliset ominaisuudet, kuten alla tässä artikkelissa esitetään, mikä vaikeuttaa niiden erottamista toisistaan kemiallisesti. avainero hafniumin ja zirkoniumin välillä on, että hafniumilla on suhteellisen pieni tiheys, kun taas zirkoniumilla on korkea tiheys. Lisäksi hafniumin neutroniabsorptio on noin 600 kertaa suurempi kuin zirkoniumin.
Alla oleva infografiikka luettelee hafniumin ja zirkoniumin väliset erot taulukkomuodossa vierekkäin vertailua varten.
Yhteenveto – Hafnium vs Zirkonium
Hafnium ja zirkonium ovat siirtymämetalleja. Ne muistuttavat toisiaan, koska niillä on samanlaiset kemialliset ominaisuudet. avainero hafniumin ja zirkoniumin välillä on, että hafniumilla on suhteellisen pieni tiheys, kun taas zirkoniumilla on suuri tiheys.
