Fakti Par Cirkoniju

{h1}

Zieconija elementa īpašības, avoti un lietojums.

Cirkonijs ir sudrabpelēks pārejas metāls, tāda veida elements, kas ir kaļams un kaļams un viegli veido stabilus savienojumus. Tas ir arī ļoti izturīgs pret koroziju. Cirkonijs un tā sakausējumi gadsimtiem ilgi izmantoti visdažādākajos veidos.

To parasti izmanto korozīvā vidē. Saskaņā ar Chemicool teikto, cirkonija sakausējumi ir atrodami caurulēs, veidgabalos un siltummaiņos. Cirkonijs tiek izmantots arī tērauda sakausējumos, krāsainās glazūrās, ķieģeļos, keramikā, abrazīvos materiālos, zibspuldzēs, lampu pavedienos, mākslīgajos dārgakmeņos un dažos dezodorantos, liecina Minerals Education Coalition.

Citos cirkonija lietojumos ietilpst katalītiskie neitralizatori, krāsns ķieģeļi, laboratorijas tīģeļi, ķirurģiskie instrumenti, televīzijas stikls, gāzu atlikušo gāzu noņemšana no vakuuma caurulēm un kā sacietēšanas līdzeklis tādos sakausējumos kā tērauds, norāda Lenntech. Arī cirkonija karbonātu izmanto, lai ārstētu indes efejas, saskaņā ar Džefersona laboratoriju.

Cirkonijs ir atrasts S veida zvaigznēs, saulē, meteorītos un Mēness klintis, liecina Los Alamos Nacionālās laboratorijas dati. Pēc dažādu Apollo misiju Mēness iežu paraugu analīzes šķiet, ka Mēness iežiem ir pārsteidzoši augsts cirkona saturs, salīdzinot ar sauszemes iežiem.

Uz Zemes cirkonija avoti galvenokārt ir minerāli cirkons un baddeleitīts (cirkonija dioksīds), kas iegūti Amerikas Savienotajās Valstīs, Austrālijā, Brazīlijā, Dienvidāfrikā, Krievijā un Šrilankā, liecina Minerals Education Coalition dati. Saskaņā ar Chemicool datiem cirkonija dabiskais sastopamība Zemes garozā ir 165 svara daļas uz miljonu.

Tikai fakti

  • Atomu skaits (protonu skaits kodolā): 40
  • Atomu simbols (uz elementu periodiskās tabulas): Zr
  • Atomsvars (vidējā atoma masa): 91,22
  • Blīvums: 3,77 unces uz kubikcollu (6,52 grami uz kubikcentimetru)
  • Fāze istabas temperatūrā: cieta
  • Kušanas temperatūra: 3,362 grādi pēc Fārenheita (1850 grādi pēc Celsija)
  • Viršanas punkts: 7,952 F (4400 C)
  • Dabisko izotopu skaits (viena un tā paša elementa atomi ar atšķirīgu neitronu skaitu): 5. Laboratorijā ir izveidoti arī 20 mākslīgie izotopi.
  • Visizplatītākie izotopi: Zr-90 (51,5 procenti no dabiskā pārpilnības), Zr-94 (17,38 procenti no dabiskā pārpilnības), Zr-92 (17,15 procenti no dabiskā pārpilnības), Zr-91 (11,2 procenti no dabiskā pārpilnības), Zr- 96 (2,8 procenti no dabiskās pārpilnības)

Cirkonija elektronu konfigurācija un elementārās īpašības.

Cirkonija elektronu konfigurācija un elementārās īpašības.

Kredīts: Gregs Robsons / Creative Commons, Andrejs Marincas Šutterstoks

Vēsture

Cirkons, dārgakmens, ir zilā, dzeltenā, zaļā, brūnā, oranžā, sarkanā un reizēm purpursarkanā krāsā. Vārds nāk no persiešu valodas "zargun" vai zelta krāsas. Pēc holandiešu vēsturnieka Pētera van der Krogta teiktā, tas gadsimtiem ilgi izmantots rotaslietās un citos rotājumos. Saskaņā ar Minerals.net tas ir tuvāk dimanta atgādināšanai nekā jebkuram citam dabīgam dārgakmenim. Viduslaikos tika uzskatīts, ka cirkons pat izraisa miegu, veicina bagātību, godu un gudrību, kā arī padzina mēles un ļaunos garus.

Vācu ķīmiķis Martins Heinrihs Klaprots atklāja cirkoniju 1789. gadā cirka paraugā no Šrilankas, vēsta Chemicool. Tika konstatēts, ka parauga sastāvs ir 25 procenti silīcija dioksīda, 0,5 procenti dzelzs oksīda un 70 procenti jauna oksīda, ko viņš nosauca par zirkonerdu (vai "zemes cirkonu"). Klaprots vēlāk arī atrada cirkonerdu Jacintē - gaiši dzeltenā cirkona šķirnē, taču viņš nespēja atdalīt metālu, sacīja van der Krogts.

Sers Humfrijs Deivijs, angļu ķīmiķis, mēģināja atdalīt cirkonerdu, lai iegūtu tīru cirkoniju 1808. gadā, izmantojot elektrolīzi, taču tas bija neveiksmīgs, saskaņā ar Chemicool. Pēc van der Krogta teiktā, viņš tomēr ieteica cirkonija nosaukumu pašam metālam.

Zviedrijas ķīmiķis Džons Dž. Berzeliuss 1824. gadā izdalīja cirkoniju, vēsta Chemicool. Viņš ražoja cirkoniju kā melnu pulveri karsējot dzelzs cauruli, kurā bija kālija un kālija cirkonija fluorīda maisījums (Kr2ZrF6).

Antons Eduards van Arkels un Jans Hendriks de Boers, holandiešu ķīmiķi, 1925. gadā ražoja tīru cirkoniju, sildot cirkonija tetrahlorīdu (ZrCl4) ar magniju, saskaņā ar Karaliskās ķīmijas biedrības datiem. Saskaņā ar Chemicool šo metodi tika iegūts tīrs cirkonija kristāla stienis.

Kurš zināja?

  • Cirkonu dažreiz sajauc ar kubiskā cirkonija oksīdu, sintētisku, lētu dimanta aizstājēju. Tomēr saskaņā ar Minerals.net datiem abas ir pilnīgi atsevišķas vielas un tām nav nekāda sakara, izņemot to, ka abas ķīmiskajā struktūrā satur cirkonija elementu.
  • Pēc Lenntech datiem, gadā tiek saražotas aptuveni 7000 tonnas metāla cirkonija.
  • Cirkonijs apvienojas ar silikātu, lai izveidotu dabisko pusdārgakmeņu dārgakmens cirkonu, norāda Chemicool. Cirkonijs apvienojumā ar dioksīdu rada kubisko cirkoniju, ko parasti izmanto kā dimantu aizstājēju.
  • Cirkonija toksicitāte ir ļoti zema, un tiek lēsts, ka cilvēki uzņem apmēram 50 mikrogramus (1,8 x 10-6 unces) dienā, no kurām lielākā daļa iziet cauri gremošanas sistēmai, neuzsūcas, norāda Lenntech.
  • Saskaņā ar Minerals Education Coalition, cilvēka ķermenis ir izgatavots no aptuveni 0,000001 procenta cirkonija.
  • Saskaņā ar Chemicool teikto, litija cirkonāta izmantošana var būt noderīga, lai absorbētu lieko oglekļa dioksīdu atmosfērā.
  • Austrālijā 2000. gadā atrastie ieži, kas satur cirkonu, tika datēti ar vecumu 4,4 miljardi gadu un skābekļa izotopu attiecība (O16/ O18) parādīja, ka dzīvība uz Zemes sākās gandrīz 500 miljonus gadu agrāk, nekā tika ticēts iepriekš, teikts zinātnes autora Džona Emslija rakstā, kas publicēts žurnālā Nature 2014. gadā.
  • Saskaņā ar Chemicool teikto, cirkonija pulveris var spontāni aizdegties gaisā. Šīs īpašības dēļ, spriežot pēc Emslija, cirkonija pulveris dažreiz tiek izmantots sprādzienbīstamās ierīcēs.
  • Saskaņā ar Slimību kontroles un profilakses centriem cirkonija pulveris īslaicīgai iedarbībai var izraisīt acu kairinājumu un ilgstošas ​​vai atkārtotas iedarbības gadījumā tas var būt kaitīgs plaušām.

Pašreizējie pētījumi

Ja cirkonijs ir ar augstu panesamību pret koroziju un izturību, tas atrodas vairākos savienojumos dažādos medicīniskos lietojumos. Saskaņā ar Zirconia Concept cirkonija savienojumu izmantošana medicīnā sākās 1969. gadā, kad to izmantoja gūžas protezēšanai. Cirkonijs (ZrO2) protezēšana tika izstrādāta kā alternatīva titānam, tēraudam un alumīnijam, un tika pierādīts, ka tā ir izturīgāka un ar labāku bioloģisko savietojamību. Aptuveni 300 000 pacientu ar cirkonija protezēšanu pēdējās četrās desmitgadēs nav novērota negatīva atbilde.

Saskaņā ar Zirconia Concept cirkoniju plaši izmanto zobu atjaunošanā, un to parasti stabilizē ar yttria (ZrO2Y2O3). Itr-cirkonija oksīda savienojumam ir daudz priekšrocību salīdzinājumā ar citiem materiāliem. Tas ir vairāk saderīgs ar cilvēka ķermeni, un tam ir divreiz lielāka tērauda lieces izturība un četras reizes lielāka pretestība pret saspiešanu. Tam ir arī lielāka izturība pret skābju bāzēm, kas atrodamas daudzos pārtikas produktos.

Citas jaunas idejas cirkonija sakausējumu izmantošanai medicīnas jomā ietver patentu, ko 1999. gadā iesniedza Džeimss Davidsons un Lī Tunebergs, Amerikas izgudrotāji. Tie apraksta sakausējumu, kas satur niobiju, titānu, cirkoniju un molibdēnu (NbTiZrMo), un tā priekšrocības zobu un citām medicīnas ierīcēm. Sakausējumā esošais cirkonijs dod augstākas mehāniskās īpašības, kā arī samazina kušanas temperatūru (kopā ar titānu), tālāku stabilizāciju un uzlabotu izturību pret koroziju.

Cits patents, ko 2012. gadā iesniedza japāņu zinātnieki Šuči Miyazaki, Heeyoung Kim un Yosuke Sato, apraksta cirkonija sakausējumu, kam ir super elastīgas īpašības, ko var izmantot bioloģiskajā un medicīnas jomā. Cirkonijs ir leģēts ar titānu, niobiju un alvu vai alumīniju, vai abiem. Sakausējums ir līdzīgs cilvēka kaulu elastībai atbilstoši Younga moduļa vērtībām, padarot to par ideālu materiālu izmantošanai cilvēka ķermenī, ieskaitot mākslīgos kaulus, locītavas un zobus, kā arī ortodontiskos vadus, stentus, kaulu plāksnes un citi medicīniskie implanti.

Kaut arī cirkonijs un citi elementi sakausējumos zobārstniecības un medicīnas vajadzībām nav toksiski, joprojām tiek veikti pētījumi, lai pārliecinātos, ka pašiem materiāliem ilgtermiņā nav nelabvēlīgas blakusparādības. Viens šāds zinātnieku grupas Itālijā pētījums, kas 2016. gadā tika publicēts PLOS One, par aptaukojušos dalībnieku grupu atklāja, ka varētu būt saikne starp cirkonija implantiem un dažām veselības problēmām, piemēram, iekaisumu un skeleta un saistaudu traucējumiem. Atsevišķu bioloģisko marķieru (miRNS) izmaiņu apjoms bija ļoti mazs, un tiek uzskatīts, ka tie laika gaitā uzkrājas, kas var apgrūtināt precīzu cēloņa noteikšanu. Lai gan nepieciešami papildu pētījumi, pētījums palīdzēja izprast saikni starp cilvēka ķermeni un implantētajām medicīnas ierīcēm. Mērķis, pēc autoru domām, ir izmantot mrRNS, lai palīdzētu brūču sadzīšanā un saimnieka un implantāta integrācijā.

Papildu resursi

  • Minerālu izglītības koalīcija: cirkonijs
  • Minerals.net: cirkonijs
  • Pētera van der Krogta elementimoloģija: cirkonijs


Video Papildinājums: .




Pētniecība


Fotožurnāls: Krāšņā San Andreas Vaina
Fotožurnāls: Krāšņā San Andreas Vaina

Sahāras Putekļi Pūš Pāri Atlantijas Okeānam, Kā Tas Ir Redzams No Kosmosa
Sahāras Putekļi Pūš Pāri Atlantijas Okeānam, Kā Tas Ir Redzams No Kosmosa

Zinātne Ziņas


Uguns Skudru Skudru Monarhija, Kuru Pārvalda 'Sociālā Hromosoma'
Uguns Skudru Skudru Monarhija, Kuru Pārvalda 'Sociālā Hromosoma'

Mūzika Uzlabo Smadzeņu Darbību
Mūzika Uzlabo Smadzeņu Darbību

Kāpēc Supermāmiņām Vajadzētu Chill
Kāpēc Supermāmiņām Vajadzētu Chill

10 Labākie Bena Franklina Izgudrojumi
10 Labākie Bena Franklina Izgudrojumi

Ķīmiskais Uzbrukums Sīrijā: Kas Ir Zinātne, Kas Slēpj Nervu Aģentus?
Ķīmiskais Uzbrukums Sīrijā: Kas Ir Zinātne, Kas Slēpj Nervu Aģentus?


LV.WordsSideKick.com
Visas Tiesības Aizsargātas!
Pavairošana Materiālu Atļauts Tikai Prostanovkoy Aktīvu Saiti Uz Vietni LV.WordsSideKick.com

© 2005–2020 LV.WordsSideKick.com