Diferența cheie dintre hafniu și zirconiu este că hafniul are o densitate relativ scăzută decât zirconiul, care are o densitate mare.
Hafniul și zirconiul au proprietăți chimice aproape similare, așa cum sunt prezentate mai jos în acest articol, ceea ce face dificilă separarea lor chimic unul de celăl alt.
Ce este hafniul?
Hafniul este un element chimic având numărul atomic 72 și simbolul chimic Hf. Apare ca un metal strălucitor, gri-argintiu, care se încadrează în categoria metalelor de tranziție tetravalente. Seamănă chimic cu zirconiul. Prin urmare, putem găsi hafniu și în multe minerale de zirconiu. Acest metal poate fi găsit în grupa 4 și perioada 6 din tabelul periodic și există în blocul d de elemente. Acest element chimic a fost găsit în 1923 de către Coster și Hevesy ca ultimul element stabil. Ultimul element stabil este reniul.
Figura 01: Hafniu
La temperatura și presiunea camerei, acest element chimic apare ca un metal solid și are, de asemenea, puncte de topire și de fierbere ridicate. Cea mai comună și stabilă stare de oxidare pentru hafniu este +4. În mod natural, apare într-o natură primordială și are structura cristalină a unei structuri compacte hexagonale. Este un metal paramagnetic. În plus, este un metal ductil care este rezistent la coroziune.
În cea mai mare parte, hafniul este util în fabricarea barelor de control pentru reactoare nucleare. Cu toate acestea, utilizarea hafniului este foarte mică din cauza asemănării sale apropiate cu zirconiul, ceea ce îl face ușor înlocuibil. Dificultatea de a separa și mai puțină abundență îl fac, de asemenea, un metal de marfă rar. În plus, este util în realizarea unor aliaje cu fier, titan, niobiu, tantal etc. Este util și în fabricarea microprocesoarelor.
Ce este zirconiul?
Zirconiul este un element chimic având simbolul chimic Zr și numărul atomic 40. Numele provine de la mineralul zircon, sursa de zirconiu. Este un metal strălucitor, alb-argintiu, care seamănă cu hafniul. Este un metal de tranziție. Acest element chimic apare în grupa 4 și perioada 5 din tabelul periodic și este și un element bloc d.
Figura 02: Zirconiu
Zirconiul este un metal ductil și maleabil care există în stare solidă la temperatura și presiunea camerei. Când are impurități, metalul devine dur și fragil. În formă de pulbere, este foarte inflamabil, în timp ce forma solidă este mai puțin predispusă la aprindere. În plus, acest metal este foarte rezistent la coroziune cauzată de alcalii, acizi, apa sărată și alți agenți.
Când luați în considerare aplicațiile sale, este util în principal în aplicații la temperaturi ridicate. Mai mult, este util ca opacizant, ca matrite pentru metale topite, fabricarea creuzetelor de laborator, ca material refractar pentru cuptoare metalurgice, ca component in unele abrazive etc.
Separarea zirconiului și hafniului
Deoarece metalul zirconiu și metalul hafniu au proprietăți chimice similare, contaminarea zirconiului cu hafniu sau invers nu este problematică pentru majoritatea aplicațiilor lor. Cu toate acestea, proprietățile lor de absorbție a neutronilor au o mare diferență, ceea ce face importantă separarea celor două metale unul de celăl alt. Pentru această separare putem folosi extracția lichid-lichid, cristalizarea fracționată, distilarea extractivă etc.
Care sunt asemănările dintre hafniu și zirconiu?
- Hafniul și zirconiul au același număr de electroni de valență.
- Au proprietăți chimice și reactivitate aproape similare.
- Ambele au efecte relativiste similare.
- Sunt greu de separat unul de celăl alt din cauza asemănării chimice.
Care este diferența dintre hafniu și zirconiu?
Hafniul și zirconiul au proprietăți chimice aproape similare, așa cum sunt prezentate mai jos în acest articol, ceea ce face dificilă separarea lor chimic unul de celăl alt. Diferența cheie dintre hafniu și zirconiu este că hafniul are comparativ o densitate scăzută, în timp ce zirconiul are o densitate mare. Mai mult, absorbția de neutroni a hafniului este de aproximativ 600 de ori mai mare decât a zirconiului.
Infograficul de mai jos enumeră diferențele dintre hafniu și zirconiu sub formă tabelară pentru comparație una lângă alta.
Rezumat – Hafniu vs zirconiu
Hafniul și zirconiul sunt metale de tranziție. Ele seamănă între ele pentru că au proprietăți chimice similare. Diferența cheie dintre hafniu și zirconiu este că hafniul are comparativ o densitate scăzută, în timp ce zirconiul are o densitate mare.
