CHE COSA E’ LO ZIRCONIO?
E’ l'elemento chimico di numero
atomico( protoni) 40. Il suo simbolo è Zr. È un
metallo duro, di transizione bianco-grigio. Viene
ottenuto perlopiù dallo zircone ed è molto resistente
alla corrosione.
STORIA
Lo zirconio (dall'arabo zarkûn, a sua volta derivato
dal persiano zargûn, "simile all'oro") fu scoperto nel
1789 da Martin Heinrich Klaproth e isolato nel 1824
da Jons Jakob Berzelius. I minerali dello zirconio
erano noti nell'antichità e sono menzionati anche
nelle scritture bibliche. Fu però l'analisi di Klaproth
di uno zaffiro proveniente da Sri Lanka a rivelare
che questo minerale conteneva un elemento
ancora sconosciuto, che egli battezzò Zirkonertz. Il
metallo fu isolato in forma impura da Berzelius, che
lo preparò scaldando una miscela di potassio e di
fluoruro di zirconio e potassio in un tubo di ferro,
provocandone la decomposizione. Lo zirconio puro
fu ottenuto per la prima volta nel 1914.
CARATTERISTICHE
È un metallo bianco-grigiastro, lucente e fortemente
resistente alla corrosione. Esso è più leggero
dell'acciaio ed ha una durezza comparabile a quella
del rame. In forma di polvere può infiammarsi
spontaneamente se è esposto ad alte temperature.
Conduce bene calore ed elettricità, ha un'elevata
temperatura di fusione (circa 1800 °C), le proprietà
dipendono molto dalle impurezze che lo possono
rendere fragile e difficile da lavorare (poco duttile).
A temperature inferiori a 35 K la lega di zinco e
zirconio diventa magnetica. Nei suoi composti, lo
zirconio ha solitamente numero di ossidazione +2,
+3 o +4.
DISPONIBILITA’
Lo zirconio non si trova mai in natura come metallo
puro. La principale fonte commerciale di zirconio è il
minerale di silicato di zirconio e lo zircone, che si trova
in giacimenti situati in Australia, Brasile, India, Russia e
negli Stati Uniti. Lo zirconio e l'afnio sono contenuti nello
zircone in rapporto di 50 a 1 e sono molto difficili da
separare. Lo zirconio è anche un sottoprodotto dello
sfruttamento minerario e della lavorazione di sabbie
minerali come la menaccanite, la ilmenite e il rutilo, o
minerali di stagno. Lo zirconio è pure contenuto in altre
30 specie minerali note, compresa la baddeleyite. Il
metallo si ottiene commercialmente attraverso l’utilizzo
di vari metodi. Lo zirconio di qualità commerciale
contiene ancora dall'1% al 3% di afnio. Questo elemento
è anche abbondante nelle stelle di tipo S, ed è stato
rilevato nel sole e nelle meteoriti.
ISOTOPI
Lo zirconio in natura è composto di quattro isotopi
stabili e di uno debolmente radioattivo, a vita
estremamente lunga (lo 96Zr).
UTILIZZO
L'uso principale dello zirconio è sotto forma di zircone. Infatti è
utilizzato:
come pietra preziosa, usata in gioielleria.
nel campo dentale per realizzare strutture in zirconio con
tecnologia CAD-CAM.
per la costruzione di impianti di produzione di energia nucleare,
come il rivestimento degli elementi di combustibile.
in chimica industriale per tubazioni in ambienti corrosivi.
come sequestrante del principio tossico del veleno.
per fabbricare crogioli da laboratorio in grado di sopportare forti
shock termici.
per giunti e protesi artificiali impiantabili.
per produrre scambiatori di calore, leghe speciali e nelle valvole
termoioniche e nelle lampadine a incandescenza.
Quando è in lega con il niobio, lo zirconio è superconduttore a
basse temperature per costruire magneti superconduttori; è
anche possibile che cavi di tale materiale vengano usati su larga
scala nella produzione e nella distribuzione dell'energia elettrica.
PRECAUZIONI
La polvere di zirconio, se non stabilizzata, è
facilmente infiammabile (piroforica). Per la maggior
parte delle persone però è piuttosto raro imbattersi
in composti dello zirconio, che comunque hanno
una tossicità molto bassa.
L’OSSIDO DI ZIRCONIO
A temperatura ambiente si presenta come una
polvere bianca inodore. È una sostanza cristallina
polimorfa. Fino a 1170 °C presenta struttura
cristallina monoclina. Da 1170 °C a 2370 °C
presenta struttura cristallina tetragonale. Oltre
2370°C presenta struttura cristallina cubica. Il punto
di fusione è 2680 °C.
FINE
