ZIRCONIO

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