 | Zircônio |  |
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| Aparência |
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branco grisáceo
Duas barras de cristal de zircônio, de pureza 99,97%, mostrando diferentes texturas na superfície, obtidas peloprocesso Van Arkel-de Boer, e um cubo de zircônio de 1 cm3 de alta pureza (99,95%) para comparação. |
| Informações gerais |
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| Nome,símbolo,número | Zircônio, Zr, 40 |
| Série química | Metal de transição |
| Grupo,período,bloco | 4, 5, d |
| Densidade,dureza | 6511kg/m3, 5,0 |
| Número CAS | |
| Número EINECS | |
| Propriedade atómicas |
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| Massa atómica | 91,224u |
| Raio atómico(calculado) | 160pm |
| Raio covalente | 175±7pm |
| Raio de Van der Waals | pm |
| Configuração electrónica | [Kr] 5s2 4d2 |
| Elétrons(pornível de energia) | 2, 8, 18, 10, 2(ver imagem) |
| Estado(s) de oxidação | 4, 3, 2, 1 (óxido anfótero) |
| Óxido | |
| Estrutura cristalina | hexagonal |
| Propriedades físicas |
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| Estado da matéria | sólido |
| Ponto de fusão | 2128 K |
| Ponto de ebulição | 4682 K |
| Entalpia de fusão | 14kJ/mol |
| Entalpia de vaporização | 573kJ/mol |
| Temperatura crítica | K |
| Pressão crítica | Pa |
| Volume molar | m3/mol |
| Pressão de vapor | 1Pa a 2639K |
| Velocidade do som | 3800m/s a 20°C |
| Classe magnética | |
| Susceptibilidade magnética | |
| Permeabilidade magnética | |
| Temperatura de Curie | K |
| Diversos |
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| Eletronegatividade(Pauling) | 1,33 |
| Calor específico | 0,27J/(kg·K) |
| Condutividade elétrica | S/m |
| Condutividade térmica | 22,7W/(m·K) |
| 1.ºPotencial de ionização | 640,1kJ/mol |
| 2.º Potencial de ionização | 1270 kJ/mol |
| 3.º Potencial de ionização | 2218 kJ/mol |
| 4.º Potencial de ionização | 3313 kJ/mol |
| 5.º Potencial de ionização | 7752 kJ/mol |
| 6.º Potencial de ionização | 9500 kJ/mol |
| 7.º Potencial de ionização | kJ/mol |
| 8.º Potencial de ionização | kJ/mol |
| 9.º Potencial de ionização | kJ/mol |
| 10.º Potencial de ionização | kJ/mol |
| Isótopos mais estáveis |
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| iso | AN | Meia-vida | MD | Ed | PD | | MeV | | 88Zr | sintético | 83,4d | ε
γ | -
0,392 | 88Y
- | | 89Zr | sintético | 78,4h | ε
β+
γ | -
0,902
0,909 | 89Y
89Y
- | | 90Zr | 51,45% | estável com 50neutrões | | 91Zr | 11,22% | estável com 51neutrões | | 92Zr | 17,15% | estável com 52neutrões | | 93Zr | traços | 1,53×106a | β− | 0,060 | 93Nb | | 94Zr | 17,38% | 1,1×1017a | 2β− | - | 94Mo | | 96Zr | 2,8% | 2×1019a | 2β− | 3,348 | 96Mo |
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| Unidades doSI &CNTP, salvo indicação contrária. |
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OzircônioPB ouzircónioPE (do francêszircon, zircão) é umelemento químico desímboloZr denúmero atômico 40 (40prótons e 40elétrons) e demassa atómica igual a 91u. À temperatura ambiente, o zircônio encontra-se noestado sólido. Está situado nogrupo 4 (anteriormente denominado IVB) daclassificação periódica dos elementos. Foi descoberto em1789 pelo alemãoMartin Heinrich Klaproth.[1] É um metalduro, resistente acorrosão, utilizado principalmente no revestimento dereatores nucleares.
É um metal material branco acinzentado brilhante e muito resistente acorrosão. É mais leve que o aço com uma dureza similar aocobre. Quando está finamente dividido, pode arder de forma espontânea ao entrar em contato com a atmosfera. No ar, reage antes com onitrogênio que com ooxigénio, especialmente a altas temperaturas. É um metal resistente frente a ácidos, porém pode-se dissolver comácido fluorídrico (HF), formando complexos com os fluoretos. Os seus estados deoxidação mais comuns são +2, +3 e +4.
É utilizado principalmente (em torno de 90% do consumo) como revestimento de reatores nucleares, devido a sua secção de choques de nêutrons ser muito baixa.[2] Utiliza-se como aditivo emaços obtendo-se materiais muito resistentes. Também é empregado emligas com oníquel na indústria química devido a sua resistência perante substâncias corrosivas. Devido à sua resistência àcorrosão é usado como substituto docrómio hexavalente nas linhas de tratamento de superfície dealumínio.
O óxido de zircônio impuro emprega-se para fabricar utensílios de laboratório que suportam mudanças bruscas de temperaturas, revestimentos de fornos e como material refractário em indústriacerâmica e devidro.É um metal bastante tolerado pelos tecidos humanos, por isso pode ser usado para a fabricação de articulações artificiais.[3] Também é empregado em trocadores de calor, tubos de vácuo e filamentos de lâmpadas. Alguns de seussais são empregados para a fabricação de antitranspirantes.Pode ser usado como agente incendiário para fins militares. Aliga com onióbio apresentasupercondutividade a baixas temperaturas, podendo ser empregado para construir ímanes supercondutores. Por outro lado, a liga comzinco é magnética a temperaturas abaixo de 35 K. O óxido de zircônio usa-se em joalheria[4]; é uma gema artificial denominadazircônia cúbica que imita odiamante.[5]
O zircônio (do persa “zargun”, que significa “cor dourada”) foi descoberto1789 porMartin Klaproth a partir dozircão.[1] Em1824Jöns Jacob Berzelius o isolou no estado impuro; até1914 não foi preparado como metal puro.[1] Em algumas escrituras bíblicas se menciona omineral zircão, que contém zircônio, ou algumas de suas variações (jargão, jacinto, etc.). Não se sabia que o mineral continha um novo elemento até que Klaproth analisou umjargão procedente do Ceilão, no oceano Índico, denominando o novo elemento como zircônio.[1] Berzelius o obteve impuro aquecendo uma mistura depotássio e fluoreto de potássio e zircônio, num processo de decomposição num tubo de ferro. O zircônio puro só foi obtido em1914.[1]
O zircônio não é encontrado na natureza como metal livre, porém formando numerososminerais. A principal fonte de zircônio é proveniente dozircão (silicato de zircônio, ZrSiO4), que se encontra em depósitos na Austrália, Brasil, Índia, Rússia e Estados Unidos. O zircão é obtido como subproduto de mineração e processado de metais pesados detitânio, ailmenita (FeTiO3) e orutilio (TiO2), e também doestanho. O zircônio e oháfnio são encontrados no zircão na proporção de 50 para 1 e é muito difícil separá-los.[6][7] Também é encontrado em outros minerais, como nabadeleyita (ZrO2).O metal é obtido principalmente de uma cloração redutiva através do processo denominadoKroll: primeiro se prepara o cloreto para depois reduzi-lo commagnésio.[8][2] Num processo semi-industrial pode-se realizar aeletrólise de sais fundidos, obtendo-se o zircônio em pó que pode ser utilizado, posteriormente, em pulvimetalurgia. Para a obtenção do metal com maior pureza segue-se oProcesso Van Arkel-de Boer, baseado na dissociação do iodeto de zircônio, obtendo-se uma esponja de zircônio metálico denominadacrystal-bar. Tanto neste caso, como no anterior, a esponja obtida é fundida para se obter o lingote. O zircônio é abundante nas estrelas do tipo S, e tem-se detectado sua presença no Sol e em meteoritos. Além disso, foram encontradas altas quantidades de óxido de zircônio em amostras lunares (em comparação com o que existe na crosta terrestre).
Na natureza são encontrados quatroisótopos estáveis e um radioisótopo de grandevida média (Zircônio-96). O radioisótopo que segue em estabilidade é o Zircônio-93 que tem um tempo de vida médio de 1,53 milhões de anos. Se tem caracterizado 18 radioisótopos. A maioria tem vida média de menos de um dia, exceto o Zircônio-95 (64,02 dias), Zircônio-88 (63,4 dias) e Zircônio-89 (78,41 horas). O principal modo de decaimento é acaptura eletrônica antes do Zircônio-92, e os após com adesintegração beta.
Não são muito comuns os compostos que contém zircônio, e suatoxicidade é baixa. O pó metálico pode arder em contato com o ar, podendo-se considerá-lo um agente de risco de fogo e explosão. Não se conhece nenhuma função biológica deste elemento, contudo, recentemente o zircônio tem sido utilizado para implantes definitivos de dentes, cuja coroa e outros elementos de montagem, são produzidos com adição indireta deste material.
Referências
- ↑abcdeEmsley 2003, p. 507.
- ↑ab«How zirconium is made - material, manufacture, making, used, processing, components, product, industry».www.madehow.com. Consultado em 18 de julho de 2025
- ↑Lee DBN, Roberts M, Bluchel CG, Odell RA. (2010) Zircónio: aplicações biomédicas e nefrológicas. ASAIO J 56(6):550-556.
- ↑«The Application of Zirconium Compounds in Life».www.samaterials.com (em inglês). Consultado em 18 de julho de 2025
- ↑Krebs, Robert E. (1998). The History and Use of our Earth's Chemical Elements (A História e Utilização dos Elementos Químicos da Terra). Westport, Connecticut: Greenwood Press. pp. 98-100.ISBN 978-0-313-30123-0.
- ↑«Zirconium and Hafnium Statistics and Information | U.S. Geological Survey».www.usgs.gov (em inglês). Consultado em 18 de julho de 2025
- ↑«Chemical Twins: Zirconium and Hafnium, the Similarities and Differences».powder.samaterials.com (em inglês). Consultado em 18 de julho de 2025
- ↑Lide, David R., ed. (2007-2008). “Zircónio”. Manual CRC de Química e Física. Vol. 4. Nova Iorque: CRC Press. p. 42.ISBN 978-0-8493-0488-0.
- Emsley, John (2003).Nature's Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements. Oxford: Oxford University Press.ISBN 9780198503408
