Ključna razlika između hafnijuma i cirkonija je ta što hafnijum ima relativno nisku gustinu od cirkonijuma, koji ima veliku gustinu.
Hafnij i cirkonijum imaju blisko slična hemijska svojstva, kao što je dato u nastavku u ovom članku, što otežava njihovo hemijsko odvajanje.
Šta je hafnij?
Hafnij je hemijski element koji ima atomski broj 72 i hemijski simbol Hf. Čini se kao sjajan, srebrno-sivi metal koji spada u kategoriju četverovalentnih prijelaznih metala. Hemijski podsjeća na cirkonij. Stoga, hafnij možemo naći i u mnogim mineralima cirkonijuma. Ovaj metal se nalazi u grupi 4 i periodu 6 periodnog sistema, a postoji u d bloku elemenata. Ovaj hemijski element su 1923. godine pronašli Coster i Hevesy kao poslednji stabilni element. Poslednji stabilni element je renijum.
Slika 01: Hafnij
Na sobnoj temperaturi i pritisku, ovaj hemijski element se javlja kao čvrst metal, a takođe ima visoke tačke topljenja i ključanja. Najčešći i stabilniji oksidacijski status za hafnij je +4. Prirodno, javlja se u primordijalnoj prirodi i ima kristalnu strukturu heksagonalne zbijene strukture. To je paramagnetski metal. Štaviše, to je duktilni metal koji je otporan na koroziju.
Uglavnom, hafnij je koristan u proizvodnji kontrolnih šipki za nuklearne reaktore. Međutim, upotreba hafnija je vrlo mala zbog njegove bliske sličnosti sa cirkonijumom, što ga čini lako zamjenjivim. Poteškoće u odvajanju i manje obilje takođe ga čine retkim robnim metalom. Pored toga, koristan je u pravljenju nekih legura sa gvožđem, titanijumom, niobijem, tantalom, itd. Takođe je koristan u proizvodnji mikroprocesora.
Šta je cirkonijum?
Cirkonijum je hemijski element koji ima hemijski simbol Zr i atomski broj 40. Ime dolazi od minerala cirkona, izvora cirkonija. To je sjajan, srebrno-bijeli metal koji podsjeća na hafnij. To je prelazni metal. Ovaj hemijski element se javlja u grupi 4 i periodu 5 periodnog sistema, a takođe je i d blok element.
Slika 02: Cirkonij
Cirkonijum je duktilni i savitljivi metal koji postoji u čvrstom stanju na sobnoj temperaturi i pritisku. Kada ima nečistoće, metal postaje tvrd i krt. U obliku praha, vrlo je zapaljiv, dok je čvrsti oblik manje podložan paljenju. Osim toga, ovaj metal je vrlo otporan na koroziju uzrokovanu alkalijama, kiselinama, slanom vodom i drugim agensima.
Kada se razmatraju njegove primjene, uglavnom je koristan u primjenama na visokim temperaturama. Štaviše, koristan je kao sredstvo za zatamnjivanje, kao kalupi za rastopljene metale, za proizvodnju laboratorijskih lonaca, kao vatrostalni materijal za metalurške peći, kao komponenta u nekim abrazivima, itd.
Razdvajanje cirkonija i hafnijuma
Pošto metalni cirkonijum i metalni hafnij imaju slična hemijska svojstva, kontaminacija cirkonijuma hafnijem ili obrnuto nije problematična za većinu njihovih primena. Međutim, njihova svojstva apsorpcije neutrona imaju veliku razliku zbog čega je važno odvojiti dva metala jedan od drugog. Za ovo odvajanje možemo koristiti ekstrakciju tekućina-tečnost, frakcionu kristalizaciju, ekstrakcijsku destilaciju, itd.
Koje su sličnosti između hafnijuma i cirkonija?
- Hafnij i cirkonijum imaju isti broj valentnih elektrona.
- Imaju blisko slična hemijska svojstva i reaktivnost.
- Oba imaju slične relativističke efekte.
- Teško ih je odvojiti jedno od drugog zbog hemijske sličnosti.
Koja je razlika između hafnijuma i cirkonija?
Hafnij i cirkonijum imaju veoma slična hemijska svojstva, kao što je dato u nastavku u ovom članku, što otežava njihovo hemijsko razdvajanje. Ključna razlika između hafnija i cirkonija je u tome što hafnijum ima relativno nisku gustoću, dok cirkonijum ima visoku gustinu. Štaviše, apsorpcija neutrona hafnija je oko 600 puta veća od cirkonija.
Infografika ispod navodi razlike između hafnijuma i cirkonija u obliku tabele radi usporedbe.
Sažetak – Hafnij vs cirkonij
Hafnij i cirkonijum su prelazni metali. Oni su slični jedni drugima jer imaju slična hemijska svojstva. Ključna razlika između hafnija i cirkonija je ta što hafnijum ima relativno nisku gustinu, dok cirkonijum ima visoku gustinu.
