by

Sifat, Pembuatan, Kegunaan dan Sumber Dari Unsur Zirkonium

Penemuan Zirkonium

Batu mulia yang mengandung zirkonium, seperti batu yakut dan zirkon, telah digunakan sebagai dekorasi sejak zaman kuno. Zirkonium pertama kali dikenal sebagai unsur oleh Martin Heinrich Klaproth pada tahun 1789, di Berlin, dalam sampel zirkon (zirkonium silikat) dari Sri Lanka. Analisisnya tentang komposisi mineral menunjukkan: 25% silika; 0,5% oksida besi; 70% oksida baru. Dia menyebut oksida baru ‘Zirconerde.’ (2)

Batang zirkonium

Pada tahun 1808, di London, Sir Humphry Davy mencoba untuk mendapatkan logam murni dari oksidanya dengan elektrolisis, metode yang telah berhasil digunakannya untuk mengisolasi natrium dan kalium setahun sebelumnya. Sayangnya dia tidak berhasil dalam usahanya.

Sukses datang pada Jacob Berzelius, yang pertama kali mengisolasi logam pada tahun 1824, di Stockholm, Swedia. Berzelius memanaskan tabung besi yang mengandung campuran kalium dan kalium zirkonium fluorida (K2ZrF6). Dia menghasilkan zirkonium sebagai bubuk hitam amorf yang merupakan konduktor listrik yang buruk. (3)

Ilmuwan Belanda Anton Eduard van Arkel dan Jan Hendrik de Boer menemukan metode untuk memproduksi zirkonium kemurnian tinggi pada tahun 1925. Zirkonium tetraiodida (ZrI4) terdekomposisi pada filamen tungsten panas putih yang menciptakan batang kristal zirkonium murni. Ini dikenal sebagai proses kristal bar. Nama elemen berasal dari kata Persia ‘zargon’ yang berarti mirip emas.

Penampilan dan Karakteristik

Efek berbahaya:

Zirkonium dianggap tidak beracun.

Karakteristik:

1. Zirkonium adalah logam yang kuat, lentur, ulet, berkilau, putih keabu-abuan.

2. Ketika berada dalam senyawa, zirkonium ada sebagian besar dalam keadaan oksidasi IV.

3. Oksidanya (ZrO2) berwarna putih, seperti banyak senyawanya.

4. Zirkonium umumnya sangat tahan terhadap korosi. Namun demikian cepat diserang oleh asam fluorida, bahkan pada konsentrasi rendah.

5. Dalam atmosfer oksigen, luka bakar Zirkonium yang terbelah dengan suhu tertinggi yang diketahui untuk nyala logam: 4460 oC. (4) Serbuk zirkonium dapat secara spontan menyala di udara.

Sebuah bola elektromagnetik yang mengambang merupakan paduan titanium-zirconium-nikel cair. Saat bola cair mengambang mendingin dan mengeras, ia mengungkapkan informasi tentang mengapa cairan tidak berubah menjadi padatan.

6. Permukaan eksposur zirkonium membentuk lapisan oksida pelindung.

7. Zirkonium tungstat (ZrW2O8) adalah zat yang tidak biasa, zat tersebut menyusut ketika dipanaskan dari dekat nol mutlak hingga 780 oC (5)

Penggunaan Zirkonium

1. Zirkonium sangat buruk dalam menyerap neutron. Oleh karena itu berguna dalam aplikasi energi nuklir seperti pada cover (lapisan luar) batang bahan bakar merupakan bagian penting yang melaluinya neutron dapat melakukan perjalanan dengan mudah.

2. Zirkonium digunakan untuk membuat instrumen bedah dan digunakan dalam paduan baja sebagai bahan pengerasan.

3. Sebagai hasil dari ketahanan korosi yang luar biasa, zirkonium digunakan secara luas dalam industri kimia dalam lingkungan korosif di mana paduan zirkonium dapat ditemukan dalam pipa, fitting dan penukar panas.

4. Zirkonium juga digunakan untuk membuat magnet superkonduktif.

5. Zirkon (zirkonium silikat, ZrSiO4) adalah batu permata alami dan zirkonia kubik sintetis (zirkonium dioksida, ZrO2) diproduksi sebagai pengganti berlian yang murah.

Zirkonia kubik (ditampilkan di atas) memiliki struktur kristal yang sama seperti berlian, dan memiliki kilauan yang sama.

6. Katalis berbasis zirkonium digunakan dalam reaksi aminasi, hidrogenasi, isomerisasi dan oksidasi.

7. Litiium zirconat dapat digunakan untuk menyerap karbon dioksida. Reaksi ini dapat balik sehingga karbon dioksida dapat dilepaskan di lokasi pilihan dan zirkonat litium digunakan lagi. Aplikasi ini mungkin berguna dalam mengatasi masalah lingkungan tentang pelepasan karbon dioksida ke atmosfer.

Kelimpahan dan Isotop

Kelimpahan pada Kerak bumi : 165 bagian per juta berat, 38 bagian per juta mol

Kelimpahan dalam tata surya: 40 bagian per miliar berat, 0,5 bagian per miliar mol

Biaya, murni: $ 157 per 100g

Biaya, curah : $ 16 per 100g

Sumber:

Mineral utamanya adalah zirkon (zirkonium silikat, ZrSiO4). Ini diproduksi secara komersial dengan mereduksi klorida dengan magnesium dalam proses Kroll.

Isotop:

Zirkonium memiliki 25 isotop yang waktu paruhnya diketahui, dengan jumlah massa 81-105. Zirkonium yang terjadi secara alami merupakan campuran lima isotop dan mereka ditemukan dalam persentase yang ditunjukkan: 90Zr (51,5%), 91Zr (11,2%), 92Zr (17,1%), 94Zr (17,4%) dan 96Zr (2,8%). Yang paling alami berlimpah adalah 90Zr pada 51,5%.

Sifat Fisik Lain nya

Simbol dan Golongan: Zr, Logam transisi
Warna: Putih-ke abua-abuan
Massa Atom: 91,22
Bentuk: Padat
Titik leleh: 1850 oC, 2123 K
Titik didih: 4400 oC, 4673 K
Elektron: 40
Proton: 40
Neutron: 50
Kulit Elektron : 2,8,18,10,2
Konfigurasi Elektron: [Kr] 4d2 5s2
Massa Jenis @ 20oC: 6,52 g/cm3

Daftar Pustaka

  1. Photo by Dschwen.
  2. Mary Elvira Weeks, The Discovery of the Elements XI., Journal of Chemical Education., July 1932, p1231/2.
  3. Edward Turner, Franklin Bache, Elements of Chemistry: Including the Recent Discoveries and Doctrines of the Science, 1830, John Grigg, p304/5.
  4. Mary Eagleson, Concise Encyclopedia Chemistry, 1994, Walter de Gruyter, page 1199.
  5. Allegheny Technologies Incorporated. Zirconium Tungstate. (pdf document).

Comment

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.