Sifat, Pembuatan, Kegunaan dan Sumber Dari Unsur Hafnium

Penemuan Hafnium
Keberadaan Hafnium awalnya diprediksi oleh ahli kimia Rusia Dmitri Mendeleev. Dalam buku 1869-nya “Hukum Berkala Elemen Kimia” dia memperkirakan adanya unsur dengan sifat serupa, tapi lebih berat dari titanium dan zirkonium. Pada tahun 1911, Georges Urbain, penemu lutetium tanah jarang, mengira telah menemukan unsur 72 selama analisis spektral tentang tanah jarang. Dia menyebut unsur baru ini celtium, tapi tiga tahun kemudian itu terbukti menjadi campuran lantanida yang sudah ditemukan.. Pada tahun 1921, Neils Bohr menyarankan kepada ahli kimia Hongaria Georg von Hevesy untuk mencari unsur yang hilang dalam bijih zirkonium. Menurut teori kuantum atom Bohr, logam-logam ini memiliki sifat kimia yang serupa, jadi ada kemungkinan mereka akan ditemukan di bijih yang sama.

Mengikuti saran Bohr, Hevesy dan fisikawan Belanda Dirk Coster menemukan hafnium pada tahun 1923 dengan menggunakan spektroskopi sinar-x untuk menganalisis bijih zirkonium. Anton Eduard van Arkel dan Jan Hendrik de Boer menemukan sebuah metode untuk memproduksi hafnium dengan kemurnian tinggi pada tahun 1925. Hafnium tetraiodida (HfI₄) didekomposisi pada filamen tungsten putih yang menciptakan batang kristal hafnium murni. Ini dikenal sebagai proses bar kristal. Unsur itu disebut Hafnium setelah nama latin ‘Hafnia,’ yang berarti kota Kopenhagen.

Penampilan dan Karakteristik
Efek berbahaya:
Hafnium dianggap tidak beracun. Dalam bentuk bubuk itu bersifat piroforik (bisa menyala secara spontan).

Karakteristik:
1. Hafnium adalah logam ulet, berkilau, berkelok-kelok.
2. Secara kimia itu mirip dengan zirkonium.
3. Bila dalam bentuk senyawa, hafnium sebagian besar ada dalam keadaan oksidasi IV.
4. Hafnium tahan korosi karena pembentukan lapisan oksida pada permukaan yang terbuka.
5. Tidak terpengaruh oleh semua asam (terlepas dari hidrogen fluorida) dan semua alkali.
6. Hafnium bereaksi dengan halogen untuk membentuk tetrahalida, dan pada suhu tinggi ia bereaksi dengan karbon, boron, nitrogen, oksigen, silikon dan belerang.

Kengunaan Hafnium
1. Hafnium digunakan untuk batang kontrol reaktor nuklir karena kemampuannya menyerap neutron dan sifat ketahanan mekanik dan korosi yang baik. Ini sangat kontras dengan zirkonium, yang meski secara kimia sangat mirip dengan hafnium, sangat buruk dalam menyerap neutron. Oleh karena itu Zirkonium digunakan pada lapisan bawah (lapisan luar) batang bahan bakar yang melaluinya neutron dapat berjalan dengan mudah.

2. Hafnium juga digunakan dalam lampu kilat fotografi, filamen lampu, dan peralatan elektronik sebagai katoda dan kapasitor.

3. Paduan hafnium dengan beberapa logam lainnya, seperti besi, niobium, tantalum dan titanium.

4. Paduan hafnium-niobium mempunyai daya tahan panas dan digunakan dalam aplikasi ruang angkasa, seperti mesin roket ruang angkasa.

4. Hafnium karbida digunakan untuk memasang tungku / pembakaran suhu tinggi karena sifat refraktorinya (tidak meleleh pada suhu tinggi).

5. Senyawa berbasis Hafnium digunakan di isolator gerbang pada rangkaian terpadu 45 nm untuk komputer.

6. Senyawa berbasis oksida Hafnium diperkenalkan ke dalam chip berbasis silikon untuk menghasilkan prosesor dengan kapasitas lebih kecil dan lebih hemat energi dan kinerja tinggi.

Kelimpahan dan Isotop
Kelimpahan kerak bumi: 3,3 bagian per juta berat, 0,4 bagian per juta mol
Kelimpahan tata surya: 1 bagian per miliar berat, 0,01 bagian per miliar mol

Biaya, murni: $ 120 per 100g
Biaya, bulk: $ per 100g

Sumber:

Hafnium tidak ditemukan bebas di alam tetapi ditemukan di sebagian besar mineral zirkonium pada konsentrasi antara satu sampai lima persen. Secara komersial, hafnium diproduksi sebagai produk sampingan dari permunian zirkonium. Untuk membuatnya dilakukan dengan menggunakan Proses Kroll, mereduksi tetraklorida dengan magnesium atau dengan sodium.

Isotop:

Hafnium memiliki 32 isotop yang umur paruhnya diketahui, dengan jumlah massa 154 sampai 185. Hafnium alami adalah campuran dari enam isotop dan ditemukan dalam persentase yang ditunjukkan: ⁷⁴Hf (0.2%), ¹⁷⁶Hf (5.3%), ¹⁷⁷Hf (18.6%), ¹⁷⁸Hf (27.3%), ¹⁷⁹Hf (13.6%) and ¹⁸⁰Hf (35.1%). Yang paling melimpah adalah ⁸⁰Hfpada 35,1%.

Sifat Fisik Lainnya