Klíčový rozdíl mezi hafniem a zirkoniem je ten, že hafnium má poměrně nízkou hustotu než zirkonium, které má vysokou hustotu.
Hafnium a zirkonium mají velmi podobné chemické vlastnosti, jak je uvedeno níže v tomto článku, což ztěžuje jejich vzájemné chemické oddělení.
Co je Hafnium?
Hafnium je chemický prvek s atomovým číslem 72 a chemickou značkou Hf. Vypadá jako lesklý, stříbřitě šedý kov, který spadá do kategorie čtyřmocných přechodných kovů. Chemicky připomíná zirkonium. Proto můžeme hafnium nalézt i v mnoha minerálech zirkonia. Tento kov lze nalézt ve skupině 4 a periodě 6 periodické tabulky prvků a existuje v d bloku prvků. Tento chemický prvek byl nalezen v roce 1923 Costerem a Hevesym jako druhý poslední stabilní prvek. Posledním stabilním prvkem je rhenium.
Obrázek 01: Hafnium
Při pokojové teplotě a tlaku se tento chemický prvek vyskytuje jako pevný kov a má také vysoké body tání a varu. Nejběžnější a nejstabilnější oxidační stav hafnia je +4. Přirozeně se vyskytuje v primordiální povaze a má krystalovou strukturu hexagonální těsně sbalené struktury. Je to paramagnetický kov. Navíc je to tažný kov, který je odolný vůči korozi.
Hafnium je většinou užitečné při výrobě regulačních tyčí pro jaderné reaktory. Použití hafnia je však velmi malé kvůli jeho blízké podobnosti se zirkoniem, díky čemuž je snadno vyměnitelné. Obtížnost oddělování a menší množství z něj také činí vzácný kov. Kromě toho je užitečný při výrobě některých slitin se železem, titanem, niobem, tantalem atd. Je také užitečný při výrobě mikroprocesorů.
Co je zirkonium?
Zirkonium je chemický prvek s chemickou značkou Zr a atomovým číslem 40. Název pochází z minerálu zirkon, který je zdrojem zirkonia. Je to lesklý, stříbřitě bílý kov, který připomíná hafnium. Je to přechodový kov. Tento chemický prvek se vyskytuje ve skupině 4 a periodě 5 periodické tabulky prvků a je to také prvek bloku d.
Obrázek 02: Zirkonium
Zirkonium je tažný a tvárný kov, který existuje v pevném stavu při pokojové teplotě a tlaku. Když má kov nečistoty, stává se tvrdým a křehkým. Ve své práškové formě je vysoce hořlavý, zatímco pevná forma je méně náchylná ke vznícení. Kromě toho je tento kov vysoce odolný vůči korozi způsobené zásadami, kyselinami, slanou vodou a dalšími činidly.
Při zvažování jeho aplikací je užitečný hlavně pro vysokoteplotní aplikace. Kromě toho je užitečný jako kalidlo, jako formy na roztavené kovy, výrobu laboratorních kelímků, jako žáruvzdorný materiál pro hutní pece, jako součást některých brusiv atd.
Oddělení zirkonia a hafnia
Vzhledem k tomu, že kov zirkonia a kov hafnia mají podobné chemické vlastnosti, kontaminace zirkonia hafniem nebo naopak není pro většinu jejich aplikací problematická. Nicméně jejich vlastnosti pohlcující neutrony mají velký rozdíl, a proto je důležité tyto dva kovy od sebe oddělit. K této separaci můžeme použít extrakci kapalina-kapalina, frakční krystalizaci, extrakční destilaci atd.
Jaké jsou podobnosti mezi hafniem a zirkoniem?
- Hafnium a zirkonium mají stejný počet valenčních elektronů.
- Mají velmi podobné chemické vlastnosti a reaktivitu.
- Oba mají podobné relativistické účinky.
- Je těžké je od sebe oddělit kvůli chemické podobnosti.
Jaký je rozdíl mezi hafniem a zirkoniem?
Hafnium a zirkonium mají velmi podobné chemické vlastnosti, jak je uvedeno níže v tomto článku, což ztěžuje jejich vzájemné chemické oddělení. Klíčový rozdíl mezi hafniem a zirkoniem je v tom, že hafnium má poměrně nízkou hustotu, zatímco zirkonium má vysokou hustotu. Navíc neutronová absorpce hafnia je asi 600krát větší než zirkonia.
Níže uvedená infografika uvádí rozdíly mezi hafniem a zirkoniem v tabulkové formě pro srovnání vedle sebe.
Shrnutí – Hafnium vs Zirkonium
Hafnium a zirkonium jsou přechodné kovy. Navzájem se podobají, protože mají podobné chemické vlastnosti. Klíčový rozdíl mezi hafniem a zirkoniem je ten, že hafnium má poměrně nízkou hustotu, zatímco zirkonium má vysokou hustotu.
