Kluczowa różnica między hafnem a cyrkonem polega na tym, że hafn ma stosunkowo niską gęstość niż cyrkon, który ma wysoką gęstość.
Hafn i cyrkon mają bardzo podobne właściwości chemiczne, jak podano poniżej w tym artykule, co utrudnia chemiczne oddzielenie ich od siebie.
Co to jest hafn?
Hafn to pierwiastek chemiczny o liczbie atomowej 72 i symbolu chemicznym Hf. Wydaje się być błyszczącym, srebrzystoszarym metalem należącym do kategorii czterowartościowych metali przejściowych. Przypomina chemicznie cyrkon. Dlatego też możemy znaleźć hafn w wielu minerałach cyrkonowych. Metal ten znajduje się w grupie 4 i okresie 6 układu okresowego oraz występuje w bloku pierwiastków. Ten pierwiastek chemiczny został znaleziony w 1923 roku przez Coster i Hevesy jako przedostatni stabilny pierwiastek. Ostatnim stabilnym pierwiastkiem jest ren.
Rysunek 01: Hafn
W temperaturze i ciśnieniu pokojowym ten pierwiastek chemiczny występuje jako metal w stanie stałym i ma również wysoką temperaturę topnienia i wrzenia. Najczęstszym i najbardziej stabilnym stanem utlenienia hafnu jest +4. Naturalnie występuje w naturze pierwotnej i ma strukturę krystaliczną o strukturze heksagonalnej gęsto upakowanej. To metal paramagnetyczny. Ponadto jest to metal ciągliwy, odporny na korozję.
Przeważnie hafn jest przydatny w produkcji prętów sterujących do reaktorów jądrowych. Jednak użycie hafnu jest bardzo niewielkie ze względu na jego bliskie podobieństwo do cyrkonu, co sprawia, że jest on łatwo wymienialny. Trudność w oddzieleniu i mniejsza obfitość sprawia również, że jest to metal rzadki. Ponadto przydaje się przy wytwarzaniu niektórych stopów z żelazem, tytanem, niobem, tantalem itp. Przydaje się również przy produkcji mikroprocesorów.
Co to jest cyrkon?
Cyrkon to pierwiastek chemiczny o symbolu chemicznym Zr i liczbie atomowej 40. Nazwa pochodzi od minerału cyrkonu, źródła cyrkonu. Jest to lśniący, srebrzystobiały metal przypominający hafn. Jest metalem przejściowym. Ten pierwiastek chemiczny występuje w grupie 4 i okresie 5 układu okresowego i jest również pierwiastkiem bloku d.
Rysunek 02: Cyrkon
Cyrkon jest plastycznym i plastycznym metalem, który występuje w stanie stałym w temperaturze pokojowej i pod ciśnieniem. Kiedy ma zanieczyszczenia, metal staje się twardy i kruchy. W postaci proszku jest wysoce łatwopalny, podczas gdy postać stała jest mniej podatna na zapłon. Poza tym metal ten jest wysoce odporny na korozję powodowaną przez zasady, kwasy, słoną wodę i inne czynniki.
Rozważając jego zastosowania, jest on przydatny głównie w zastosowaniach wysokotemperaturowych. Ponadto jest przydatny jako środek zmętniający, jako formy do stopionych metali, produkcja tygli laboratoryjnych, jako materiał ogniotrwały do pieców hutniczych, jako składnik niektórych materiałów ściernych itp.
Oddzielenie cyrkonu i hafnu
Ponieważ metaliczny cyrkon i metaliczny hafn mają podobne właściwości chemiczne, zanieczyszczenie cyrkonu hafnem i odwrotnie nie stanowi problemu dla większości ich zastosowań. Jednak ich właściwości pochłaniania neutronów mają ogromną różnicę, co sprawia, że ważne jest oddzielenie tych dwóch metali od siebie. Do tej separacji możemy zastosować ekstrakcję ciecz-ciecz, krystalizację frakcyjną, destylację ekstrakcyjną itp.
Jakie są podobieństwa między hafnem a cyrkonem?
- Hafn i cyrkon mają taką samą liczbę elektronów walencyjnych.
- Mają bardzo podobne właściwości chemiczne i reaktywność.
- Oba mają podobne efekty relatywistyczne.
- Trudno je oddzielić od siebie ze względu na podobieństwo chemiczne.
Jaka jest różnica między hafnem a cyrkonem?
Hafn i cyrkon mają bardzo podobne właściwości chemiczne, jak podano poniżej w tym artykule, co utrudnia chemiczne oddzielenie ich od siebie. Kluczową różnicą między hafnem a cyrkonem jest to, że hafn ma stosunkowo niską gęstość, podczas gdy cyrkon ma wysoką gęstość. Co więcej, absorpcja neutronów przez hafn jest około 600 razy większa niż cyrkon.
Poniższa infografika przedstawia różnice między hafnem i cyrkonem w formie tabelarycznej do bezpośredniego porównania.
Podsumowanie – Hafn kontra cyrkon
Hafn i cyrkon to metale przejściowe. Są do siebie podobne, ponieważ mają podobne właściwości chemiczne. Kluczowa różnica między hafnem a cyrkonem polega na tym, że hafn ma stosunkowo niską gęstość, podczas gdy cyrkon ma wysoką gęstość.
