Het belangrijkste verschil tussen hafnium en zirkonium is dat hafnium een relatief lage dichtheid heeft dan zirkonium, dat een hoge dichtheid heeft.
Hafnium en zirkonium hebben sterk vergelijkbare chemische eigenschappen, zoals hieronder in dit artikel wordt vermeld, waardoor het moeilijk is om ze chemisch van elkaar te scheiden.
Wat is Hafnium?
Hafnium is een scheikundig element met atoomnummer 72 en het scheikundige symbool Hf. Het verschijnt als een glanzend, zilvergrijs metaal dat onder de categorie van vierwaardige overgangsmetalen v alt. Het lijkt chemisch op zirkonium. Daarom kunnen we hafnium ook in veel zirkoniummineralen vinden. Dit metaal is te vinden in groep 4 en periode 6 van het periodiek systeem, en het komt voor in het d-blok van elementen. Dit chemische element werd in 1923 gevonden door Coster en Hevesy als het op één na laatste stabiele element. Het laatste stabiele element is rhenium.
Figuur 01: Hafnium
Bij kamertemperatuur en druk komt dit chemische element voor als een vast metaal en heeft het ook hoge smelt- en kookpunten. De meest voorkomende en stabiele oxidatietoestand voor hafnium is +4. Natuurlijk komt het in een oeraard voor en heeft het de kristalstructuur van een zeshoekige dicht opeengepakte structuur. Het is een paramagnetisch metaal. Bovendien is het een ductiel metaal dat bestand is tegen corrosie.
Hafnium is meestal nuttig bij het vervaardigen van regelstaven voor kernreactoren. Het gebruik van hafnium is echter heel weinig vanwege de sterke gelijkenis met zirkonium, waardoor het gemakkelijk vervangbaar is. Moeilijk te scheiden en minder overvloed maakt het ook een schaars handelsmetaal. Bovendien is het nuttig bij het maken van sommige legeringen met ijzer, titanium, niobium, tantaal, enz. Het is ook nuttig bij het vervaardigen van microprocessors.
Wat is zirkonium?
Zirkonium is een chemisch element met het chemische symbool Zr en atoomnummer 40. De naam komt van het mineraal zirkonium, de bron van zirkonium. Het is een glanzend, zilverwit metaal dat lijkt op hafnium. Het is een overgangsmetaal. Dit chemische element komt voor in groep 4 en periode 5 van het periodiek systeem, en het is ook een d-blokelement.
Figuur 02: Zirkonium
Zirkonium is een ductiel en kneedbaar metaal dat in vaste toestand bestaat bij kamertemperatuur en druk. Wanneer het onzuiverheden bevat, wordt het metaal hard en broos. In poedervorm is het licht ontvlambaar, terwijl de vaste vorm minder vatbaar is voor ontbranding. Bovendien is dit metaal zeer goed bestand tegen corrosie veroorzaakt door alkaliën, zuren, zout water en andere middelen.
Bij het overwegen van zijn toepassingen is het vooral nuttig in toepassingen bij hoge temperaturen. Bovendien is het bruikbaar als opaak makend middel, als mallen voor gesmolten metalen, vervaardiging van laboratoriumkroezen, als vuurvast materiaal voor metallurgische ovens, als component in sommige schuurmiddelen, enz.
Scheiding van zirkonium en hafnium
Aangezien zirkoniummetaal en hafniummetaal vergelijkbare chemische eigenschappen hebben, is besmetting van zirkonium met hafnium of vice versa niet problematisch voor de meeste van hun toepassingen. Hun neutronenabsorberende eigenschappen hebben echter een groot verschil, waardoor het belangrijk is om de twee metalen van elkaar te scheiden. Voor deze scheiding kunnen we vloeistof-vloeistofextractie, fractionele kristallisatie, extractieve destillatie enz. gebruiken.
Wat zijn de overeenkomsten tussen hafnium en zirkonium?
- Hafnium en zirkonium hebben hetzelfde aantal valentie-elektronen.
- Ze hebben sterk vergelijkbare chemische eigenschappen en reactiviteit.
- Beide hebben vergelijkbare relativistische effecten.
- Ze zijn moeilijk van elkaar te scheiden vanwege chemische gelijkenis.
Wat is het verschil tussen hafnium en zirkonium?
Hafnium en zirkonium hebben sterk vergelijkbare chemische eigenschappen, zoals hieronder in dit artikel wordt beschreven, waardoor het moeilijk is om ze chemisch van elkaar te scheiden. Het belangrijkste verschil tussen hafnium en zirkonium is dat hafnium een relatief lage dichtheid heeft, terwijl zirkonium een hoge dichtheid heeft. Bovendien is de neutronenabsorptie van hafnium ongeveer 600 keer groter dan die van zirkonium.
De onderstaande infographic geeft een overzicht van de verschillen tussen hafnium en zirkonium in tabelvorm voor vergelijking naast elkaar.
Samenvatting – Hafnium vs Zirkonium
Hafnium en zirkonium zijn overgangsmetalen. Ze lijken op elkaar omdat ze vergelijkbare chemische eigenschappen hebben. Het belangrijkste verschil tussen hafnium en zirkonium is dat hafnium een relatief lage dichtheid heeft, terwijl zirkonium een hoge dichtheid heeft.
