Ključna razlika između hafnija i cirkonija je ta što hafnij ima relativno nisku gustoću od cirkonija, koji ima visoku gustoću.
Hafnij i cirkonij imaju vrlo slična kemijska svojstva, kao što je navedeno dolje u ovom članku, što otežava njihovo kemijsko odvajanje.
Što je hafnij?
Hafnij je kemijski element s atomskim brojem 72 i kemijskim simbolom Hf. Čini se kao sjajan, srebrnasto-sivi metal koji spada u kategoriju četverovalentnih prijelaznih metala. Kemijski je sličan cirkoniju. Stoga hafnij možemo pronaći iu mnogim cirkonijevim mineralima. Ovaj se metal nalazi u grupi 4 i periodi 6 periodnog sustava, a postoji i u d bloku elemenata. Ovaj kemijski element su 1923. pronašli Coster i Hevesy kao pretposljednji stabilni element. Posljednji stabilni element je renij.
Slika 01: Hafnij
Na sobnoj temperaturi i tlaku, ovaj se kemijski element pojavljuje kao čvrsti metal, a također ima visoka tališta i vrelišta. Najčešći i stabilni stupanj oksidacije za hafnij je +4. Prirodno, javlja se u primordijalnoj prirodi i ima kristalnu strukturu heksagonalne tijesno pakirane strukture. To je paramagnetski metal. Štoviše, to je duktilni metal koji je otporan na koroziju.
Uglavnom, hafnij je koristan u proizvodnji kontrolnih šipki za nuklearne reaktore. Međutim, uporaba hafnija je vrlo mala zbog njegove velike sličnosti s cirkonijem, što ga čini lako zamjenjivim. Poteškoće s odvajanjem i manja zastupljenost također ga čine rijetkim metalom. Osim toga, koristan je u izradi nekih legura sa željezom, titanom, niobijem, tantalom itd. Također je koristan u proizvodnji mikroprocesora.
Što je cirkonij?
Cirkonij je kemijski element koji ima kemijski simbol Zr i atomski broj 40. Naziv dolazi od minerala cirkona, izvora cirkonija. To je sjajni, srebrnastobijeli metal koji podsjeća na hafnij. To je prijelazni metal. Ovaj kemijski element nalazi se u grupi 4 i periodi 5 periodnog sustava elemenata, a također je i d blok element.
Slika 02: Cirkonij
Cirkonij je duktilan i savitljiv metal koji postoji u čvrstom stanju na sobnoj temperaturi i tlaku. Kada ima nečistoća, metal postaje tvrd i krt. U obliku praha vrlo je zapaljiv, dok je kruti oblik manje sklon paljenju. Osim toga, ovaj je metal vrlo otporan na koroziju uzrokovanu alkalijama, kiselinama, slanom vodom i drugim agensima.
Kada se razmatraju njegove primjene, uglavnom je koristan u primjenama na visokim temperaturama. Štoviše, koristan je kao sredstvo za zamućivanje, kao kalupi za rastaljene metale, proizvodnja laboratorijskih lonaca, kao vatrostalni materijal za metalurške peći, kao komponenta u nekim abrazivima, itd.
Odvajanje cirkonija i hafnija
Budući da metalni cirkonij i metalni hafnij imaju slična kemijska svojstva, kontaminacija cirkonija hafnijem ili obrnuto nije problematična za većinu njihovih primjena. Međutim, njihova svojstva apsorpcije neutrona imaju veliku razliku zbog koje je važno odvojiti dva metala jedan od drugog. Za ovo odvajanje možemo koristiti ekstrakciju tekućina-tekućina, frakcijsku kristalizaciju, ekstrakcijsku destilaciju itd.
Koje su sličnosti između hafnija i cirkonija?
- Hafnij i cirkonij imaju isti broj valentnih elektrona.
- Imaju vrlo slična kemijska svojstva i reaktivnost.
- Oboje imaju slične relativističke učinke.
- Teško ih je odvojiti jedne od drugih zbog kemijske sličnosti.
Koja je razlika između hafnija i cirkonija?
Hafnij i cirkonij imaju vrlo slična kemijska svojstva, kao što je navedeno dolje u ovom članku, što otežava njihovo kemijsko odvajanje. Ključna razlika između hafnija i cirkonija je u tome što hafnij ima relativno nisku gustoću, dok cirkonij ima visoku gustoću. Štoviše, apsorpcija neutrona hafnija je oko 600 puta veća od cirkonija.
Infografika u nastavku navodi razlike između hafnija i cirkonija u tabličnom obliku za usporedbu.
Sažetak – hafnij protiv cirkonija
Hafnij i cirkonij su prijelazni metali. Sliče jedan drugome jer imaju slična kemijska svojstva. Ključna razlika između hafnija i cirkonija je u tome što hafnij ima relativno nisku gustoću, dok cirkonij ima visoku gustoću.
