Circonio

1. El Circonio Ana Hernaiz Cereceda

2. Índice Historia: ¿cómo fue descubierto? ¿por qué el nombre de circonio? ¿Dónde se encuentra? ¿Cómo se encuentra en la naturaleza? ¿Cómo lo obtenemos? Propiedades ¿para qué se usa? El circonio en nuestra salud Es curioso saber… Bibliografía

3. El Circonio es un elemento químico, que pertenece al grupo de los metales de transición (bloque “d”) de símbolo Zr . La tabla nos aporta algunos datos sobre el circonio … Pero ¿vamos solo a conformarnos con eso? Masa atómica Números de oxidación Símbolo Nombre Configuración electrónica Número atómico

4. ¿Cómo fue descubierto ? Desde los tiempos más remotos se admiraba una piedra preciosa muy abundante en la India, el Jacinto. Se parecía a otras piedras preciosas como el rubí y el topacio. Era éste uno de los minerales de circonio, pero nadie sospechaba que en él se escondía un nuevo elemento. Muchos científicos realizaron el análisis del mineral circón sin ningún resultado, sólo obtuvieron una gran cantidad de alúmina, hasta que en 1789 Klaproth descompuso una de dichas gemas y encontró una nueva sustancia, el silicato de circón (ZrO 2 ) a la que denominó circonita y de la que extrajo el circón . Jacinto

5. Durante mucho tiempo el circonio había quedado enmascarado por la presencia del óxido de aluminio, la alúmina que comparte una gran semejanza con el silicato de circonio, que fue la sustancia obtenida por Klaproth. No obstante el circonio metálico resultó difícil de obtener. Fue J.Berzelius en 1824 quién obtuvo el metal calentando la mezcla seca de potasio en un crisol de plata . ¿Por qué , el nombre de “circonio”? El nombre de “circonio” está relacionado con su descubrimiento; se debe al color de la piedra a partir de la cual fue descubierto, el Jacinto . Deriva de zerkon , que lo hace del árabe zargun con el significado de dorado, color de la piedra preciosa. A su vez el árabe lo toma del antiguo persa, zerk que significaba la piedra preciosa por antonomasia. Realmente el origen puede ser mucho más remoto, dada la antigüedad en el conocimiento de dichas piedras.

6. ¿Dónde se encuentra? El zirconio es uno de los elementos más abundantes y está ampliamente distribuido en la corteza terrestre . Es abundante en estrellas tipo S y se ha identificado en el Sol y los meteoritos. Representa el 0,0165% en peso de la corteza terrestre . Localización ppb en peso ppb por átomos Universo 50 0.7 Sol 4 40 0.5 Meteoritos 6700 1600 Rocas de la corteza 130000 30000 Agua de mar 0.026 0.0018 Corriente 3 0.03 Humanos 50 3 L os valores se expresarán en unidades de ppb (partes por billón, 1 billón = 10 9), Distribución de peso de los elementos en la corteza terrestre

7. ¿Cómo se encuentra en la naturaleza? En estado puro existe en dos formas: la forma cristalina , un metal blando, blanco y dúctil; y la forma amorfa, un polvo negro-azulado. Pero… El circonio no se encuentra en estado elemental en la naturaleza, sino que se encuentra formando parte de más de 20 minerales, aunque las fuentes principales son el circón (ZrSiO 4 ) y badeleyita (ZrO 2 ). Circón Badeleyita Estos dos minerales también contienen hafnio que es indistinguible del circonio en sus propiedades químicas, así como otros elementos.

8. Método de Kroll . Es el utilizado más frecuentemente  reducción del tretracloruro de circonio con magnesio. El tetracloruro se obtiene a través de la badeleyita. ZrO 2 + 2Cl 2 + 2C (900 ° C) → ZrCl 4 + 2CO ZrCl 4 + 2Mg (1100°C) → 2MgCl 2 + Zr ZrCl 4 + 2Mg (1100 ° C) → 2MgCl 2 + Zr   Actualmente el metal se obtiene mediante dos procesos: ¿Cómo lo obtenemos? También se puede realizar la electrólisis de sales fundidas, obteniéndose el circonio en polvo que puede utilizarse en pulvimetalurgia.

9. El principal productor de circonio es Australia , con un 70% de la producción mundial. Método Van Arkel : disociación del yoduro de circonio que da lugar una esponja de circonio metal denominada cristal-bar. Permite obtener un metal más puro. Crystal -bar ( Z r)

10. Propiedades Propiedades atómicas y químicas Masa atómica (uma) : 91,224 Número atómico : 40 Número másico : Valencia: +3, +4 Radio atómico (Å): 1,60 Radio covalente (Å): 1,48 Radio iónico (Å): 0,80 (+4) Electrones por nivel de energía: 2,8,18,10,2 Configuración electrónica : [Kr]4d 2 5s 2 Estructura atómica cristalina : hexagonal Energía de ionización (kJ/mol ): 660 Electronegatividad : 1,33 (Pauling). Electrones por nivel de energía :  

11. Propiedades físicas Densidad (g/cm 3 ): 6,506 Volumen atómico (cm 3 /mol): 14,02 Punto de ebullición (ºC): 4409 Punto de fusión (ºC): 1855 Descripción : metal de color blanco-grisáceo. Es dúctil, maleable, brillante. Es buen conductor del calor y de la electricidad. Es , en general resistente a la corrosión. El circonio no es reactivo a temperatura ambiente. Sin embargo a temperaturas elevadas es muy reactivo con elementos no metálicos y muchos de los elementos metálicos, y forma compuestos sólidos y en solución. Cuando está finamente dividido puede arder espontáneamente en contacto con el aire . Temperatura R eactividad

12. Propiedades nucleares: isótopos Nombre Abundancia (%) Masa atómica (uma) Circonio-90 51,46 89,9043 Circonio-91 11,23 90,9053 Circonio-92 17,11 91,9046 Circonio-94 17,38 93,9063 Circonio-96 2,8 95,9083 El circonio tiene 5 isótopos estables Tiene varios más pero éstos no son estables

13. ¿Para qué se usa el circonio? Industria nuclear Revestimiento de los elementos de combustible, ya que tiene una sección de baja absorción de neutrones térmicos. Industria química Aleado con níquel, es muy resistente a la corrosión. En la fabricación de acero para conferir una mayor resistencia al material. Como abrasivo y pigmento blanco de la porcelana . El óxido de circonio para crisoles de laboratorio con una resistencia a los cambios de temperatura y revestimiento interior de hornos metalúrgicos Como "getter" (afinador de vacío, es decir, eliminar trazas de gases) en lámparas de vacío, , bulbos de flash, hilado de rayón, filamentos de lámparas, etc.

14. Industria médica y sanitaria Fabricación de aparatos de prótesis (como dientes artificiales) puesto que es bien tolerado por los tejidos humanos y en instrumentos quirúrgicos. Joyería El óxido de circonio se emplea como piedra preciosa denominada circonita que imita al diamante. Fabricación de hojas de corte, como cuchillos Industria del vidrio y la cerámica Material refractario (óxido de circonio)

15. El circonio no es tóxico. El contacto con él o alguno de sus compuestos no produce consecuencias, aunque algunas personas son alérgicas a ellos. Esa alergia se manifiesta por la aparición de granulomas no malignos. La inhalación de aspersores que contienen ciertos compuestos y polvos metálicos de zirconio tiene efectos inflamatorios. El circonio en nuestra salud… ¿ Cuánto circonio hay en tu cuerpo? Para averiguarlo puedes entrar en esta pagina web: http://www.webelements.com/zirconium/biology.html

16. Es curioso saber que… El mineral más antiguo que existe sobre la corteza terrestre es el circón (silicato de circonio) En la Edad Media se creía que el zircón procuraba el sueño, favorecía el honor y la sabiduría y alejaba los malos espíritus. El Dr. John Valley de la Universidad de Wisconsin en Madison ya demostró usando estos minerales que los continentes rocosos y el agua líquida se formaron en la Tierra mucho antes de lo que se suponía, hace alrededor de 4.200 millones de años El Circonio es un 55% mas pesado que el diamante real

17. Bibliografía Libro: Cómo fueron descubiertos los elementos químicos. Autor: D.N.Trifónov y V.D.Trifónov . Editorial mir Paginas web: http://herramientas.educa.madrid.org/tabla/ http://environmentalchemistry.com/yogi/periodic/ http://www.laboratoriodentalcrespo.com/Informacion%20ZirkonZahn.htm http://www.webelements.com/ http://www.lenntech.es/periodica/elementos/zr.htm http://www.uam.es/docencia/elementos/spV21/sinmarcos/elementos/zr.html http://www.periodni.com/es/zr.html http://www.educaplus.org/sp2002/6usos/zr6.html