Óxido de circonio (IV)
Óxido de circonio - ZrO 2 ( dióxido de circonio ), cristales incoloros , t pl = 2715 °C. El óxido de circonio es uno de los óxidos metálicos más refractarios.
El dióxido de circonio exhibe propiedades anfóteras , insoluble en agua y soluciones acuosas de la mayoría de los ácidos y álcalis , sin embargo, se disuelve en ácido fluorhídrico :
- Se disuelve en ácido sulfúrico concentrado con la adición de sulfato de amonio con calentamiento prolongado:
![{\displaystyle {\mathsf {ZrO_{2}+2H_{2}SO_{4}+(NH_{4})_{2}SO_{4}{\xrightarrow[{}]{300^{o}C} }(NH_{4})_{2}Zr(SO_{4})_{3}+2H_{2}O}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/3199e75fcf5098a95e70e3643400fc3db54e176e)
- Interactúa con fundidos alcalinos:
![{\displaystyle {\mathsf {ZrO_{2}+2NaOH{\xrightarrow[{}]{t^{o}C}}Na_{2}ZrO_{3}+H_{2}O}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/304dc29f26e29da35bed668150eeee26a1d9636d)
- Traducimos a un estado soluble mediante cloración en presencia de carbono:
![{\displaystyle {\mathsf {ZrO_{2}+2C+2Cl_{2}{\xrightarrow[{}]{t^{o}C}}ZrCl_{4}+2CO}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/7cbfb1697635781cf9ced7b1862bc34d50078b25)
La zirconia existe en tres formas cristalinas:
- monoclínica estable , que se presenta naturalmente como el mineral baddeleyita .
- tetragonal metaestable a temperatura media , presente en muchas cerámicas de circonio . La transición de la fase tetragonal del dióxido de circonio a la monoclínica va acompañada de un aumento de volumen, lo que aumenta la resistencia de tales cerámicas: las tensiones mecánicas en la punta de una microfisura en crecimiento inician una transición de fase de la modificación tetragonal a la monoclínica, y , como resultado, aumentos locales de volumen y, en consecuencia, de presión, lo que estabiliza la microfisura, ralentizando su crecimiento.
- cúbico inestable de alta temperatura . Grandes cristales transparentes de zirconia cúbica, estabilizados por impurezas de óxidos de magnesio, itrio , calcio , cerio u otros metales, debido a su alto índice de refracción y dispersión , se utilizan en joyería como imitación de diamantes ; en la URSS , tales cristales fueron llamados fianitas , del Instituto de Física de la Academia de Ciencias , donde fueron sintetizados por primera vez.
En la industria, el dióxido de circonio se utiliza en la producción de refractarios, cerámicas , esmaltes y vidrios a base de circonio . Se utiliza en odontología para la fabricación de coronas dentales . Se utiliza como material superduro .
En la vida cotidiana se utiliza como material para cuchillos de cerámica económicos, cuya ventaja es que no es necesario afilarlos. La desventaja de tales productos es la tinción estable de su superficie con rastros de productos o metales durante la fricción, así como la fragilidad: si se maneja sin cuidado, la hoja se astilla y pierde su filo, y puede romperse.
Cuando se calienta, la zirconia conduce la corriente, que a veces se usa para hacer que los elementos calefactores sean resistentes al aire a temperaturas muy altas. La zirconia calentada es capaz de conducir iones de oxígeno como un electrolito sólido. Esta propiedad se utiliza en analizadores de oxígeno industriales y pilas de combustible .
Literatura
- Química inorgánica / ed. Yu.D. Tretiakov. - M. : Academia, 2007. - T. 3. - 352 p.
- Enciclopedia Química / Ed.: Zefirov N.S. y otros.- M .: Gran Enciclopedia Rusa, 1998. - T. 5 (Tri-Yatr). — 783 pág. — ISBN 5-85270-310-9 .
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