Контрольные работы, курсовые, дипломные, рефераты, а также подготовка докладов, чертежей, лабораторных работ, презентаций и еще много всего. Недорого и быстро.

Узнать больше...

Главная страница сайта Шпаргалки для учащихся
Помощь в решении задач по предметам Убойные фотки по химии
Сочинения (больше 4000) Жестяной юмор из жизни учащихся
Вернуться в меню книги об истории открытия химических элементов

Всегда вместе (цирконий и гафний)

Цирконий —дитя атомного века. Его высокая коррозионная стойкость по отношению ко многим веществам, хорошие теплопроводность и деформируемость, а также малое сечение захвата тепловых нейтронов сделали этот элемент незаменимым в атомной технике. Сегодня цирконий можно считать классическим материалом для ядерных реакторов.

Цирконий открыл (в виде окисла ZrO2) уже упоминавшийся химик и аптекарь М.Клапрот в 1789 г. В том же году Клапрот открыл и уран. Исследуя привезенный с Цейлона драгоценный камень под названием "царгун", он выделил новый окисел, который назвал "цирконовой землей" (название связано с минералом цирконом; к минералам этого типа относился и "царгун'\ имеющий cqnoMeHHo^enTbiu цвет, но бывающий и бесцветным)». Открытие Клапрота явилось результатом его великолепного искусства аналитика. Анализом циркона занимались несколько химиков до Клапрота, но нового металла ни один из них не обнаружил. Несколькими годами позже Клапрот нашел "цирконовую землю" и в драгоценном камне гиацинте (это тоже разновидность циркона — силикат циркония ZrSiO4).

Металлический цирконий впервые получил Берцелиус в 1824 г. в виде черного порошка при нагревании фторцирконата калия с калием. Металл был очень загрязнен, в основном окисью циркония ZrO2.

Содержание примесей в цирконии снижают практически теми же методами, что и в титане. Уже в 1914 г, удалось получить относительно чистый

цирконий путем нагрева тетрахлорида циркония ZrCl4 с очень чистым натрием в стальной бомбе. Цирконий наивысшей чистоты разложения получили ван Аркел, де Бур и Фаст в 1925—1926 гг. путем термического разложения йодида циркония ZrI4. Этот йодидный метод нашел применение и в промышленности. Для получения циркония из его соединений могут быть использованы еще три способа: восстановление четыреххлористого циркония магнием или натрием (способ Кролля); электролиз расплавленной смеси фторцирконата калия K2ZrF6 с хлористым натрием NaCl; восстановление фторцирконата калия натрием (метод Берцелиуса).

Однако в технологии получения циркония есть еще один неизбежный и сложный этап — отделение циркония от его постоянного спутника гафния. Вследствие большого поперечного сечения захвата нейтронов гафний, даже если его примесь в цирконии ничтожна, резко ухудшает необходимые атомщикам свойства циркония. И в то же время ионные радиусы гафния и циркония примерно одинаковы, а это очень затрудняет их разделение. Сейчас проблема отделения гафния от циркония — одна из важнейших в развитии ядерной техники. Для такого разделения используют различие растворимости, температур кипения, коэффициентов распределения и других характеристик соединений гафния и циркония. Таким способом путем многократной очистки удается получить чистые соединения циркония и гафния.

Гафний - элемент № 72 - был открыт в 1922 г. венгерским физико-химиком Дьёрдем Хевеши (1885—1966 гг.) и голландцем Дирком Косте-ром ( род. 1889 г.), но это открытие было подготовлено развитием теоретической физики того времени. Незадолго до начала первой мировой войны молодой английский химик Мозли опубликовал несколько работ, в которых показывалась закономерная взаимосвязь между атомным числом элемента и его рентгеновским спектром. Закон Мозли позволил точно предсказать число еще не известных элементов периодической системы. У одного из них должен был быть атомный номер 72. Но в каком же из известных в то время минералов следовало искать этот элемент? Французский химик Жорж Урбен (1872-1938 гг.), который в 1905-1907 гг. открыл лютеций, считал, что он спектральным анализом обнаружил новый элемент в растворимых фракциях лютеция. Тогда он назвал его кельтием. Но разразившаяся первая мировая война надолго прервала его работы. Только в 1922 г. Урбен вернулся к своему кельтию.

Но примерно в это время Нильс Бор опубликовал свою интерпретацию периодической системы элементов на базе квантовой теории строения атома. Из его работ следовало, что элемент № 72 не принадлежит к группе редкоземельных металлов, а должен быть гомологом циркония. Таким образом, следы нового элемента могли оказаться в циркониевых минералах. Считалось, что элемент № 72 может иметься лишь в очень малых количествах, поэтому на его поиски были направлены самые чувствительные методы анализа. Для этих целей как нельзя лучше подходила рентгеновская спектроскопия. Бор дал задание Хевеши и Костеру, работавшим тогда в его институте в Копенгагене, поискать элемент № 72 в норвежском цирконе. Предположение Бора подтвердилось. В речи по поводу присуждения ему Нобелевской премии в 1922 г. он сообщил, что Хевеши и Костеру удалось с помо-

щью рентгеновской спектроскопии обнаружить элемент № 72 в циркониевых минералах. Несколько позже сообщение об этом появилось в английском журнале "Нейчур". В честь города Копенгагена новый элемент получил имя "гафний" (по-латыни Копенгаген назывался Гафния).

По интенсивности рентгеновских линий гафния исследователи сделали вывод о его примерном содержании в циркониевых минералах. Они нашли также, что путем многократной фракционной кристаллизации двойных фторидов калия и аммония типа K2 [ ZrF6 [ и K2] HfF6 [ можно достичь заметного обогащения кристаллов гафнием и даже полного отделения гафния от его "хозяина" циркония.

Возникший между Урбеном, с одной стороны, и Хевеши и Костером, с другой, спор за приоритет был однозначно решен в пользу последних. И все же вполне вероятно, что гафний может присутствовать и в минералах редкоземельных металлов, но он практически всегда сопутствует цирконию.

Самая детальная информация Шиномонтажное оборудование тут.

 

 

Вы находитесь на сайте Xenoid v2.0:
если вам нужно быстро, подробно и недорого
решить контрольную - обращайтесь. Возможны консультации
онлайн. См. раздел "Решение задач".

 

 

 

Copyright © 2005-2013 Xenoid v2.0

Использование материалов сайта возможно при условии указания активной ссылки
Химия: решение задач