זירקוניום כלוריד, המכונה גםזירקוניום(IV) כלוריד or ZrCl4, היא תרכובת הנפוצה במגוון תעשיות ובמחקר מדעי. זהו מוצק גבישי לבן עם נוסחה מולקולרית שלZrCl4ומשקל מולקולרי של 233.09 גרם/מול.זירקוניום כלורידהוא בעל ריאקטיביות גבוהה ויש לו מגוון רחב של יישומים, החל מזרזים וסינתזה כימית ועד לייצור קרמיקה וזכוכית. במאמר זה נבחן כיצדזירקוניום כלורידעשוי.
הסינתזה שלזירקוניום כלורידכרוך בתגובה ביןתחמוצת זירקוניוםאו מתכת זירקוניום ומימן כלורי.זירקוניה (ZrO2) משמש בדרך כלל כחומר מוצא בשל זמינותו ויציבותו. ניתן לבצע את התגובה בנוכחות חומר מחזר כגון פחמן או מימן כדי לקדם את ההמרה שלתחמוצת זירקוניום iאנטומתכת זירקוניום.
רֵאשִׁית,זירקוניהמעורבב עם חומר מחזר ומושם בכלי תגובה. לאחר מכן מוחדר גז מימן כלורי לתוך כלי התגובה, מה שגורם להתרחשות התגובה. התגובה עשויה להיות אקסותרמית, כלומר היא משחררת חום, ויש לבצעה בתנאים מבוקרים כדי למנוע סכנות פוטנציאליות. התגובה ביןתחמוצת זירקוניוםומימן כלורי הוא כדלקמן:
ZrO2 + 4HCl → ZrCl4 + 2H2O
התגובה מתבצעת בדרך כלל בטמפרטורות גבוהות, בדרך כלל בין 400 ל-600 מעלות צלזיוס, כדי להבטיח המרה מלאה שלתחמוצת זירקוניוםלְתוֹךזירקוניום כלורידהתגובה ממשיכה עד שכלתחמוצת זירקוניוםמומר לחלוטין לזירקוניום (IV) כלורידומים.
לאחר השלמת התגובה, התערובת המתקבלת מקוררת ו...זירקוניום כלורידנאסף. עם זאת,זירקוניום כלורידקיים בדרך כלל בצורה מיובשת, כלומר הוא מכיל מולקולות מים במבנה הגבישי שלו. כדי להשיגזירקוניום כלוריד נטול מים, לחותזירקוניום כלורידבדרך כלל מחומם או מיובש בוואקום כדי להסיר מולקולות מים.
טוהר הזירקוניום כלורידקריטי עבור יישומים ספציפיים. לכן, ייתכן שיידרשו צעדי טיהור נוספים כדי להסיר זיהומים או לחות. טכניקות טיהור נפוצות כוללות סובלימציה, גיבוש חלקי וזיקוק. שיטות אלו יכולות לחלץזירקוניום כלוריד בעל טוהר גבוה, שהוא קריטי עבור מגוון תעשיות, כולל אלקטרוניקה ויישומים גרעיניים.
לסיכום,זירקוניום כלורידמסונתז על ידי תגובה שלתחמוצת זירקוניוםומימן כלורי. תגובה זו דורשת תנאים מבוקרים ומתבצעת בדרך כלל בטמפרטורות גבוהות. התוצאהזירקוניום כלורידמתקבל בדרך כלל בצורה מימית, עם שלבים נוספים הנדרשים כדי להשיג זירקוניום כלוריד נטול מים. ניתן להשתמש בטכניקות טיהור כדי להשיג טהורזירקוניום כלורידעבור יישומים ספציפיים. ייצורזירקוניום כלורידזהו תהליך חשוב, מה שהופך אותו לשימוש נרחב בתעשיות שונות ובמחקר מדעי.
זמן פרסום: 10 בנובמבר 2023