איך להכין זירקוניום כלוריד?

זירקוניום כלוריד, ידוע גם בשםזירקוניום (IV) כלוריד or ZRCL4, הוא מתחם הנפוץ במגוון תעשיות ומחקר מדעי. זהו מוצק גבישי לבן עם פורמולה מולקולרית שלZRCL4ומשקל מולקולרי של 233.09 גרם/מול.זירקוניום כלורידהוא תגובתי מאוד ובעל מגוון רחב של יישומים, מזרזים וסינתזה כימית ועד ייצור קרמיקה ומשקפיים. במאמר זה נבחן כיצדזירקוניום כלורידמיוצר.

הסינתזה שלזירקוניום כלורידכרוך בתגובה ביןתחמוצת זירקוניוםאו זירקוניום מתכת ומימן כלוריד.זירקוניה (ZRO2) משמש בדרך כלל כחומר ההתחלה בגלל זמינותו ויציבותו. ניתן לבצע את התגובה בנוכחות חומר מפחית כמו פחמן או מימן לקידום ההמרה שלתחמוצת זירקוניום intoמתכת זירקוניום.

רֵאשִׁית,זירקוניהמעורבב עם חומר מצמצם ומונח לכלי תגובה. לאחר מכן מכניסים גז מימן כלוריד לכלי התגובה, וגורם לתגובה להתרחש. התגובה עשויה להיות אקסותרמית, כלומר היא משחררת חום, והיא צריכה להתבצע בתנאים מבוקרים כדי למנוע סכנות אפשריות. התגובה ביןתחמוצת זירקוניוםומימן כלוריד 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 כלורידו התגובה נמשכת עד הכלתחמוצת זירקוניוםמומר לחלוטין לזירקוניום (IV) כלורידומים.

לאחר השלמת התגובה, התערובת המתקבלת מתקררת וה-זירקוניום כלורידנאסף. אוּלָם,זירקוניום כלורידבדרך כלל קיים בצורה לחות, כלומר הוא מכיל מולקולות מים במבנה הגביש שלו. להשיגזירקוניום כלוריד נטול מים, לחותזירקוניום כלורידבדרך כלל מחומם או מיובש ואקום להסרת מולקולות מים.

טוהרזירקוניום כלורידהוא קריטי ליישומים ספציפיים. לפיכך, יתכן שיידרש שלבי טיהור נוספים כדי להסיר כל זיהום או לחות. טכניקות טיהור נפוצות כוללות סובלימציה, התגבשות שברירית וזקקה. שיטות אלה יכולות לחלץזירקוניום כלוריד טוהר, שהוא קריטי למגוון תעשיות כולל אלקטרוניקה ויישומים גרעיניים.

לסיכום,זירקוניום כלורידמסונתז על ידי התגובה שלתחמוצת זירקוניוםומימן כלוריד. תגובה זו דורשת תנאים מבוקרים והיא מתבצעת בדרך כלל בטמפרטורות גבוהות. הכתוצאה מכךזירקוניום כלורידבדרך כלל מתקבל בצורה מיובשת, עם צעדים נוספים הנדרשים להשגת זירקוניום כלוריד נטול מים. ניתן להשתמש בטכניקות טיהור כדי להשיג טהורזירקוניום כלורידליישומים ספציפיים. ייצור שלזירקוניום כלורידהוא תהליך חשוב, מה שהופך אותו בשימוש נרחב בענפים שונים ובמחקר מדעי.