זירקוניום כלוריד, ידוע גם כזירקוניום (IV) כלוריד or ZrCl4, הוא תרכובת הנפוצה במגוון תעשיות ומחקר מדעי.זהו מוצק גבישי לבן עם נוסחה מולקולרית שלZrCl4ומשקל מולקולרי של 233.09 גרם/מול.זירקוניום כלורידהוא מאוד תגובתי ויש לו מגוון רחב של יישומים, החל מזרזים וסינתזה כימית ועד לייצור של קרמיקה וזכוכית.במאמר זה, נבחן כיצדזירקוניום כלורידעשוי.
הסינתזה שלזירקוניום כלורידכרוך בתגובה ביןתחמוצת זירקוניוםאו מתכת זירקוניום ומימן כלורי.זירקוניה (ZrO2) משמש בדרך כלל כחומר המוצא בשל זמינותו ויציבותו.התגובה יכולה להתבצע בנוכחות חומר מפחית כגון פחמן או מימן כדי לקדם את ההמרה שלתחמוצת זירקוניום iלאמתכת זירקוניום.
ראשון,זירקוניהמעורבב עם חומר מפחית ומוכנס לכלי תגובה.לאחר מכן מוכנס גז מימן כלורי לכלי התגובה, מה שגורם לתגובה להתרחש.התגובה עשויה להיות אקסותרמית, כלומר היא משחררת חום, וצריכה להתבצע 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 כלוריד.התגובה ממשיכה עד הכלתחמוצת זירקוניוםמומר לחלוטין לזירקוניום (IV) כלורידומים.
לאחר השלמת התגובה, התערובת המתקבלת מתקררת וה-זירקוניום כלורידנאסף.למרות זאת,זירקוניום כלורידקיים בדרך כלל בצורה hydrated, כלומר מכיל מולקולות מים במבנה הגבישי שלו.להשיגזירקוניום כלוריד נטול מים, לחותזירקוניום כלורידמחומם בדרך כלל או מיובש בוואקום כדי להסיר מולקולות מים.
הטוהר שלזירקוניום כלורידהוא קריטי עבור יישומים ספציפיים.לכן, ייתכן שיידרשו שלבי טיהור נוספים כדי להסיר כל זיהומים או לחות.טכניקות טיהור נפוצות כוללות סובלימציה, התגבשות חלקית וזיקוק.שיטות אלה יכולות לחלץזירקוניום כלוריד בטוהר גבוה, שהוא קריטי עבור מגוון רחב של תעשיות כולל יישומי אלקטרוניקה וגרעין.
לסיכום,זירקוניום כלורידמסונתז על ידי התגובה שלתחמוצת זירקוניוםומימן כלורי.תגובה זו דורשת תנאים מבוקרים ומתבצעת בדרך כלל בטמפרטורות גבוהות.המתקבלזירקוניום כלורידמתקבל בדרך כלל בצורה מיובשת, עם שלבים נוספים הנדרשים להשגת זירקוניום כלוריד נטול מים.ניתן להשתמש בטכניקות טיהור כדי להשיג טהורזירקוניום כלורידעבור יישומים ספציפיים.הייצור שלזירקוניום כלורידהוא תהליך חשוב, מה שהופך אותו לשימוש נרחב בתעשיות שונות ובמחקר מדעי.
זמן פרסום: נובמבר-10-2023