Η βασική διαφορά μεταξύ του αφνίου και του ζιρκονίου είναι ότι το άφνιο έχει συγκριτικά χαμηλή πυκνότητα από το ζιρκόνιο, το οποίο έχει υψηλή πυκνότητα.
Το άφνιο και το ζιρκόνιο έχουν παρόμοιες χημικές ιδιότητες, όπως δίνονται παρακάτω σε αυτό το άρθρο, γεγονός που καθιστά δύσκολο τον χημικό διαχωρισμό τους μεταξύ τους.
Τι είναι το Hafnium;
Το άφνιο είναι ένα χημικό στοιχείο με ατομικό αριθμό 72 και το χημικό σύμβολο Hf. Εμφανίζεται ως γυαλιστερό, ασημί-γκρι μέταλλο που εμπίπτει στην κατηγορία των τετρασθενών μετάλλων μετάπτωσης. Χημικά μοιάζει με ζιρκόνιο. Ως εκ τούτου, μπορούμε να βρούμε άφνιο και σε πολλά ορυκτά ζιρκονίου. Αυτό το μέταλλο βρίσκεται στην ομάδα 4 και την περίοδο 6 του περιοδικού πίνακα, και υπάρχει στο μπλοκ d των στοιχείων. Αυτό το χημικό στοιχείο βρέθηκε το 1923 από τους Coster και Hevesy ως το δεύτερο τελευταίο σταθερό στοιχείο. Το τελευταίο σταθερό στοιχείο είναι το ρήνιο.
Εικόνα 01: Hafnium
Σε θερμοκρασία και πίεση δωματίου, αυτό το χημικό στοιχείο εμφανίζεται ως στερεό μέταλλο και έχει επίσης υψηλά σημεία τήξης και βρασμού. Η πιο κοινή και σταθερή κατάσταση οξείδωσης για το άφνιο είναι +4. Φυσικά, εμφανίζεται σε μια αρχέγονη φύση και έχει την κρυσταλλική δομή μιας εξαγωνικής κλειστής δομής. Είναι παραμαγνητικό μέταλλο. Επιπλέον, είναι ένα όλκιμο μέταλλο που είναι ανθεκτικό στη διάβρωση.
Κυρίως, το άφνιο είναι χρήσιμο στην κατασκευή ράβδων ελέγχου για πυρηνικούς αντιδραστήρες. Ωστόσο, η χρήση του αφνίου είναι πολύ μικρή λόγω της στενής ομοιότητάς του με το ζιρκόνιο, γεγονός που το καθιστά εύκολα αντικαταστάσιμο. Η δυσκολία διαχωρισμού και η λιγότερη αφθονία το καθιστούν επίσης ένα σπάνιο μέταλλο. Επιπλέον, είναι χρήσιμο στην κατασκευή κάποιων κραμάτων με σίδηρο, τιτάνιο, νιόβιο, ταντάλιο κ.λπ. Είναι επίσης χρήσιμο στην κατασκευή μικροεπεξεργαστών.
Τι είναι το Ζιρκόνιο;
Το ζιρκόνιο είναι ένα χημικό στοιχείο που έχει το χημικό σύμβολο Zr και τον ατομικό αριθμό 40. Το όνομα προέρχεται από το ορυκτό ζιρκόνιο, την πηγή του ζιρκονίου. Είναι ένα λαμπερό, ασημί-λευκό μέταλλο που μοιάζει με άφνιο. Είναι μεταβατικό μέταλλο. Αυτό το χημικό στοιχείο εμφανίζεται στην ομάδα 4 και την περίοδο 5 του περιοδικού πίνακα και είναι επίσης στοιχείο d μπλοκ.
Εικόνα 02: Ζιρκόνιο
Το ζιρκόνιο είναι ένα όλκιμο και ελατό μέταλλο που υπάρχει σε στερεή κατάσταση σε θερμοκρασία και πίεση δωματίου. Όταν έχει ακαθαρσίες, το μέταλλο γίνεται σκληρό και εύθραυστο. Σε μορφή σκόνης, είναι πολύ εύφλεκτο, ενώ η στερεά του είναι λιγότερο επιρρεπής σε ανάφλεξη. Επιπλέον, αυτό το μέταλλο είναι πολύ ανθεκτικό στη διάβρωση που προκαλείται από αλκάλια, οξέα, αλμυρό νερό και άλλους παράγοντες.
Όταν εξετάζετε τις εφαρμογές του, είναι κυρίως χρήσιμο σε εφαρμογές σε υψηλές θερμοκρασίες. Επιπλέον, είναι χρήσιμο ως αδιαφανοποιητής, ως καλούπια για τηγμένα μέταλλα, κατασκευή εργαστηριακών χωνευτηρίων, ως πυρίμαχο υλικό για μεταλλουργικούς κλιβάνους, ως συστατικό σε ορισμένα λειαντικά κ.λπ.
Διαχωρισμός Ζιρκονίου και Αφνίου
Δεδομένου ότι το μέταλλο ζιρκόνιο και το μέταλλο άφνιο έχουν παρόμοιες χημικές ιδιότητες, η μόλυνση του ζιρκονίου με άφνιο ή το αντίστροφο δεν είναι προβληματική για τις περισσότερες από τις εφαρμογές τους. Ωστόσο, οι ιδιότητες απορρόφησης νετρονίων τους έχουν μεγάλη διαφορά που καθιστά σημαντικό τον διαχωρισμό των δύο μετάλλων μεταξύ τους. Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε εκχύλιση υγρού-υγρού, κλασματική κρυστάλλωση, εκχυλιστική απόσταξη κ.λπ., για αυτόν τον διαχωρισμό.
Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ του αφνίου και του ζιρκονίου;
- Το άφνιο και το ζιρκόνιο έχουν τον ίδιο αριθμό ηλεκτρονίων σθένους.
- Έχουν παρόμοιες χημικές ιδιότητες και δραστικότητα.
- Και τα δύο έχουν παρόμοια σχετικιστικά αποτελέσματα.
- Είναι δύσκολο να διαχωριστούν το ένα από το άλλο λόγω χημικής ομοιότητας.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ του αφνίου και του ζιρκονίου;
Το άφνιο και το ζιρκόνιο έχουν παρόμοιες χημικές ιδιότητες, όπως δίνονται παρακάτω σε αυτό το άρθρο, γεγονός που καθιστά δύσκολο τον χημικό διαχωρισμό τους μεταξύ τους. Η βασική διαφορά μεταξύ του αφνίου και του ζιρκονίου είναι ότι το άφνιο έχει συγκριτικά χαμηλή πυκνότητα, ενώ το ζιρκόνιο έχει υψηλή πυκνότητα. Επιπλέον, η απορρόφηση νετρονίων του αφνίου είναι περίπου 600 φορές μεγαλύτερη από το ζιρκόνιο.
Το παρακάτω infographic παραθέτει τις διαφορές μεταξύ αφνίου και ζιρκονίου σε μορφή πίνακα για σύγκριση δίπλα-δίπλα.
Σύνοψη – Hafnium vs Zirconium
Το άφνιο και το ζιρκόνιο είναι μέταλλα μετάπτωσης. Μοιάζουν μεταξύ τους γιατί έχουν παρόμοιες χημικές ιδιότητες. Η βασική διαφορά μεταξύ του αφνίου και του ζιρκονίου είναι ότι το άφνιο έχει σχετικά χαμηλή πυκνότητα, ενώ το ζιρκόνιο έχει υψηλή πυκνότητα.
