Hafnium

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie

Hafnium, chemická značka Hf, (lat. Hafnium) je šedý až stříbřitě bílý, kovový prvek, chemicky velmi podobný zirkoniu. Hlavní uplatnění nalézá jako složka některých speciálních slitin.

[editovat] Základní fyzikálně-chemické vlastnosti

kovové hafnium
kovové hafnium

Atomové číslo: 72
Relativní atomová hmotnost: 178,49 amu
Hustota: 13,31 g/cm3
Teplota tání: 2 233 °C , 2 506 K
Teplota varu: 4 633 °C , 4 876 K
Tvrdost: 5,5 v Mohsově stupnici tvrdosti

Hafnium je šedý až stříbřitě bílý, středně tvrdý, poměrně vzácný těžký kov.

Vyznačuje se mimořádnou chemickou stálostí - je zcela netečný k působení vody a odolává působení většiny běžných minerálních kyselin i roztoků alkalických hydroxidů. Pro jeho rozpouštění je nejúčinnější kyselina fluorovodíková HF nebo její směsi s jinými minerálními kyselinami.

Chemicky je velmi silně podobné zirkoniu , doprovází jej prakticky ve všech minerálech a horninách a proto je příprava velmi čistého hafnia velmi náročný problém.

Ve sloučeninách se vyskytuje především v mocenství Hf+4, ale jsou známy i sloučeniny Hf+3 a Hf+2.

Hafnium bylo objeveno roku 1923 v dánském hlavním městě Kodani, podle jehož latinského jména bylo také pojmenováno. Objeviteli jsou chemici Dirk Coster a Georg von Hevesy.

[editovat] Výskyt a výroba

Hafnium je v zemské kůře řídkým prvkem, jeho obsah se odhaduje na přibližně 4,5 mg/kg. V mořské vodě je jeho koncentrace natolik nízká, že ji nelze přesně určit ani nejcitlivějšími analytickými technikami. Udává se proto, že jeho obsah je nižší než 0,000 008 mg/l. Ve vesmíru připadá jeden atom hafnia na 200 miliard atomů vodíku.

Hafnium se v přírodě vyskytuje pouze ve formě sloučenin. V minerálech vždy doprovází zirkonium v množství 1 – 5 % a minerály obsahující samostatně hafnium nejsou známy. Z významnějších minerálů zirkonia lze jmenovat baddeleyit, zirkon, zirkelit, a uhligit.

Mezi hlavní oblasti těžby minerálů a hornin s výrazným zastoupením zirkonia patří Austrálie, Brazílie, Indie, Rusko, a USA.

Průmyslová výroba hafnia spočívá především v jeho separaci od zirkonia, protože při Krollově procesu, který je dnes základním postupem pro rozklad a separaci zirkoniových rud je výsledným produktem směs Zr + Hf.

Jejich vzájemná separace se provádí buď frakční destilací chloridů nebo na ionexových kolonách.

[editovat] Použití a sloučeniny

Vzhledem ke svému nízkému výskytu a nákladné výrobě nemá hafnium příliš velké praktické uplatnění. Jeho hlavním zdrojem je proces čištění kovového zirkonia pro účely jaderné energetiky.

Vysoký bod tání a odolnost hafnia jej určují jako jeden z materiálů pro výrobu klasických žárovkových vláken, v nichž je vlákno rozžhaveno průchodem elektrického proudu na takovou teplotu, že se zdrojem viditelného světla (elektromagnetického záření v oblasti vlnových délek 360 – 900 nm).

Z hafnia se vyrábějí elektrody pro plazmové řezání kovů a sváření.

Společně se zirkoniem, niobem, tantalem a titanem je složkou speciálních slitin s velkou odolností proti korozi a vysokým teplotám.

Při výrobě polovodičů a integrovaných obvodů nalézá uplatnění oxid hafnia HfO2.

logo Wikimedia Commons
Wikimedia Commons nabízí multimediální obsah k tématu

Periodická tabulka chemických prvků
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
H (přehled) He
Li Be B C N O F Ne
Na Mg Al Si P S Cl Ar
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
Cs Ba * Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
Fr Ra ** Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Uub Uut Uuq Uup Uuh Uus Uuo
 
*Lanthanoidy  La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
**Aktinoidy  Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr
 
Skupiny prvků: Kovy - Nekovy - Polokovy - Blok s - Blok p - Blok d - Blok f