Der Hauptunterschied zwischen Hafnium und Zirkonium besteht darin, dass Hafnium eine vergleichsweise geringe Dichte hat als Zirkonium, das eine hohe Dichte hat.
Hafnium und Zirkonium haben sehr ähnliche chemische Eigenschaften, wie unten in diesem Artikel angegeben, was es schwierig macht, sie chemisch voneinander zu trennen.
Was ist Hafnium?
Hafnium ist ein chemisches Element mit der Ordnungszahl 72 und dem chemischen Symbol Hf. Es erscheint als glänzendes, silbrig-graues Metall, das in die Kategorie der vierwertigen Übergangsmetalle fällt. Es ähnelt chemisch Zirkonium. Daher finden wir Hafnium auch in vielen Zirkoniummineralien. Dieses Metall kann in Gruppe 4 und Periode 6 des Periodensystems gefunden werden und existiert im d-Block der Elemente. Dieses chemische Element wurde 1923 von Coster und Hevesy als vorletztes stabiles Element gefunden. Das letzte stabile Element ist Rhenium.
Abbildung 01: Hafnium
Bei Zimmertemperatur und -druck liegt dieses chemische Element als festes Metall vor und es hat auch einen hohen Schmelz- und Siedepunkt. Die häufigste und stabilste Oxidationsstufe für Hafnium ist +4. Natürlich kommt es in einer ursprünglichen Natur vor, und es hat die Kristallstruktur einer hexagonal dicht gepackten Struktur. Es ist ein paramagnetisches Metall. Außerdem ist es ein duktiles Metall, das korrosionsbeständig ist.
Hafnium ist vor allem bei der Herstellung von Steuerstäben für Kernreaktoren nützlich. Die Verwendung von Hafnium ist jedoch aufgrund seiner großen Ähnlichkeit mit Zirkonium sehr gering, was es leicht austauschbar macht. Die Schwierigkeit, es zu trennen, und ein geringeres Vorkommen machen es auch zu einem knappen Rohstoffmetall. Darüber hinaus ist es nützlich bei der Herstellung einiger Legierungen mit Eisen, Titan, Niob, Tantal usw. Es ist auch nützlich bei der Herstellung von Mikroprozessoren.
Was ist Zirkonium?
Zirkonium ist ein chemisches Element mit dem chemischen Symbol Zr und der Ordnungszahl 40. Der Name kommt vom Mineral Zirkon, der Quelle von Zirkonium. Es ist ein glänzendes, silbrig-weißes Metall, das Hafnium ähnelt. Es ist ein Übergangsmetall. Dieses chemische Element kommt in Gruppe 4 und Periode 5 des Periodensystems vor und ist auch ein d-Block-Element.
Abbildung 02: Zirkonium
Zirkonium ist ein duktiles und formbares Metall, das bei Raumtemperatur und -druck im festen Zustand vorliegt. Bei Verunreinigungen wird das Metall hart und spröde. In seiner Pulverform ist es leicht entzündlich, während die feste Form weniger anfällig für Entzündungen ist. Außerdem ist dieses Metall sehr widerstandsfähig gegen Korrosion durch Laugen, Säuren, Salzwasser und andere Mittel.
Wenn man seine Anwendungen betrachtet, ist es hauptsächlich in Hochtemperaturanwendungen nützlich. Darüber hinaus ist es nützlich als Trübungsmittel, als Form für geschmolzene Metalle, zur Herstellung von Labortiegeln, als feuerfestes Material für metallurgische Öfen, als Bestandteil einiger Schleifmittel usw.
Trennung von Zirkonium und Hafnium
Da Zirkoniummetall und Hafniummetall ähnliche chemische Eigenschaften haben, ist eine Verunreinigung von Zirkonium mit Hafnium oder umgekehrt für die meisten ihrer Anwendungen unproblematisch. Ihre neutronenabsorbierenden Eigenschaften weisen jedoch einen großen Unterschied auf, weshalb es wichtig ist, die beiden Metalle voneinander zu trennen. Wir können Flüssig-Flüssig-Extraktion, fraktionierte Kristallisation, extraktive Destillation usw. für diese Trennung verwenden.
Was sind die Ähnlichkeiten zwischen Hafnium und Zirkonium?
- Hafnium und Zirkonium haben die gleiche Anzahl an Valenzelektronen.
- Sie haben sehr ähnliche chemische Eigenschaften und Reaktivität.
- Beide haben ähnliche relativistische Effekte.
- Aufgrund chemischer Ähnlichkeit sind sie schwer voneinander zu trennen.
Was ist der Unterschied zwischen Hafnium und Zirkonium?
Hafnium und Zirkonium haben sehr ähnliche chemische Eigenschaften, wie unten in diesem Artikel angegeben, was es schwierig macht, sie chemisch voneinander zu trennen. Der Hauptunterschied zwischen Hafnium und Zirkonium besteht darin, dass Hafnium eine vergleichsweise geringe Dichte hat, während Zirkonium eine hohe Dichte hat. Darüber hinaus ist die Neutronenabsorption von Hafnium etwa 600-mal größer als die von Zirkonium.
Die folgende Infografik listet die Unterschiede zwischen Hafnium und Zirkonium in tabellarischer Form zum direkten Vergleich auf.
Zusammenfassung – Hafnium vs. Zirkonium
Hafnium und Zirkonium sind Übergangsmetalle. Sie ähneln einander, weil sie ähnliche chemische Eigenschaften haben. Der Hauptunterschied zwischen Hafnium und Zirkonium besteht darin, dass Hafnium eine vergleichsweise geringe Dichte hat, während Zirkonium eine hohe Dichte hat.
