Zirkoniumklorid, også kjent somzirkonium(IV)klorid or ZrCl4, er en forbindelse som ofte brukes i en rekke bransjer og vitenskapelig forskning. Det er et hvitt krystallinsk fast stoff med en molekylær formel påZrCl4og en molekylvekt på 233,09 g/mol.Zirkoniumklorider svært reaktiv og har et bredt spekter av bruksområder, fra katalysatorer og kjemisk syntese til produksjon av keramikk og glass. I denne artikkelen skal vi se på hvordanzirkoniumklorider laget.
Syntesen avzirkoniumkloridinnebærer reaksjonen mellomzirkoniumoksideller zirkoniummetall og hydrogenklorid.Zirkoniumoksid (ZrO2) brukes ofte som utgangsmateriale på grunn av dets tilgjengelighet og stabilitet. Reaksjonen kan utføres i nærvær av et reduksjonsmiddel som karbon eller hydrogen for å fremme omdannelsen avzirkoniumoksid intozirkoniummetall.
Først,zirkoniablandes med et reduksjonsmiddel og plasseres i en reaksjonsbeholder. Hydrogenkloridgass introduseres deretter i reaksjonsbeholderen, noe som forårsaker reaksjonen. Reaksjonen kan være eksoterm, som betyr at den frigjør varme, og bør utføres under kontrollerte forhold for å forhindre potensielle farer. Reaksjonen mellomzirkoniumoksidog hydrogenklorid er som følger:
ZrO2 + 4HCl → ZrCl4 + 2H2O
Reaksjonen utføres vanligvis ved høye temperaturer, vanligvis mellom 400 og 600 grader Celsius, for å sikre fullstendig omdannelse avzirkoniumoksidinn izirkoniumkloridReaksjonen fortsetter inntil altzirkoniumoksider fullstendig omgjort tilzirkonium(IV)kloridog vann.
Når reaksjonen er fullført, avkjøles den resulterende blandingen, ogzirkoniumklorider samlet inn. Imidlertid,zirkoniumkloridfinnes vanligvis i hydrert form, som betyr at den inneholder vannmolekyler i krystallstrukturen. For å oppnåvannfri zirkoniumklorid, hydrertzirkoniumkloridblir vanligvis varmet opp eller vakuumtørket for å fjerne vannmolekyler.
Renheten tilzirkoniumklorider kritisk for spesifikke bruksområder. Derfor kan det være nødvendig med ytterligere rensetrinn for å fjerne urenheter eller fuktighet. Vanlige renseteknikker inkluderer sublimering, fraksjonert krystallisering og destillasjon. Disse metodene kan ekstraherezirkoniumklorid med høy renhet, som er kritisk for en rekke industrier, inkludert elektronikk og kjernekraftapplikasjoner.
For å oppsummere,zirkoniumkloridsyntetiseres ved reaksjonen avzirkoniumoksidog hydrogenklorid. Denne reaksjonen krever kontrollerte forhold og utføres vanligvis ved høye temperaturer. Den resulterendezirkoniumkloridoppnås vanligvis i hydrert form, med ytterligere trinn som kreves for å oppnå vannfri zirkoniumklorid. Renseteknikker kan brukes for å oppnå renzirkoniumkloridfor spesifikke bruksområder. Produksjonen avzirkoniumklorider en viktig prosess, noe som gjør den mye brukt i ulike bransjer og vitenskapelig forskning.
Publisert: 10. november 2023