Pin
Send
Share
Send


Hafnium (simbol kimia HF, nomor atom 72) adalah logam abu - abu berkilau keperakan. Secara kimia, ini menyerupai zirkonium dan ditemukan dalam mineral zirkonium. Ini digunakan dalam paduan tungsten dalam filamen dan elektroda dan juga bertindak sebagai penyerap neutron pada batang kendali di pembangkit listrik tenaga nuklir.

Kejadian

Logam hafnium

Hafnium ditemukan dikombinasikan dalam senyawa zirkonium alami tetapi tidak ada sebagai unsur bebas di alam. Mineral yang mengandung zirkonium, seperti alvite (Hf, Th, Zr) SiO4 H2O, thortveitite dan zircon (ZrSiO4), biasanya mengandung antara satu dan lima persen hafnium. Hafnium dan zirconium memiliki chemistry yang hampir identik, yang membuat keduanya sulit untuk dipisahkan. Sekitar setengah dari semua logam hafnium yang diproduksi diproduksi oleh produk sampingan dari penyempurnaan zirkonium. Ini dilakukan melalui pengurangan hafnium (IV) klorida dengan magnesium atau natrium dalam proses Kroll.

Sejarah

Hafnium (Latin Hafnia untuk "Kopenhagen," kota kelahiran Niels Bohr) ditemukan oleh Dirk Coster dan Georg von Hevesy pada 1923 di Kopenhagen, Denmark. Berdasarkan Teori Bohr, elemen ini diperkirakan terkait dengan zirkonium, dan akhirnya ditemukan di mineral zirkon melalui analisis spektroskopi sinar-X yang dilakukan di Norwegia.

Logam ini dipisahkan dari zirkonium melalui rekristalisasi berulang amonium ganda atau kalium fluorida oleh Jantzen dan von Hevesey. Hafnium logam pertama kali disiapkan oleh Anton Eduard van Arkel dan Jan Hendrik de Boer dengan melewatkan uap tetraiodida di atas filamen tungsten yang dipanaskan.

Fakultas Sains Universitas Kopenhagen menggunakan gambar bergaya hafnium di segelnya.

Karakteristik penting

Hafnium adalah logam transisi yang terletak pada periode enam tabel periodik, antara lutetium dan tantalum. Selain itu, terletak di grup empat (grup sebelumnya 4B), tepat di bawah zirkonium. Ini ulet dan tahan korosi, dan sifat kimianya sangat mirip dengan zirkonium. Sifat-sifat hafnium sangat dipengaruhi oleh pengotor zirkonium dan dua elemen ini adalah yang paling sulit untuk dipisahkan. Satu-satunya perbedaan penting di antara mereka adalah kepadatan-zirkoniumnya sekitar setengah padatnya seperti hafnium.

Logam ini tahan terhadap alkali pekat, tetapi halogen bereaksi dengannya membentuk hafnium tetrahalides. Pada suhu yang lebih tinggi hafnium bereaksi dengan oksigen, nitrogen, karbon, boron, belerang, dan silikon. Hafnium karbida adalah senyawa biner paling tahan api yang dikenal, dan hafnium nitrida adalah yang paling tahan api dari semua nitrida logam yang dikenal, dengan titik leleh 3310 ° C.

Isomer nuklir Hf-178-m2 juga merupakan sumber kaskade sinar gamma yang energinya total mencapai 2,45 MeV per peluruhan. Ini penting karena memiliki energi eksitasi tertinggi dari setiap isomer berumur panjang yang sebanding dari setiap elemen. Satu gram Hf-178-m2 murni akan mengandung sekitar 1.330 megajoule energi, setara dengan meledak sekitar 317 kilogram (700 pon) TNT. Kemungkinan aplikasi yang membutuhkan penyimpanan energi yang sangat terkonsentrasi seperti itu menarik. Misalnya, telah dipelajari sebagai sumber daya yang memungkinkan untuk laser sinar gamma.

Aplikasi

Hafnium digunakan untuk membuat batang kendali untuk reaktor nuklir karena kemampuannya untuk menyerap neutron (penampang serapan neutron termal hampir 600 kali lipat zirkonium), sifat mekanik yang sangat baik, dan ketahanan terhadap korosi yang luar biasa.

Penggunaan lainnya:

  • Pada lampu yang diisi gas dan lampu pijar, untuk mengais oksigen dan nitrogen.
  • Sebagai elektroda dalam pemotongan plasma karena kemampuannya untuk melepaskan elektron ke udara.
  • Dalam paduan dengan besi, titanium, niobium, tantalum, dan logam lainnya.
  • Hafnium dioksida adalah kandidat untuk isolator gerbang High-K di generasi mendatang dari sirkuit terintegrasi.

Usulan penggunaan

  • DARPA telah sesekali mendanai program-program di AS untuk menentukan kemungkinan menggunakan isomer nuklir hafnium (Hf-178-m2 yang disebutkan di atas) untuk membangun senjata kecil, hasil tinggi dengan mekanisme pemicu x-ray sederhana - sebuah aplikasi dari emisi gamma yang diinduksi. Pekerjaan itu mengikuti lebih dari dua dekade penelitian dasar oleh komunitas internasional tentang cara untuk melepaskan energi yang tersimpan atas permintaan. Ada banyak oposisi terhadap program ini, baik karena gagasan itu mungkin tidak berhasil1 dan karena negara-negara yang tidak terlibat mungkin merasakan "celah senjata isomer" yang dibayangkan yang akan membenarkan pengembangan lebih lanjut dan penimbunan senjata nuklir konvensional mereka. Usulan terkait adalah menggunakan isomer yang sama untuk memberi daya pada Kendaraan Udara Tak Berawak,2 yang bisa tetap mengudara selama berminggu-minggu.

Tindakan pencegahan

Kehati-hatian perlu diambil saat membuat hafnium karena ketika itu dibagi menjadi partikel halus, itu adalah piroforik dan dapat terbakar secara spontan di udara. Senyawa yang mengandung logam ini jarang ditemui oleh kebanyakan orang dan logam murni biasanya tidak beracun tetapi semua senyawanya harus ditangani seolah-olah mereka beracun (meskipun tampaknya ada bahaya terbatas untuk individu yang terpapar).

Lihat juga

Catatan

  1. ↑ Tinjauan fisika yang mendasari pada artikel Fisika Hari ini 1994 Diperoleh pada 15 Desember 2007.
  2. ↑ //www.informationclearinghouse.info/article1534.htm Diperoleh pada 15 Desember 2007.

Referensi

  • Chang, Raymond. 2006 Kimia. Edisi ke 9 New York: Sains / Teknik / Matematika McGraw-Hill. ISBN 0073221031
  • Cotton, F. Albert, dan Geoffrey Wilkinson. 1980 Kimia Anorganik Tingkat Lanjut. 4th ed. New York: Wiley. ISBN 0-471-02775-8
  • Greenwood, N.N. dan A. Earnshaw. 1998 Kimia Unsur. 2nd ed. Oxford, UK; Burlington, MA: Butterworth-Heinemann, Elsevier Science. ISBN 0750633654
  • "Hafnium" Laboratorium Nasional Los Alamos, Divisi Kimia. Diakses pada 15 Desember 2007.
  • van Arkel, A.E., dan J.H. de Boer. 1925. Persiapan logam titanium murni, zirkonium, hafnium, dan thorium. Zeitschrift untuk Anorganische dan Allgemeine Chemie 148:345-350.

Tautan eksternal

Semua tautan diambil 24 Juli 2017.

Pin
Send
Share
Send