জিরকোনিয়াম: ইতিহাস, বৈশিষ্ট্য, কাঠামো, ঝুঁকি, ব্যবহার - রসায়ন - 2025

জিরকোনিয়াম একটি ধাতব উপাদান যে পর্যায় সারণি এবং যা রাসায়নিক প্রতীক যথ দ্বারা প্রতিনিধিত্ব করা হয় দলের প্রতি 4 জনের মধ্যে অবস্থিত। এটি টাইটানিয়াম হিসাবে একই গ্রুপের অন্তর্গত, এটি নীচে এবং হাফনিয়ামের উপরে।

"সার্কাস" এর সাথে এর নামের কোনও সম্পর্ক নেই, তবে খনিজগুলির সোনালি বা সোনার রঙের সাথে যেখানে এটি প্রথমবারের জন্য স্বীকৃত হয়েছিল। পৃথিবীর ভূত্বক এবং মহাসাগরগুলিতে আয়ন আকারে এর পরমাণুগুলি সিলিকন এবং টাইটানিয়ামের সাথে যুক্ত, সুতরাং এটি বালু এবং নুড়িগুলির একটি উপাদান।

ধাতু জিরকোনিয়াম বার। সূত্র: ড্যানি পেং

তবে এটি বিচ্ছিন্ন খনিজগুলিতেও পাওয়া যায়; জিরকন, একটি জিরকোনিয়াম অর্থোসিলিকেট সহ। অনুরূপভাবে, আমরা baddeleyite যা এটির অক্সাইড, ZrO এর mineralogical ফর্ম অনুরূপ উল্লেখ করতে পারেন ₂ নামক zirconia। এই নামগুলির জন্য এটি স্বাভাবিক: 'জিরকোনিয়াম', 'জিরকন' এবং 'জিরকোনিয়া' মিশ্রিত করতে এবং বিভ্রান্তি সৃষ্টি করে।

এর আবিষ্কারক ছিলেন মার্টিন হেনরিখ ক্লাপ্রোথ, 1789 সালে; অপরিষ্কার ও নিরাকার আকারে প্রথম ব্যক্তি যোন জ্যাকব বার্জেলিয়াস ছিলেন 1824 সালে। বছর পরে, উচ্চতর বিশুদ্ধতার জিরকন নমুনাগুলি অর্জনের জন্য প্রক্রিয়াগুলি তৈরি করা হয়েছিল এবং এর বৈশিষ্ট্যগুলি আরও গভীরতর হওয়ার সাথে সাথে এর প্রয়োগগুলি বৃদ্ধি পেয়েছিল।

জিরকোনিয়াম একটি রৌপ্য সাদা ধাতু (শীর্ষ চিত্র) যা ক্ষয়ের বিরুদ্ধে উচ্চ প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং বেশিরভাগ অ্যাসিডের বিরুদ্ধে উচ্চ স্থায়িত্ব রাখে; হাইড্রোফ্লিউরিক এবং গরম সালফিউরিক অ্যাসিড ব্যতীত। এটি একটি অ-বিষাক্ত উপাদান, যদিও এটি তার পাইরোফোরিসিটির কারণে সহজেই আগুন ধরতে পারে, বা এটি পরিবেশের পক্ষে ক্ষতিকারক হিসাবে বিবেচিত হয় না।

ক্রুশিবিলস, ফাউন্ড্রি ছাঁচ, ছুরি, ঘড়ি, পাইপ, চুল্লি, জাল হীরা ইত্যাদি উপকরণগুলি জিরকনিয়াম, এর অক্সাইড এবং এর মিশ্রণগুলি থেকে তৈরি করা হয়েছিল। তাই, টাইটানিয়াম, একটি বিশেষ ধাতু এবং একটি ভাল প্রার্থীর সাথে একসাথে এমন সামগ্রী তৈরি করার সময় যা প্রতিকূল অবস্থার সাথে লড়াই করতে হবে।

অন্যদিকে, জিরকোনিয়াম থেকে আরও পরিশ্রুত অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য উপকরণগুলি ডিজাইন করা সম্ভব হয়েছে; উদাহরণস্বরূপ: অর্গনোমেটালিক ফ্রেমওয়ার্ক বা জৈব ধাতব ফ্রেমওয়ার্কগুলি, যা অন্যদের মধ্যে ভিন্নধর্মী অনুঘটক, শোষণকারী, অণুর সঞ্চয়, প্রবেশযোগ্য দ্রব হিসাবে কাজ করতে পারে।

ইতিহাস

স্বীকার

প্রাচীন সভ্যতা ইতিমধ্যে জিরকনিয়াম খনিজগুলি সম্পর্কে জানত, বিশেষত জিরকন, যা সোনার অনুরূপ রঙের সোনার রত্ন হিসাবে প্রদর্শিত হয়; সেখান থেকে এটির নাম 'জারগুন' শব্দ থেকে যার অর্থ 'সোনালি রঙ', কারণ এর অক্সাইডটি প্রথমবারের জন্য খনিজ জারগান থেকে স্বীকৃত হয়েছিল, এটি জিরকন (একটি জিরকোনিয়াম অর্থোসিলিকেট) দ্বারা রচিত।

এই স্বীকৃতিটি জার্মান রসায়নবিদ মার্টিন ক্লাপ্রোথ 1789 সালে স্যার লঙ্কা থেকে (তৎকালীন সিলোন দ্বীপ নামে পরিচিত) তোলা একটি প্যালেটের নমুনাটি অধ্যয়নরত অবস্থায় করেছিলেন এবং যা তিনি ক্ষার দ্বারা দ্রবীভূত করেছিলেন। তিনি এই অক্সাইডকে জিরকোনিয়ার নাম দিয়েছিলেন এবং দেখতে পান যে এটি খনিজগুলির 70% গঠন করে। তবে, এটি এটিকে ধাতব আকারে কমাতে তার প্রয়াসে ব্যর্থ হয়েছিল।

আলাদা করা

১৮০৮ সালে স্যার হামফ্রে ডেভিও একই পদ্ধতি ব্যবহার করে ধাতব পটাসিয়াম এবং সোডিয়াম বিচ্ছিন্ন করতে সক্ষম হয়ে জিরকোনিয়া হ্রাস করার চেষ্টা করেছিলেন। 1824 সাল পর্যন্ত সুইডিশ রসায়নবিদ জ্যাকব বারজেলিয়াস তার পটাসিয়াম ফ্লোরাইড (কে ₂ জেআরএফ ₆) ধাতব পটাসিয়ামের মিশ্রণ গরম করে অশুচি এবং নিরাকার জিরকোনিয়াম অর্জন করেছিলেন ।

তবে, বার্জেলিয়াস জিরকনিয়াম বিদ্যুতের দুর্বল কন্ডাক্টর ছিল, পাশাপাশি কোনও ব্যবহারের জন্য এটি একটি অকার্যকর উপাদান ছিল যা তার জায়গায় অন্য ধাতব সরবরাহ করতে পারে।

ক্রিস্টাল বার প্রক্রিয়া

জিরকোনিয়াম এক শতাব্দীর জন্য ভুলেই গিয়েছিল, ১৯২৫ সালে ডাচ বিজ্ঞানীরা আন্তন এডুয়ার্ড ভ্যান আরকেল এবং জ্যান হেন্ড্রিক ডি বোয়ার উচ্চতর বিশুদ্ধতার সাথে ধাতব জিরকোনিয়াম পাওয়ার জন্য স্ফটিক বারের প্রক্রিয়াটি তৈরি করেছিলেন।

এই প্রক্রিয়াটিতে জিরকোনিয়াম টেট্রায়োডাইড, জেডআরআই ₄, একটি ভাস্বর টিংস্টেন ফিলামেন্টে গরম করার সমন্বয়ে গঠিত হয়েছিল, যাতে জেডআর ⁴⁺ জেআর- তে কমিয়ে আনা হয়; এবং ফলস্বরূপ ছিল যে জিরকনিয়ামের একটি স্ফটিক বার বার টুংস্টেন লেপেছিল (প্রথম চিত্রের মতো এটি)।

ক্রোল প্রক্রিয়া

পরিশেষে, ক্রল প্রক্রিয়াটি আরও উচ্চতর বিশুদ্ধতার ধাতব জিরকোনিয়াম পেতে এবং কম খরচে 1945 সালে প্রয়োগ করা হয়েছিল, যেখানে জিরকোনিয়াম টেট্রাক্লোরাইড, জেআরসিএল ₄, টেট্রাইডাইডের পরিবর্তে ব্যবহৃত হয়।

প্রাকৃতিক ও রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য

শারীরিক চেহারা

একটি জাঁকজমকপূর্ণ পৃষ্ঠ এবং রূপালী রঙের সাথে ধাতু। যদি এটি চালায় তবে এটি গা dark় ধূসর হয়ে যায়। সূক্ষ্মভাবে বিভক্ত এটি একটি ধূসর এবং নিরাকার পাউডার (অতি উচ্চারণে বলা)।

পারমাণবিক সংখ্যা

40

পেষক ভর

91.224 গ্রাম / মোল

গলনাঙ্ক

1855.C

স্ফুটনাঙ্ক

4377 ºC

স্বতঃশক্তি তাপমাত্রা

330 ºC

ঘনত্ব

ঘরের তাপমাত্রায়: 6.52 গ্রাম / সেমি ³

গলে যাওয়ার সময়: 5.8 গ্রাম / সেমি ³

ফিউশন গরম

14 কেজে / মোল

বাষ্পীভবনের উত্তাপ

591 কেজে / মোল

মোলার তাপ ক্ষমতা

25.36 জে / (মোল কে)

তড়িৎ

পলিং স্কেলে 1.33

আয়নীকরণ শক্তি

প্রথম: 640.1 কেজে / মল (জেডআর ⁺ গ্যাস)

-সেকেন্ড: 1270 কেজে / মল (জেডআর ²⁺ বায়বীয়)

তৃতীয়: 2218 কেজে / মল (জেডআর ³⁺ বায়বীয়)

তাপ পরিবাহিতা

22.6 ডাব্লু / (এম কে)

বৈদ্যুতিক প্রতিরোধ ক্ষমতা

20 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেডে 421 nΩ মি

মহস কঠোরতা

5.0

রিঅ্যাকটিবিটি

জিরকনিয়াম প্রায় সমস্ত শক্তিশালী অ্যাসিড এবং ঘাঁটিতে অদ্রবণীয়; পাতলা, ঘন বা গরম এটি তার প্রতিরক্ষামূলক অক্সাইড স্তরটির কারণে, যা বায়ুমণ্ডলের সংস্পর্শে আসার সাথে সাথে ধাতব প্রলেপ দেওয়া এবং ক্ষয় হতে বাধা দেওয়ার সাথে সাথে দ্রুত গঠন করে। তবে এটি হাইড্রোফ্লোরিক অ্যাসিডে খুব দ্রবণীয় এবং গরম সালফিউরিক অ্যাসিডে কিছুটা দ্রবণীয়।

এটি সাধারণ পরিস্থিতিতে পানির সাথে প্রতিক্রিয়া করে না, তবে হাইড্রোজেন ছাড়তে উচ্চ তাপমাত্রায় এটির বাষ্পগুলির সাথে প্রতিক্রিয়া করে:

Zr + 2 H ₂ O → ZrO ₂ + 2 H ₂

এবং এটি উচ্চ তাপমাত্রায় হ্যালোজেনগুলির সাথে সরাসরি প্রতিক্রিয়া জানায়।

কাঠামো এবং বৈদ্যুতিন কনফিগারেশন

ধাতব বন্ধন

জিরকোনিয়াম পরমাণুগুলি তাদের ধাতব বন্ধনকে ধন্যবাদ দিয়ে একে অপরের সাথে যোগাযোগ করে, যা তাদের ভ্যালেন্স ইলেক্ট্রন দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয় এবং তাদের বৈদ্যুতিন কনফিগারেশন অনুসারে এগুলি 4 ডি এবং 5 এর কক্ষপথে পাওয়া যায়:

4 ডি ² 5 এস ²

সুতরাং, সিরক ভ্যালেন্স ব্যান্ড গঠনের জন্য জিরকনিয়ামে চারটি ইলেকট্রন রয়েছে, স্ফটিকের সমস্ত জেআর পরমাণুর যথাক্রমে 4 ডি এবং 5 এস কক্ষপথের ওভারল্যাপের পণ্য the নোট করুন যে এটি পর্যায় সারণির 4 নং গ্রুপে জিরকোনিয়াম অবস্থিত এই সত্যের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ।

এই "বৈদ্যুতিন সমুদ্র" এর ফলাফল, স্ফটিকের সমস্ত দিকেই প্রচারিত ও বিকৃত রূপে তৈরি করা একটি সংহতি শক্তি যা অন্যান্য ধাতবগুলির তুলনায় জিরকনিয়ামের তুলনামূলকভাবে উচ্চ গলনাঙ্ক (1855ºC) প্রতিফলিত হয়।

স্ফটিক পর্যায়ক্রমে

তেমনি, এই বাহিনী বা ধাতব বন্ডটি জেআর অণুগুলিকে একটি কমপ্যাক্ট ষড়ভুজ কাঠামো (এইচসিপি) সংজ্ঞায়িত করার আদেশ দেওয়ার জন্য দায়ী; এটি এর দুটি স্ফটিক পর্যায়গুলির মধ্যে প্রথম যা α-Zr হিসাবে চিহ্নিত করা হয়।

এদিকে, দ্বিতীয় স্ফটিক পর্যায়, β-Zr, ঘন কাঠামোটি দেহকে কেন্দ্র করে (বিসিসি) হয়, যখন জিরকোনিয়ামটি 863 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেড হয় is চাপ বাড়লে, β-Zr এর সিসি কাঠামোটি বিকৃত হয়ে যাবে; এটি বিকৃত করে যেহেতু জেডআর পরমাণুর মধ্যে দূরত্বটি সংক্ষিপ্ত এবং সংক্ষিপ্ত হয়।

জারণ সংখ্যা

জিরকোনিয়ামের বৈদ্যুতিন কনফিগারেশনটি একবারে প্রকাশিত হয় যে এটির পরমাণু চার্জ পর্যন্ত ইলেক্ট্রন হারাতে সক্ষম যদি এটি তার চেয়ে বেশি বৈদ্যুতিন উপাদানগুলির সাথে মিলিত হয়। সুতরাং, যদি কেশন জেডআর ⁴⁺ এর অস্তিত্ব ধরে নেওয়া হয়, যার আয়নিক চার্জের ঘনত্ব খুব বেশি, তবে এর সংখ্যা বা জারণের অবস্থা হবে +4 বা জেআর (আইভি)।

আসলে, এটি এর জারণ সংখ্যার প্রধান এবং সবচেয়ে স্থিতিশীল। উদাহরণস্বরূপ, যৌগের নিম্নলিখিত সিরিজের +4 যেমন জিরকোনিয়াম আছে: ZrO ₂ (যথ ⁴⁺ হে ₂ ^2-), যথ (WO ₄) ₂, ZrBr ₄ (যথ ⁴⁺ ব্রাউ ₄ ^-) এবং ZrI ₄ (যথ ^{4 +} আমি ₄ ^-)।

জিরকোনিয়ামে অন্যান্য ইতিবাচক জারণ সংখ্যাও থাকতে পারে: +1 (জেডআর ⁺), +২ (জেডআর ²⁺) এবং +3 (জেড ³⁺); তবে এর যৌগগুলি খুব বিরল, তাই এই বিষয়টি যখন আলোচনা করা হয় তখন এগুলি খুব কমই বিবেচনা করা হয়।

নেতিবাচক জারণ সংখ্যার সাথে জিরকোনিয়ামকে কম বিবেচনা করা হয়: -1 (জেআর ^-) এবং -2 (জেআর ^2-), "জিরকোনাইডস" আয়নগুলির অস্তিত্ব ধরে নিয়েছে।

অবস্থার গঠনের জন্য, সেগুলি অবশ্যই বিশেষ হতে হবে, এটির সাথে যে উপাদানটি সংযুক্ত করা হয় তার অবশ্যই জিরকোনিয়ামের তুলনায় একটি বৈদ্যুতিন গতিশীলতা থাকতে হবে, বা এটি অবশ্যই একটি রেণুর সাথে আবদ্ধ হতে হবে; যেমনটি অ্যানিয়োনিক কমপ্লেক্স ^{2- এর} সাথে ঘটেছিল, যেখানে সিওর ছয়টি অণু একটি কেন্দ্র জেআর ^{2- এর} সাথে সমন্বয় করে ।

কোথায় পাবেন এবং প্রাপ্ত করবেন

গোমেদ-মণি

শক্ত জিরকন স্ফটিকগুলি কোয়ার্টজ এমবেড করা হয়েছে। সূত্র: রব ল্যাভিনস্কি, আইআরকস ডটকম - সিসি-বাই-এসএ-3.0

জিরকোনিয়াম পৃথিবীর ভূত্বক এবং সমুদ্রের মধ্যে যথেষ্ট পরিমাণে উপাদান element এর প্রধান আকরিকটি খনিজ জিরকন (উপরের চিত্র), যার রাসায়নিক গঠনটি ZrSiO ₄ বা ZrO ₂ · SiO ₂; এবং একটি ক্ষুদ্রতর ডিগ্রী হয়, তার অভাব কারণে খনিজ baddeleyite, যা zirconia, ZrO প্রায় সম্পূর্ণরূপে গঠিত হয় ₂ ।

জিরকোনিয়াম সিলিকন এবং টাইটানিয়ামের সাথে সংযুক্ত হওয়ার জন্য একটি শক্তিশালী ভূ-রাসায়নিক প্রবণতা দেখায়, এই কারণেই এটি সমুদ্র সৈকত, বালু জলাশয় এবং হ্রদের তলগুলির বালুকণি এবং নুড়িগুলি সমৃদ্ধ করছে, সেইসাথে আগ্নেয় শিলাগুলিও নষ্ট হয়নি that ।

ক্রোল চিকিত্সা এবং প্রক্রিয়া

অতএব, জিরকন স্ফটিকগুলি প্রথমে রুটিল এবং ইলম্যানাইট, টিআইও ₂, এবং কোয়ার্টজ, সিও ₂ থেকে পৃথক করতে হবে । এর জন্য, বালু সংগ্রহ করা হয় এবং সর্পিল ঘনত্বে স্থাপন করা হয়, যেখানে তাদের ঘনত্বের পার্থক্যের উপর নির্ভর করে তাদের খনিজগুলি পৃথক হয়ে যায়।

তারপরে টাইটানিয়াম অক্সাইডগুলি চৌম্বক ক্ষেত্র প্রয়োগ করে পৃথক করা হয়, যতক্ষণ না বাকী শক্তটিতে কেবল জিরকন থাকে না (আর টিআইও ₂ বা সিও _{2 থাকে না})। এটি সম্পন্ন হয়ে গেলে, ক্রোল প্রক্রিয়াতে টাইটানিয়ামের সাথে ক্লোরিন গ্যাস জেডআরও ₂ কে জেড্রিল _{4 এ} রূপান্তর করতে হ্রাসকারী এজেন্ট হিসাবে ব্যবহৃত হয়:

ZrO ₂ + 2Cl ₂ + 2C (900 ° C) → ZrCl ₄ + 2CO

এবং অবশেষে, ZrCl ₄ গলিত ম্যাগনেসিয়ামের সাথে হ্রাস করা হয়েছে:

ZrCl ₄ + 2Mg (1100 ° C) → 2MgCl ₂ + Zr

জেডআরও ₂ থেকে সরাসরি হ্রাস না করার কারণটি হ'ল কার্বাইডগুলি গঠন করতে পারে যা হ্রাস করা আরও বেশি কঠিন। উত্পন্ন জিরকোনিয়াম স্পঞ্জ হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিড দ্রবণ দিয়ে ধুয়ে নেওয়া হয় এবং ধাতব জিরকোনিয়াম রড তৈরি করতে হিলিয়ামের জড় পরিবেশের নীচে গলে যায়।

জিরকোনিয়াম থেকে হাফনিয়াম পৃথককরণ

পরমাণুগুলির মধ্যে রাসায়নিক মিলের কারণে জিরকনিয়ামটির রচনাটিতে হাফনিয়ামের কম শতাংশ (1 থেকে 3%) থাকে।

এটি একা আপনার বেশিরভাগ অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য সমস্যা নয়; তবে হাফনিয়াম নিউট্রনগুলির কাছে স্বচ্ছ নয়, অন্যদিকে জিরকোনিয়াম রয়েছে। সুতরাং, পারমাণবিক চুল্লিগুলি ব্যবহার করার জন্য ধাতব জিরকোনিয়ামকে হাফনিয়ামের অমেধ্য থেকে শুদ্ধ করতে হবে।

এটি অর্জনের জন্য, মিশ্রণ পৃথক করার কৌশলগুলি যেমন স্ফটিককরণ (তাদের ফ্লোরাইড সল্টগুলির) এবং ভগ্নাংশ পাতন (তাদের টিট্রাক্লোরিডগুলির) দ্রবণগুলি মিথাইল আইসোবটিল কেটোন এবং জল ব্যবহার করে ব্যবহৃত হয়।

সমস্থানিক

জিরকোনিয়াম চারটি স্থিতিশীল আইসোটোপ এবং একটি তেজস্ক্রিয়ের মিশ্রণ হিসাবে পৃথিবীতে পাওয়া যায়, তবে এত দীর্ঘ অর্ধজীবনের সাথে (টি _1/2 = 2.0 · 10 ¹⁹ বছর) যে এটি কার্যত কার্যকর হিসাবে স্থিতিশীল অন্যান্য.

এই পাঁচটি আইসোটোপ, তাদের নিজ নিজ প্রাচুর্য সহ, নীচে তালিকাভুক্ত করা হয়েছে:

- ⁹⁰ জেআর (51.45%)

- ⁹¹ জেআর (11.22%)

- ⁹² জেআর (17.15%)

- ⁹⁴ জেআর (17.38%)

- ⁹⁶ জেআর (উপরে বর্ণিত তেজস্ক্রিয় ২.৮০%)

91,224 ইউ এর গড় পারমাণবিক ভর হওয়া, যা ⁹¹ Zr এর চেয়ে ⁹⁰ Zr এর কাছাকাছি । এটি "ওজন" দেখায় যে এটির উচ্চতর পারমাণবিক ভর আইসোটোপগুলি যখন ওজনযুক্ত গড় গণনায় বিবেচনা করা হয়।

এছাড়া ⁹⁶ যথ সেখানে প্রকৃতির অন্য radioisotope হল: ⁹³ যথ (টি _1/2 = 1.53 · 10 ⁶ বছর)। তবে এটি ট্রেস পরিমাণে পাওয়া যায়, সুতরাং এটির গড় পারমাণবিক ভর, ৯১.২২২ ইউ এর অবদান নগণ্য। যে কারণে জিরকোনিয়াম তেজস্ক্রিয় ধাতু হিসাবে শ্রেণিবদ্ধ হওয়া থেকে দূরে।

জিরকোনিয়ামের পাঁচটি প্রাকৃতিক আইসোটোপ এবং রেডিওআইসোটোপ ⁹³ জেআর ছাড়াও অন্যান্য কৃত্রিম তৈরি করা হয়েছে (এখন পর্যন্ত ২৮), যার মধ্যে ^৮৮ টি জেআর (টি _{১ / ২} = ৮৩.৪ দিন), ⁸⁹ জেআর (টি _1/2 = 78.4 ঘন্টা) এবং ¹¹⁰ জেআর (30 মিলিসেকেন্ড)।

ঝুঁকি

ধাতু

জিরকোনিয়াম একটি তুলনামূলকভাবে স্থিত ধাতু, সুতরাং এর প্রতিক্রিয়াগুলির কোনওটিই জোরালো নয়; যদি না এটি একটি সূক্ষ্ম বিভক্ত পাউডার হিসাবে পাওয়া যায়। যখন একটি জিরকোনিয়া শীটের পৃষ্ঠটি স্যান্ডপেপার দিয়ে আঁচড়ে দেওয়া হয়, তখন এটি তার পাইরোফরিসিটির কারণে ভাস্বর স্পার্কগুলি নির্গত করে; তবে এগুলি সঙ্গে সঙ্গে বাতাসে নিভে যায় ex

তবে অক্সিজেনের উপস্থিতিতে জিরকোনিয়াম গুঁড়ো গরম করাকে আগুনের ঝুঁকির সম্ভাবনা যা বোঝায়: এটি 4460 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেড তাপমাত্রার শিখা দিয়ে জ্বলতে থাকে; ধাতুগুলির জন্য পরিচিত একটি অন্যতম।

জিরকোনিয়ামের তেজস্ক্রিয় আইসোটোপগুলি (⁹³ জেডআর এবং ⁹⁶ জেআর) এতো কম শক্তির বিকিরণ নির্গত করে যে তারা জীবের পক্ষে ক্ষতিকারক নয়। উপরের সমস্ত কিছু বলার পরে, মুহুর্তের জন্য এটি বলা যেতে পারে যে ধাতব জিরকোনিয়াম একটি অ-বিষাক্ত উপাদান।

স্থূলাণু

জিরকোনিয়াম আয়নগুলি, জেডআর ⁴⁺, কিছু নির্দিষ্ট খাবার (শাকসবজি এবং পুরো গম) এবং জীবের মধ্যে প্রকৃতিতে বিস্তৃতভাবে পাওয়া যায়। মানবদেহের গড় 250 মিলিগ্রাম জিরকোনিয়ামের ঘনত্ব রয়েছে এবং এখনও অবধি এমন কোনও গবেষণা নেই যা ব্যবহারের সামান্য পরিমাণের কারণে এটি লক্ষণ বা রোগের সাথে যুক্ত হয়েছে।

জেআর 4 ⁴⁺ এটির সাথে সম্পর্কিত অ্যানিশগুলির উপর নির্ভর করে ক্ষতিকারক হতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, উচ্চ ঘনত্বের জেডআরসিএল ₄ ইঁদুরের জন্য মারাত্মক হিসাবে প্রমাণিত হয়েছে, কুকুরগুলিকেও প্রভাবিত করে, কারণ এটি তাদের লোহিত রক্ত ​​কণিকার সংখ্যা হ্রাস করে।

জিরকোনিয়াম লবণ চোখ এবং গলাতে জ্বালা করে এবং তারা ত্বকে জ্বালা করতে পারে কি না তা পৃথক ব্যক্তির উপর নির্ভর করে। ফুসফুসের বিষয়ে, যারা দুর্ঘটনাক্রমে তাদের নিঃশ্বাস ত্যাগ করেছেন তাদের মধ্যে খুব কমই অস্বাভাবিকতার খবর পাওয়া গেছে। অন্যদিকে, এমন কোনও চিকিত্সা অধ্যয়ন নেই যা জিরকোনিয়াম কার্সিনোজেনিক তা প্রমাণ করে।

এটি মাথায় রেখেই বলা যেতে পারে যে ধাতব জিরকোনিয়া বা এর আয়নগুলি স্বাস্থ্যকর ঝুঁকির সৃষ্টি করে। যাইহোক, জিরকোনিয়াম যৌগগুলি রয়েছে এমন অায়োনগুলি রয়েছে যা স্বাস্থ্য এবং পরিবেশের উপর নেতিবাচক প্রভাব ফেলতে পারে, বিশেষত যদি তারা জৈব এবং সুগন্ধযুক্ত অ্যানিয়েন্স হয়।

অ্যাপ্লিকেশন

- ধাতু

জিরকনিয়াম, একটি ধাতু নিজেই, এর বৈশিষ্ট্যগুলির জন্য বিভিন্ন অ্যাপ্লিকেশন খুঁজে পায়। এর ক্ষয় প্রতিরোধের উচ্চতর প্রতিরোধ, এবং শক্তিশালী অ্যাসিড এবং ঘাঁটিগুলির আক্রমণ, পাশাপাশি অন্যান্য প্রতিক্রিয়াশীল পদার্থগুলি এটিকে প্রচলিত চুল্লি, পাইপ এবং হিট এক্সচেঞ্জার তৈরির জন্য আদর্শ উপাদান হিসাবে তৈরি করে।

তেমনিভাবে, জিরকোনিয়াম এবং এর অ্যালোজ অবাধ্য উপাদানগুলি তৈরি করা হয় যা চরম বা ভঙ্গুর অবস্থার বিরুদ্ধে লড়াই করতে হবে। উদাহরণস্বরূপ, এগুলি জাহাজ এবং স্থানের যানবাহনের জন্য ingালাই ছাঁচ, ব্যহ্যা এবং টারবাইন তৈরি করতে ব্যবহার করা হয় বা অস্ত্রোপচারের ডিভাইসগুলিতে জড় তৈরি করা হয় যাতে তারা দেহের টিস্যুগুলির সাথে প্রতিক্রিয়া না করে।

অন্যদিকে, এর পাইরোফরিসিটি অস্ত্র ও আতশবাজি তৈরিতে ব্যবহৃত হয়; যেহেতু খুব সূক্ষ্ম জিরকোনিয়াম কণাগুলি খুব সহজে জ্বলতে পারে, ভাস্বর স্পার্কগুলি নির্গত করে। উচ্চ তাপমাত্রায় অক্সিজেনের সাথে এর অসাধারণ প্রতিক্রিয়াটি এটিকে ভ্যাকুয়াম সিল টিউবগুলি এবং হালকা বাল্বের অভ্যন্তরে ধারণ করতে ব্যবহৃত হয়।

তবে সর্বোপরি এর সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ ব্যবহার হল পারমাণবিক চুল্লিগুলির উপাদান হিসাবে পরিবেশন করা, যেহেতু জিরকনিয়াম তেজস্ক্রিয় ক্ষয়গুলিতে প্রকাশিত নিউট্রনগুলির সাথে প্রতিক্রিয়া দেখায় না।

- জিরকোনিয়া

কিউবিক জিরকোনিয়া হীরা। সূত্র: পিক্সাবে।

জিরকোনিয়া (জিরো ₂) এর উচ্চ গলনাঙ্ক (2715 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেড) এটি অবাধ্য উপাদানগুলি তৈরির জন্য জিরকনিয়ামের আরও ভাল বিকল্প করে তোলে; উদাহরণস্বরূপ, ক্রুশিবলগুলি যা তাপমাত্রার আকস্মিক পরিবর্তনের বিরুদ্ধে প্রতিরোধ করে, শক্ত সিরামিকগুলি, ইস্পাতগুলির চেয়ে আরও ছুরি, গ্লাস, অন্যদের মধ্যে।

'কিউবিক জিরকোনিয়া' নামে পরিচিত বিভিন্ন ধরণের জিরকোনিয়া গহনাগুলিতে ব্যবহৃত হয় কারণ এটি ঝলকযুক্ত মুখযুক্ত হীরা (উপরের ছবি) এর সঠিক প্রতিলিপি তৈরি করতে ব্যবহার করা যেতে পারে।

- বিক্রয় এবং অন্যান্য

অজৈব বা জৈব জিরকোনিয়াম লবণের পাশাপাশি অন্যান্য যৌগগুলির মধ্যে অসংখ্য অ্যাপ্লিকেশন রয়েছে, যার মধ্যে আমরা উল্লেখ করতে পারি:

সিরামিকস এবং ভুয়া রত্নগুলি গ্লাস করতে ব্লু এবং হলুদ রঙ্গকগুলি (ZrSiO ₄)

-কার্বন ডাই অক্সাইড শোষণকারী (লি ₂ জিরো ₃)

- কাগজ শিল্পে কোডিং (জিরকোনিয়াম অ্যাসিটেটস)

-অ্যান্টিপারস্পায়েন্টস (জিরোকল ₂ এবং জিরকোনিয়াম এবং অ্যালুমিনিয়ামের জটিল লবণের মিশ্রণ)

- মুদ্রণের জন্য পেন্টস এবং কালি

- কিডনি ডায়ালাইসিস চিকিত্সা এবং জলে দূষিত অপসারণের জন্য (ফসফেটস এবং জিরকোনিয়াম হাইড্রোক্সাইড)

-Adhesives

জৈব অ্যামিনেশন, জারণ এবং হাইড্রোজেনেশনের প্রতিক্রিয়াগুলির জন্য চ্যাট বিশ্লেষকরা (কোনও জিরকোনিয়াম যৌগ যা অনুঘটক কার্যকলাপ দেখায়)

- সিমেন্টের তরলতা বাড়ানোর লক্ষণসমূহ

-আলকালী আয়ন ব্যাগযোগ্য ঘন

- অর্গোনমেটালিক ফ্রেম

জিরন ⁴⁺ আয়ন হিসাবে জিরকোনিয়াম পরমাণুগুলি অক্সিজেনের সাথে সমন্বয় বন্ধন গঠন করতে পারে, জেডআর ^{চতুর্থ} -O, এমনভাবে যাতে এটি অক্সিজেনযুক্ত জৈব লিগান্ডগুলির সমস্যা ছাড়াই যোগাযোগ করতে পারে; অর্থাৎ, জিরকোনিয়াম বিভিন্ন অর্গানমেটালিক যৌগ গঠনে সক্ষম।

এই সংশ্লেষগুলি সংশ্লেষণের পরামিতিগুলি নিয়ন্ত্রণ করে, অর্গনোমেটালিক ফ্রেমওয়ার্কগুলি তৈরি করতে ব্যবহার করা যেতে পারে, যা ধাতু জৈব ফ্রেমওয়ার্ক (এমওএফস, ইংরেজিতে এর সংক্ষিপ্তসার জন্য: ধাতব-জৈব ফ্রেমওয়ার্ক) নামে পরিচিত। এই উপাদানগুলি জিউলাইটের মতো অত্যন্ত ছিদ্রযুক্ত এবং আকর্ষণীয় ত্রিমাত্রিক কাঠামো থাকার কারণে দাঁড়িয়ে রয়েছে।

এর অ্যাপ্লিকেশনগুলি জিরকনিয়ামের সাথে সমন্বয়ের জন্য নির্বাচিত জৈব লিগ্যান্ডগুলি পাশাপাশি সংশ্লেষণের অবস্থার অনুকূলতা (তাপমাত্রা, পিএইচ, আলোড়ন এবং প্রতিক্রিয়া সময়, মোলার অনুপাত, দ্রাবক ভলিউম ইত্যাদি) এর উপর ব্যাপকভাবে নির্ভর করে।

UiO -66

উদাহরণস্বরূপ, জিরকোনিয়ামের এমওএফগুলির মধ্যে আমরা ইউআইও -66 উল্লেখ করতে পারি, যা জেআর-টেরেফথ্যালেট ইন্টারঅ্যাকশন (টেরেফথালিক অ্যাসিড থেকে) এর উপর ভিত্তি করে। এই অণুটি, যা হিসাবে কাজ করে একটি লিগ্যান্ড যথ সঙ্গে সমন্বিত ⁴⁺ তাদের -COO গ্রুপ দ্বারা ^- চার বন্ড যথ-হে বিরচন।

কেনেথ সুস্লিকের নেতৃত্বে ইলিনয় বিশ্ববিদ্যালয়ের গবেষকরা পর্যবেক্ষণ করেছেন যে তীব্র যান্ত্রিক শক্তির অধীনে ইউআইও-66 66 চারটি জেআর-ও বন্ধন ভেঙে গেলে কাঠামোগত বিকৃতি ঘটে।

ফলস্বরূপ, UIO-66 যান্ত্রিক শক্তি অপচয় করতে ডিজাইন করা উপাদান হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে, এমনকি আণবিক ভঙ্গুর ভোগার আগে একটি টিএনটি বিস্ফোরণের সমতূল্য একটি চাপ সহ্য করতে সক্ষম হয়েও।

MOFs-808

ট্রাইম্যাসিক অ্যাসিডের জন্য টেরেফথালিক অ্যাসিডের বিনিময়ের মাধ্যমে (২, ৪, positions পদে তিন-কোওএইচ গ্রুপের সাথে একটি বেনজিন রিং) জিরকনিয়ামের জন্য একটি নতুন অরগোনমেটালিক স্ক্যাফোল্ড উদ্ভূত হয়: এমওএফস -808।

এর বৈশিষ্ট্য এবং হাইড্রোজেন স্টোরেজ উপাদান হিসাবে কাজ করার দক্ষতা অধ্যয়ন করা হয়েছে; অর্থাত, এইচ ₂ অণুগুলি এমওএফস -808 এর ছিদ্রগুলি হোস্টিং করে, এবং তারপরে প্রয়োজনে এগুলি বের করে।

MIP-202

এবং পরিশেষে আমাদের কাছে প্যারিসের পুরস উপকরণ ইনস্টিটিউট থেকে এমওএফস এমআইপি -202 রয়েছে। এবার তারা বাইপেন্ডার হিসাবে এস্পারটিক অ্যাসিড (একটি অ্যামিনো অ্যাসিড) ব্যবহার করেছে। আবার জেডআর ^{4+ এর} জেডআর-ও বন্ধন এবং অ্যাস্পার্টেটের অক্সিজেন (ডিপ্রোটোনেটেড-সিওওএইচ গ্রুপ), এই পদার্থের ত্রিমাত্রিক এবং ছিদ্রযুক্ত কাঠামোকে রূপ দেয় এমন দিকনির্দেশক শক্তি।

এমআইপি -202 প্রোটনগুলির একটি দুর্দান্ত কন্ডাক্টর হিসাবে প্রমাণিত হয়েছে (এইচ ⁺), যা তার ছিদ্রগুলির মধ্য দিয়ে একটি বগি থেকে অন্য বিভাগে চলে। সুতরাং, এটি প্রোটন এক্সচেঞ্জ ঝিল্লির জন্য উত্পাদন উপাদান হিসাবে ব্যবহারের জন্য প্রার্থী; যা ভবিষ্যতের হাইড্রোজেন ব্যাটারি বিকাশের জন্য প্রয়োজনীয়।

তথ্যসূত্র

1. শিহর ও অ্যাটকিনস (2008)। অজৈব রসায়ন। (চতুর্থ সংস্করণ)। ম্যাক গ্রু হিল
2. উইকিপিডিয়া। (2019)। Zirconium। পুনরুদ্ধার: en.wikedia.org থেকে
3. সারা পিয়েরেস (2019)। জিরকনিয়াম কী? - ব্যবহার, তথ্য, সম্পত্তি এবং আবিষ্কার। অধ্যয়ন. থেকে উদ্ধার: অধ্যয়ন.কম
4. জন সি। জেমিসন (1963)। উচ্চ চাপে টাইটানিয়াম, জিরকনিয়াম এবং হাফনিয়মের স্ফটিক কাঠামো। খণ্ড 140, সংখ্যা 3562, পিপি। 72-73। ডিওআই: 10.1126 / বিজ্ঞান.140.3562.72
5. স্টিফেন এমা। (25 অক্টোবর, 2017) জিরকোনিয়াম এমওএফ ডায়নামাইটের চাপের মধ্যে বাকল। পুনরুদ্ধার করা হয়েছে: রসায়ন ওয়ার্ল্ড.কম
6. ওয়াং সুজিং এট আল। (2018)। প্রোটন পরিবাহনের জন্য একটি শক্তিশালী জিরকোনিয়াম অ্যামিনো অ্যাসিড ধাতু-জৈব কাঠামো। doi.org/10.1038/s41467-018-07414-4
7. এমসলে জন (এপ্রিল 1, 2008) Zirconium। এর উপাদানটিতে রসায়ন। পুনরুদ্ধার করা হয়েছে: রসায়ন ওয়ার্ল্ড.কম
8. কাভানো জর্ডান। (SF)। Zirconium। পুনরুদ্ধার করা হয়েছে: রসায়ন.পোমোনা.ইডু
9. ডাঃ স্টুয়ার্ট ড। (2019)। জিরকোনিয়াম এলিমেন্ট ফ্যাক্টস। Chemicool। পুনরুদ্ধার করা হয়েছে: কেমিকুল.কম
10. এনসাইক্লোপিডিয়া ব্রিটানিকার সম্পাদকগণ। (এপ্রিল 05, 2019) Zirconium। এনসাইক্লোপিডিয়া ব্রিটানিকা। উদ্ধার করা হয়েছে: ব্রিটানিকা ডটকম থেকে
11. বায়োটেকনোলজির তথ্য সম্পর্কিত জাতীয় কেন্দ্র। (2019)। Zirconium। পাবচেম ডাটাবেস। সিআইডি = 23995। থেকে উদ্ধার করা হয়েছে: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov