Zirkonium

Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas
Langsung ke: navigasi, cari
itriumzirkoniumniobium
Ti

Zr

Hf
Penampilan
putih keperakan
Ciri-ciri umum
Nama, lambang, Nomor atom zirkonium, Zr, 40
Dibaca /zərˈkniəm/ zər-KOH-ni-əm
Jenis unsur logam transisi
Golongan, periode, blok 45, d
Massa atom standar 91.224
Konfigurasi elektron [Kr] 5s2 4d2
2, 8, 18, 10, 2
Sifat fisika
Fase solid
Massa jenis (mendekati suhu kamar) 6.52 g·cm−3
Massa jenis cairan pada t.l. 5.8 g·cm−3
Titik lebur 2128 K, 1855 °C, 3371 °F
Titik didih 4682 K, 4409 °C, 7968 °F
Kalor peleburan 14 kJ·mol−1
Kalor penguapan 573 kJ·mol−1
Kapasitas kalor 25.36 J·mol−1·K−1
Tekanan uap
P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
at T (K) 2639 2891 3197 3575 4053 4678
Sifat atom
Bilangan oksidasi 4, 3, 2, 1[1]
(oksida amfoter)
Elektronegativitas 1.33 (skala Pauling)
Energi ionisasi pertama: 640.1 kJ·mol−1
ke-2: 1270 kJ·mol−1
ke-3: 2218 kJ·mol−1
Jari-jari atom 160 pm
Jari-jari kovalen 175±7 pm
Lain-lain
Struktur kristal hexagonal close-packed
Pembenahan magnetik paramagnetik[2]
Keterhambatan elektris (20 °C) 421 nΩ·m
Konduktivitas termal 22.6 W·m−1·K−1
Ekspansi termal (25 °C) 5.7 µm·m−1·K−1
Kecepatan suara (batang ringan) (20 °C) 3800 m·s−1
Modulus Young 88 GPa
Modulus Shear 33 GPa
Bulk modulus 91.1 GPa
Rasio Poisson 0.34
Kekerasan Mohs 5.0
Kekerasan Viker 903 MPa
Kekerasan Brinell 650 MPa
Nomor CAS 7440-67-7
Isotop paling stabil
Artikel utama: Isotop dari zirkonium
iso NA Waktu paruh DM DE (MeV) DP
88Zr syn 83.4 d ε - 88Y
γ 0.392D -
89Zr syn 78.4 h ε - 89Y
β+ 0.902 89Y
γ 0.909D -
90Zr 51.45% Zr stabil dengan 50 neutron
91Zr 11.22% Zr stabil dengan 51 neutron
92Zr 17.15% Zr stabil dengan 52 neutron
93Zr trace 1.53×106 y β 0.060 93Nb
94Zr 17.38% >1.1×1017 y ββ 1.144 94Mo
96Zr 2.8% 2.0×1019 y[3] ββ 3.348 96Mo
· r


Zirkonium adalah logam putih keabuan yang jarang dijumpai di alam bebas. Ia memiliki lambang kimia Zr, nomor atom 40, massa atom relatif 91,224.

Logam zirkonium digunakan dalam teras reaktor nuklir karena tahan korosi dan tidak menyerap neutron. Zircaloy merupakan aliase zirkonium yang penting untuk penyerapan nuklir, seperti menyalut bagian-bagian bahan bakar.

Zirkonium banyak terdapat dalam mineral seperti zirkon dan baddelyit. Baddeleyit sendiri merupakan oksida zirkonium yang tahan terhadap suhu luar biasa tinggi sehingga digunakan untuk pelapis tanur.

Zirconium merupakan salah satu unsur di alam yang memiliki sifat tahan terhadap temperature tinggi. Zirconium tidak terdapat dalam bentuk bebas di alam melainkan dalam bentuk zirconium silikat pada zircon (ZrSiO4) dan zirconium oksida pada badelleyit (ZrO2). Zirconium banyak didapatkan dalam batuan vulkanik, basalt, dan batuan granit. Mineral baddeleyit atau ZrO2 adalah bentuk zirconium dioksida alam. Kristalnya mempunyai densitas antara 5.4 – 6.02 dan kekerasannya 6.5 skala mesh yang mengandung zirconium dioksida 80% – 90%. Zirconium terdapat pada banyak mineral zircon bervariasi dari 61% – 67%. Secara teoristik zirconium di dalam silikat normal sebesar 67.2%. Dalam jumlah sedikit zirconium terdapat pada banyak mineral seperti mineral titanat, tantolo niobat, tanah jarang, silikat, dan sebagainya. Dalam jumlah agak besar, zirkonium terdapat pada mineral baddeleyit dan mineral zircon atau campuran dari zircon dioksida dan zircon silikat (ZrSiO4). Zirconium mempunyai dua bentuk allotropi yaitu α dengan struktur hexagonal, stabil pada temperature 863°C ke bawah dan bentuk β dengan struktur kubik berkisi-kisi yang stabil pada temperature 863°C ke atas. Logam zirconium tahan terhadap korosi, tidak bereaksi dengan air, asam (nitrat, sulfat sebagai pelarut) meskipun dengan pemanasan. Pada suhu tinggi, zirkonium dapat bereaksi dengan oksigen, nitrogen, halogen, sulfur, hydrogen maupun karbon. Zirkonium hasil pengolahan dari pasir zircon dalam pemanfaatannya dapat dipadukan dengan unsur-unsur logam lain, yang disebut zircaloy. Logam yang biasa ditambahkan tersebut Antara lain krom (Cr), besi (Fe), nikel (Ni), timah putih (Sn), dan tembaga (Cu). [4] [5] [6] [7]

Zirconium banyak digunakan dalam industri High-tech karena sifat mekanik, termal, elektrik, kimia, dan optiknya yang mendukung. Unsur ini banyak digunakan dalam produksi keramik dan reactor nuklir sebagai pelapis bahan bakar nuklir. Zirconium juga digunakan untuk pembuatan pompa, katup, dan penukar panas. Berdasarkan sifat ketahanan terhadap api, zirkonium sering digunakan sebagai komposisi utama peralatan perang, kotak sekring, dan terdapat pada peluru pyrophoric pembuka vakum, serta sebagai eksitasi laser pada photografi. Penerapan perpaduan zirkonium murni, seoerti perpaduannya dengan niobium akan menghasilkan super konduktor, perpaduannya dengan titanium digunakan pada pesawat terbang, dan perpaduannya dengan tembaga akan memperbaiki sifat zirkonium tersebut. [8] [9]

Berdasarkan ketahanannya terhadap korosi, logam zircon digunakan sebagai bahan tembahan pada pabrik pembuatan pompa, kran, pipa, alat penukar panas, dan tangki bahan kimia, terutama asam sulfat dan asam hidroklorida. Penggunaan logam zirkonum ini juga digunakan oleh pabrik penghasil urea, hydrogen peroksida, metil metaklirat dan asam asetat. Zirkonium merupakan bahan yang mempunyai peran yang sangat strategis dalam berbagai industry karena keunggulannya jika dibandingkan dengan bahan lain. Reactor nuklir memerlukan materian tahan korosi, daya serap neutron yang rendah, sifat mekanik yang sesuai, dapat digunakan sebagai bahan pendukung struktur, serta permukaan untuk perpindahan panas yang baik. Berilium (Be) merupakan salah satu mineral yang dapat bertahan pada suhu tinggi, tetapi mineral ini jarang didapat, selain harganya mahal, sifat mekaniknya juga tidak baik dan fabrikasinya sulit. Berbeda sekali dengan zirkonium yang sangat banyak terdapat dalam mineral zircon. Selain berilium (Be), mineral lain yang dapat digunakan dalam industry nuklir adalah alumunium (Al) dan magnesium (Mg), tetapi mineral-mineral ini tidak tahan pada suhu tinggi, sehingga hanya digunakan untuk reactor riset. [10] [11]

Referensi[sunting | sunting sumber]

  1. ^ "Zirconium: zirconium(I) fluoride compound data". OpenMOPAC.net. Diakses 2007-12-10. 
  2. ^ Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds, in Handbook of Chemistry and Physics 81st edition, CRC press.
  3. ^ Pritychenko, Boris; V. Tretyak. "Adopted Double Beta Decay Data". National Nuclear Data Center. Diakses 2008-02-11. 
  4. ^ Anonim, 2009, Proposal Uji Fungsi Reaktor Pelindian Air dan HCl secara Sinambung, Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan BATAN, Yogyakarta
  5. ^ Ardiansyah, 2011, Ekstraksi Senyawa Zirkonia dari Pasir Zirkon dengan Metode Mechanical Activation, Program Studi Fisika Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah, Jakarta
  6. ^ Sajima, 2008, Pengoperasian Reaktor Pelindian, Laporan Kerja, PTAPB-BATAN, Yogyakarta
  7. ^ Sajima, 2008, Pengoperasian Tungku Peleburan, Laporan Kerja, PTAPB-BATAN, Yogyakartaa
  8. ^ Liu dkk, 2013, Analiysis of water leaching and transition processes in zirconium ixydhloride octahydrate production, Ceramics International, no 40, halaman 1431 – 1438
  9. ^ Sajima, 2008, Pengoperasian Reaktor Pelindian, Laporan Kerja, PTAPB-BATAN, Yogyakarta
  10. ^ Manson, B., 1957, Nuclear Chemical Engineering, Mc Graw-KBI Book Company, New York
  11. ^ Sajima, 2008, Pengoperasian Tungku Peleburan, Laporan Kerja, PTAPB-BATAN, Yogyakarta