Ońtústik Qazaqstan obylysy
Shardara aýdany
№ 16 kolej
Oryndaǵan: Tu-43 top stýdenti Mýhamadeeva Zarına Farıdovna
Jetekshisi: Aıtenova Nurgýl Ydyrysqyzy

 

Jospar:

1. Tarıhı maǵlumattar

2. Qasıetteri. Olardyń qosylystary

 

1. Sırkonı men gafnı perıodtyq júıeniń İV tobyna tıtannyń topshasyna kiredi.

Sırkonı 1789 jyly M.Klarport (germanıa) sırkon degen mıneraldy ashty. Sıron óte ertede belgili boldy, onyń atalýy ár túrli – gıasınt, ıasınt, ıargon. Onyń óte ádemi túsine jáne móldirligine  baılanysty ár túrli áshekeı retinde paıdalanyldy.

1923 jyly gafnıdi sırkon (Skandıvanıa) mıneralynan D.Heveshı, D.Koster (Danıa) ashty. Gafnı dep atalýy Kopengagen degen Skandıvan qalasyna baılanysty (latynsha "Nafnia").

D.I. Mendeleev perıodtyq júıeni quraǵanda gafnı áli ashylmaǵan, sondyqtan perıdtyq júıede belgisiz elementke bos oryn qaldyrylǵan, onyń rettik nómiri 72 dep anyqtalǵan. Sırkonda sırkonımen qatar júrgen jańa osy element (N72) dep tabylǵan.

2. Sırkonı men gafnıdiń elektrondyq qurylysy kelesideı:   Zr - 2, 8, 18, 10, 2; Hf - 2, 8, 18, 32, 10, 2. Osyǵan baılanysty turaqty valenttilik kúıi – tórt. 1 kestede sırkonı men gafnıdiń eń mańyzdy fızıkalyq konstantalary keltirilgen.                                    

1 keste

Sırkonı men gafnıdiń fızıkalyq konstantalary

Element

Rettik

nomeri

Atomdyq salmaǵy

Tyǵyzdyq

g/sm3

Atomdyq

radıýsy

Balqý

temper.0S

Qaınaý

Temp.0S

Sırkonı (Zr)

40

    91,22

6,5

1,60

1952

4340

Gafnı (Hf)

72

  178,6

    13,31

1,59

1977

4600
 

Balqý jáne qaınaý temperatýralary metaldardyń tazalyǵyna baılanysty. Syrtqy túrine qaraǵanda metaldar bolatqa uqsas, taza túrinde óte jumsaq.

Sırkonı men gafnı ıadrolyq tehnıkada mańyzy olardyń paıdalanylatyn qasıetteri – jyly neıtrondar alý: sırkonıdiń neıtrondardy basyp alýynyń kóldeneń qımasy óte az – 0,18 barn., al gafnıdiki 120 barn.

Eki metaldyń birneshe tabıǵattyq ızotoptar bar (Zr-7, Hf-6) jáne birneshe qoldan istelgen ızotoptar, keıbirine «tańbalanǵan atomdar» (radıoaktıvti ındıkatorlar) retinde paıdalanady.

Metaldardyń hımıalyq aktıvtligi joǵary bolǵandyqtan olardy taza túrinde alý óte qıyn. Kádimgi temperatýraly aýada olar ózgermeıdi, biraq qyzdyrǵanda ottek jáne azotpen árekettesip, oksıdter men nıtrıtter túzedi. Metaldar sýtekti jutyp nıtrıtter túzedi: Zr4N, Zr2N. ZrN, ZrN2.

Qyshqyldardyń sırkonı men gafnıge áseri joq, tek qana patsha jáne ftor qyshqylynda erıdi. Biraq keıbir árekettesýlerde – sırkonıdiń jaı kúkirt jáne konsentrli tuz qyshqylynda erýi kórsetilgen.

Sırkonı korrzıaǵa joǵary turaqtylyq krsetedi. Sırkonı (gafnı) siltilerdiń eritindisimen árekettespeıdi, al balqyǵan siltilermen árekettesedi.

Ottekpen qosylystary

Sırkonı men gafnıdi aýada qyzdyrǵanda totyǵyp, oksıdter túzedi. Sırkonıdiń joǵary oksıdi - ZrO2, balqý temperatýrasy 2700°S. ZrO2 úsh krıstaldy modıfıkasıada bolady, ózgerý núkteleri 1205°-1900°S, qaınaý temperatýrasy 4300°S. ZrO2 tabıǵatta boc kúıinde kezdesedi (mıneral baddeleıt).

Sırkonıdiń tómengi oksıdteri Zr2O3 jáne ZrO belgili. Gafnı - NfO2 degen joǵary oksıd túzedi, balqý temperatýrasy 2990°S.

Sırkonı men gafnıdiń oksıdteri sýda erimeıdi. Olarǵa sáıkes gıdrattardy eki jolmen alýǵa bolady: keıbir tuzdardyń eritindilerin gıdrolızdeý arqyly nemese tuzdarǵa siltilermen áser etý arqyly. Birinshi jaǵdaıda gıdrattar túziledi, olar mataqyshqyldarǵa sáıkes keledi, mysaly, ZrO(OH) ıemess N2ZrO3:

Zr(SO4)2  +  ZN2O → Zr(ON)2↓  +  2N2SO4;

ekinshi jaǵdaıda — ortoqyshqyldarǵa Zr(ON)4 nemese N4ZrO4

Zr(SO4)2  +  4NaON   →  Zr(ON)4  +  2Na2O4.

Gıdroksıdter amfoterli qasıetter kórsetedi.   

ZnO2 jáne NfO2 kúshti qyshqyldardy qosyp (jaı qosý kerek, qyzdyrý) nemese siltilermen balqytyp eritýge bolady:

ZrO2 + 2H2SO4  → Zr(SO4)2 + 2N2O

ZrO2 + 2NaOH → Na2ZrO3 + N2O

Kompleksti qosylystar túziletin bolǵandyqtan, oksıdter ftor qyshqylynda jaqsy erıdi.

Sırkonı men gafnıdiń tuzdary

Sırkonı men gafnıdiń oksıdterin siltimen balqytqanda sırkonı men gafnı qyshqyldarynyń (N2ZrO3, N2Hf O3) tuzdary – sırkonattar men gafnattar (Me2ZrO3, Me2Hf O3) túziledi:

ZrO2 + 2NaOH t→  Na2ZrO3 + H2O

HfO2 + 2NaOH t→ Na2HfO3 + H2O

Sırkonı mengafnıdiń oksıdteri SaO, VaO, SrO jone MgO oksıdterimen árekettesedi, mysaly:

ZrO2 + CaO → CaZrO3

HfO2 + CaO → CaHfO3

Sırek jer elementter oksıdterimen (lantan, samarı, neodım) áreketteskende sırkonat túziledi, quramy La2Zr2O7.

ZrO2 jáne NfO2 kremnı oksıdimen balqyǵanda sılıkıttar túzedi.

ZrO2 + SiO2 → ZrSiO4

HfO2 + SiO2 → HfSiO4

Sırkonı men gafnı sılıkattary tabıgatta mıneral túrinde kezdesedi: ZrSiO4 — sırkon, HfSiO4 — gafnon.

Sırkon (ZrSiO4) sodamen nemese natrı gıdroksıdimen áreketteskende natrı sırkonosılıkaty túziledi Na2ZrSiO5 nemese ZrSiO4·Na2O — aq untaqty zat, sýda erimeıdi, mıneraldy qyshqyldarda jaqsy erıdi.

Sırkonı men gafnıdiń oksıdteri qyshqyldarda erigende tuzdar túziledi:

ZrO2 + 2H2SO4  → Zr(SO4)22H2O

HfO2 + 2H2SO4 → Hf(SO4)22H2O

Tuzdar eritindilerde ońaı gıdrolızdeńedi, sondyqtan bir mezgilde sırkonıdiń ár túrli ıondary bolýy múmkin: Zr4+ - sırkonı-ıondary, ZrO21 - sırkonıl-ıondary, sonymen qatar gıdratty túrleri. Sırkonı (IV) eritindide polımer túrinde bolýy múmkin, polımerlený dárejesi sırkonıdiń konsentrasıasy men rN-na baılanysty. Bul baılanys 1 sýrette kersetilgen.

Osy baılanystan kóretinimiz: sırkonıdiń konsentrasıasy men rN-y joǵary bolsa — polımerlený dárejesi de joǵarylaıdy. Kompleks túzýshi reagentterdi qosqanda, mysaly, ftor qyshqylyn, polımerler buzylady.

1 sýret - Sırkonı ıondarynyń polımerlený faktorynyń konsentrasıasynan jáne eritindiniń rN-nan táýeldiligi (syzyqtar janyndaǵy sandar polımerlený faktoryna teń)

2 sýret - Sırkonı men gafnı gıdroksıdiniń natrı gıdroksıdinde erigishtigi

Sırkonı men gafnıdiń tuzdaryna azdap silti qossa nemese gıdrolızdený reaksıasyn ótkizse, tunbaǵa negizgi tuzdar túsedi, birtindep gıdroksıdterge aýysady. Sırkonı men gafnıdiń gıdroksıdteri natrı gıdroksıdterinde erıdi.

Bul sýretten gafnı gıdroksıdiniń erigishtigi sırkonı gıdroksıdinen joǵarylaý ekenin baıqaýǵa bolady. Natrı gıdroksıdiniń maksımýmyna jetip (12 mol/l) gafnı erigishtigi tómendeıdi. Osy jaǵdaıda natrı gıdroksogafnaty Na2Nf(ON)6 túziledi, bul zat qatty faza túrinde bólingen.

Erigen kompleksti qosylystardyń jalpy formýlasy Me(ON)4+nn- (Me – sırkoı men gafnı), olardyń turaqsyz konstantalary kelesideı: Zr(OH)5 – 1,9*10-5 ,  Hf(OH)5 – 1,1*10-5 .

Gıroksıdiniń erigishtik kóbeıtindisi: Zr(OH)4 – 3*10-26 ,  Hf(OH)4 -4*10-26.

Sırkonı men gafnıdiń fosfattary jáne ferrosıanıdteri

Sırkonı men gafnı nashar erıtin fosfattar túzedi jáne Zr3(RO4)4. Bul fosfattar qyshqyddarda erimeıdi, sondyqtan sırkonı men gafnıdi basqa metaldardan bólýge bolady.

Sırkonı men gafnı az erıtin ferrosıanıdter túzedi. Ferrosıanıdterdiń quramy onyń konsentrasıasyna jáne sırkonı tuzdarynyń gıdrolızine baılanysty.

Sırkonı oksıhlorıdine natrı ferrasıanıdin qossa, quramy [ZrO(ON)]4[Ǵe(SN)6] qosylys túziledi, al kalı ferrasıanıdin qosqanda ZrO/ZrO(ON)/2/Ǵe(SN)6/ qosylys túziledi. Gıdrolız bolmaǵanda qyshqyldy ortada normaldy forrosıanıd quramy Zr[Ǵe(SN)6]-6N2O túziledi.

Peroksıdti qosylystary

Sırkonı men gafnıdiń tuzdaryna siltili ortada peroksıd sýtekti qosqańda, peroksıdti qosylystar túziledi — nadqyshqyldar, olardy bos túrinde tússiz tunba retinde bólýge bolady. Nadqyshqyldar sýtek peroksıdi sıaqty kúshti totyqtyrǵyshtar.

Galogendermen qosylystary

Sırkonı men gafnı qyzdyrǵanda galogendermen árekettesedi.

Sırkonı ftorıdi ZrǴ4 sırkonı metalyn ftorsýtekpen qyzdyrǵanda alynady. Ádette ZrǴ4 sırkonı oksıdine ftorıd sýtegin qosý arqyly nemese sırkonı tuzdaryn eritindiden ZrǴ4·nN2O túrinde alynady:

ZrO2 + 4HF → ZrF4 + 2H2O

Zr(SO4)2 + 4HF → ZrF4

ZrF4 – aq tústi zat, 800-10000S ushady, sýda qıyn erıdi (14l/l), ftor qyshqylynda kompleksti qyshqyl túzip, jaqsy erıdi:

ZrF4 + 2HF → H2[ZrF6] + 2H2O

HfCl4 kompleksti qosylysty (NH4)2HfF6 termıalyq dıssosıalaný arqyly alynady:

(NH4)2HfF6 → HfF4 + 4NH4F

Sırkonı men gafnıdiń hlorıdteri metaldardyń hlormen qyzdyrǵanda nemese metaldardyń oksıdteriniń (kómirtek qatysynda) hlormen árekettesýi arqyly alynady.

 ZrCl4 – aq tústi ushqysh krıstaldy zat, sý qosqanda tolyq gıdrolızdenedi:

ZrCl4 + 2H2O → Zr(OH)4 + 4HCl

Sondaı-aq basqa galogenderdi qyzdyrǵanda mentaldarmen árekettesedi. Tehnologıada jáne analıtıkalyq hımıada ıodıdter paıdalanady.

3 sýret - sırkonı hlorıdi men ıodıdiniń býlary qysymynyń temperatýradan táýeldiligi

ZrCl4 - aq tústi, ushqysh krıstaldy zat.

Zrİ4 - sary tústi krıstaldy zat, balqý temperatýrasy 499°S (qysym jaǵdaıynda). Qyzdyrǵanda sırkonı ıodıdi aıdalady.

Sırkonı men gafnıdi taza metal kúıinde alý úshin ıodıdter paıdalanylady. Metaldar taza kúıinde termıalyq dıssosıasıa ádisimen alynady:

ZrI4 t→ Zr + 2İ2

Hf I4 t→ Hf + 2İ2

Kompleksti ftorıdterdiń jáne kompleksti hlorıdterdiń tájirıbede mańyzy zor.

Olar "Kompleksti qosylystar"  degen bólimde qarastyrylady

Hlorıdter organıkalyq zattarmen birqatar kúrdeli Qosylystar beredi, mysaly, spırttermen, pırıdınmen. Sırkonı hlorıdine belgili etıl-, metıl-, fenılbenzoattar, gafnı hlorıdine — etıl-, metılbenzoattar. Bul zattar sý qosqanda ydyrap, tetrahlorıd jáne efır beredi, osy qasıetti paıdalanyp, sırkonı men gafnıdi basqa elementterden bólýge bolady.

Sırkonıge sonymen qatar belgili oksıhlorıd, mysaly ZrOCl — sırkonılhlorıd, sırkonı hlorıdi sýmen áreketteskende túziledi:

ZrS14 +   N2O  →  ZrOS12 + 2NSİ

ZrOS12 molekýlasy 8 sý molekýlasymen krıstaldanady. Sýda jaqsy erıdi, konsentrli tuz qyshqylynda qıyn erıdi /479/. ZrOS12-8N2O 45-650S temperatýraǵa deıin qyzdyrǵanda sý bólinedi, al 80°S temperatýrada ydyrap hlor bólinedi, al 400 – 4500S temperatýrada ZrO2 bólinedi.

Eger belgili rN-ta oksıhlorıd eritindilerine súlfat ıondaryn qossa (natrı, alúmını, temir,  amonı  súlfattarynyń eritindisi) sırkonıdi negizgi súlfattar túrinde tunbaǵa túsirýge bolady.

Sırkonı men gafnıdiń dıgalogenıdteri alynǵan. Sırkonı tetrahlorıdin sırkonı metaly qatysynda qyzdyrǵanda qara tústi dıhlorıd túziledi:

ZrS14  +  Zr  → 2ZrCl2

Al ZrS14 aýasyz ortada 350°S temperatýrada alúmını metalymen totyqsyzdandyrǵanda qyzyl-qońyr tústi ZrS13 túziledi, odan ári qyzdyrsa dısprosporsıalaný prosesi ótip dı- jáne tetrahlorıd túziledi:

2ZrS13  ↔ ZrS12 +  ZrSİ4

Dál osyndaı reaksıalar, sırkonı men gafııdiń bromıdtermen jáne ıodıdtermen ótedi.

Kompleksti qosylystary

Sırkonı men gafnı kompleksti galogenıdter beredi  quramy Me2ZrGal6  (Me — bir valentti metal, Gal. – galoıd).

Kompleksti galogenıdter turaqty, eń mańyzdysy, kalı ftorsırkonaty K2ZrF6, tehnologıada jáne analızde paıdalanylady. Gafnıdiń alúmını ftorgafnaty (NH4)2HfF6 erigishtigi joǵary bolǵandyqtan ony sırkonıden bólý úshin paıdalanady. Kelesi kompleksti qosylystar belgili: Rb2Zr(Nf)Ǵ6, Ss2Zr(Nf)Ǵ6, T12Zr(Nf)Ǵ6, AgZr(Nf)Ǵ6.

Ftorsırkonattar sırkonıdi alý úshin paıdalanylady, sondyqtan tolyq zerttelgen.

465°S temperatýraǵa deıin qyzdyrǵanda K2ZrǴb ydyrap, KǴ jáne ZrǴ4 bólinedi:

KZrF6  → 2KF   +   ZrǴ4

600°S temperatýrada aýada ZrO2 túziledi. Sırkonı ftorıdi kompleksiniń turaqsyz konstantasy 10-9.

Sonymen qatar sırkonı men gafnıdiń geksahlorıdteri belgili, syrtqy sferasynda ár túrli siltili metaldar bar olar: natrı, kalı, rýbıdı, sezı. Joǵary temperatýrada ydyraý reaksıasy ótedi:

Me2ZrSİ6 ↔ 2MeS1   +  ZrSİ4

Sırkonı men gafnıge kompleksti súlfattar belgili, sonymen birge sırkonı kompleksiniń turaqtylyǵy gafnıden joǵarylaý /38/. Kúkirt qyshqyldy ortadan sırkonı súlfaty tússiz sırkonıl kúkirt qyshqyly krıstal túrinde bólinedi, gıdrolız ótkende negizgi súlfattar bólinedi. Osy qosylystardy kompleksti qosylystar dep qarastyrýǵa bolady, mysaly N4[Zr(ON)2(SO4)6] · 4N2O.

Sırkonılkúkirt qyshqyldyń túzilýin jáne gıdrolızdený reaksıasyn paıdalanyp tájirıbede sırkonıdi eritindiden bóledi.

Kúkirt qyshqylynyń joǵary konsentrasıasynda basqa zat túziledi — sırkonı úshsýlfaty N2[Zr(SO4)3] · 3N2O.

Sırkonı nıtraty birneshe kompleksti qosylystar beredi, olar ár túrli azot qyshqyldyq ortada túziledi: azot qyshqylynyń normaldyq konsentrasıasy 0,3 tómen bolsa, onda sırkonı gıdroksıdi týziledi - Zr(ON)4, qyshqyldyń  konsetrasıasy joǵarylasa joǵary polımerli molekýlalar  túzilip [Zr2O3]2+ ıondar paıda bolady, sońǵysynda kelesideı kompleksti ıondar túziledi: [Zr(ON)2NO3]+, [Zr(ON)2(NO3)2]°,  Zr(NO3)2]2+, [Zr(ON)2(NO3)4]2-.

Sırkonı men gafnı qymyzdyq qyshkylmen kompleksti qosylystar beredi, onyń formýlasy [Mo(S2O4)4]4- (Me — sırkonı nemese gafnı). Bul kompleks tuz kyshqyldy eritindide metalmen oksalat ıonnyń qatysymen Me:S2O42- 1:25-ten 1:100-ge deıin bolǵanda túziledi. Al oksalattyń konsentrasıasy joǵary bolǵanda (rN máni 5,8-den 6,2-ge deıin) kelesi kompleks túziledi — [Me(S2O4)5]6-. Komplekstiń turaqty konstantasy 1036. Basqa jumysta kórsetilgen taǵy úsh turaqty oksalat komplekstiń túzilýi, turaqsyz konstantalary eseptelgen:

ZrC2O42+; (K = 1,6·10-10); Zr(C2O4)2 (K = 4,6·10-8); ZrO C2O4  (K = 2,1·10-7)

Sırkonı men gafnıdiń basqa kóp organıkalyq reagenttermen kompleksti qosylystaryn tehnologıada jáne analızde paıdalanady /493-499/. Mysaly sırkonı lımon qyshqylymen kalı gıdroksıdi qatysynda kalı sıtratosırkonıloat túzedi, quramy K3[ZrO(S6N5O7)2N]·8,5N2O, spırt qosqanda tunbaǵa túsedi.

Bormen, kómirtekpen, kremnımen, azotpen jáne fosformen qosylystary

2 kestede sırkonı men gafnıdiń qosylystarynyń quramy jáne mańyzdy fızıkalyq qasıetteri keltirilgen.

Osy kssteden sırkonı men gafnı barlyq qosylystarynda joǵary balqý temperatýraǵa jáne joǵary elektrótkizgishtik qasıetine ıe ekeni baıqalady. Keltirilgen barlyq qosylystar hlordyń atmosferasynda ydyraıdy, sebebi hlorıdter túziledi.

Borıdter kelesi reaksıa boıynsha qyzdyrǵanda alynady:

7Zr  +   3V4S  +   V2O3 → 7ZrB2 + 3CO

Nıtrıtter metaldar azotpen nemese amıakpen áreketteskende alynady /204/. Sılısıtterdi ár túrli jolmen alady:

2 keste

Sırkonı men gafnı borıdteriniń, karbıdteriniń, sılısıtteriniń, nıtrıtteriniń jáne fosfıdterinińfızıkalyq qasıetteri

Qosylystar

Balqý temp. 0S

Elektrótkizgishtik úlesi

Mıkroqattylyq

ZrB2

3040

62500

2252

ZrB12

2680

16670

-

HfB2

3250

98000

2900

ZrC

3530

20000

2136-3480

HfC

3890

22250

2913

ZrSi

2150

13200

-

ZrSi2

1700

13200

1063

Zr2Si

2220

-

-

Hf5Si3

 

 

 

Hf2Si

2250

-

-

ZrN

2980

74400

1480

HfN

2982

-

1640
 

1)    Elementterdiń týra vakým peshte árekettesýi;
2)    20000S temperatýrada sırkonı men gafnıdiń kremnımen árekettesýi, sosyn 1500-18000S temperatýrada sýtek atmosferada jandyrý;
3)    Alúmınotermıalyq totyqsyzdandyrý;
4)    Siltili metaldyń ftorsılıkatynyń balqymasy elektrolızdeý.
Sırkonı men gafnıdiń karbıdteri oksıdterdi kómirtek pen sýtek nemese kómirtek oksıdimen 2000°S temperatýrada peshte kúıdirý arqyly alynady. Bul totyqsyzdaný prosesin jalpy kelesi reaksıa arqyly kórsetýge bolady:

ZrO2 +   ZS  →   ZrS  +   2SO

Sonymen qatar sırkonı fosfıdteri: α-, β-monofosfıdteri ZrR jáne dıfosfıdi ZrR2 belgili, olar elementterden sıntez arqyly qyzdyrǵanda (qysym) nemese 750°S temperatýrada ZrCl4 + RN3 qospany qyzdyryp, odan ári 850°S temperatýrada fosfındi metalmen áreketteskende alady. Osyǵan uqsas gafnı fosfıdi belgili.

Kúkirtpen qosylystary

Sýlfıdter, quramy MeS2 elemetterdi qyzdyrǵanda bir-birimen árekettesip nemese 6000S temperatýrada kúkirtsýtek hlorıdimen árekettesý arqyly alynady. Sırkonı men gafnı tuzdardyń eritindilerine kúkirtsýtek qosqanda tunba túzilmeıdi.

ZrS2 - qara-qońyr untaq, aýada turaqty, sýda erimeıdi, qyzdyrǵanda oksıd túziledi.

Elektrohımıalyq sıpattamasy

Sýly eritindilerde sırkonı men gafnı tek qana tórt valentti kúıde bolady. Tómengi valenitik kúı tek qana galogenıdterge jáne oksıdke ZrO tán. Sondyqtan eritindide totyǵý-totyqsyzdaný reaksıalar ótpeıdi.

Kelesi reaksıanyń Me4+ → Me normaldyq potensıaldyń shamasy sırkonıge — 1,56V, gafnıge —  1,7V.  Sırkonı men gafnıdiń qosylystardyń metalǵa deıin totyqsyzdanýy tek qana ftorıd nemese hlorıd kompleksti qosylystardyń balqymasynda ótýi múmkin.

Mıneraldary men kenderi

Sırkonı vanadı sıaqty keń taraǵan sırek elementterge jatady. Jer qyrtysynda taralýy boıynsha sırkonı 19-shy oryn alady, IV dekadaǵa jatady. Sırkonıdiń klarki 0,025, gafnıdiń klarki 4-10-6 (VI dekada).    Sırkonıdiń eń mańyzdy mıneraldary kelesiler:

Baddeleıt (nemese brazılıt) ZrO2, baı keni Brazılıada kezdesedi.

Sırkon ZrSiO4 (arabsha "zerk"  - asyl tas). Sırkonnyń ár tústi túrleri gıasınt dep atalady. Mıneraldyń iri keni Avstralıada, Indıada, Norvegıada, Madagaskarda, Seılonda kezdesedi. Keıbir sırkondarda basqa sırek elementter kezdesedi: olardyń ishinde — sırek jer elementter, nıobı, tantal, torı, ýran.

Evdıalıt — kúrdeli mıneral, onyń quramy myna formýlamen kórsetilgen: (Na, Sa) ZrSi6O17(O, ON, S1). Mıneraldyń túsi ár túrli: qyzǵylt nemese qyzyl-sur. Mıneralda tantal, nıobı, sırek jer elementter (serı, lantan, prazeodım), ıttrı, gafnı kezdesedi. Mıneral keni Grenlandıada, Norvegıada, Madagaskarda kezdesedi.

Gafnı tabıǵatta óz mıneraldary túrinde sırekteý kezdesedi, sırkonıdiń turaqty serigi. Gafnıdiń eń joǵary mólsheri sırkonda.

Tehnologıasy. Konsentrattardy ydyratý

Sırkonı ıadrolyq tehnıkada paıdalanylatyn bolǵandyqtan, ony taza túrinde bólý kerek (gafnı bolmaýy kerek). Sırkon konsentrattaryn ydyratqanda úsh ádis paıdalanylady:

1)    Karbıd ádisi, osy ádispen sýsyz hlorıdter alynady, gafnı ekstraksıa arqyly bólinedi.
2)    Kalı  kremnı ftorıdimen balqytý, sosyn sırkonı men gafnıdiń kompleksti ftorıdteriniń fraksıalyq krıstalızasıasy.
3)    Natrı gıdroksıdimen balqytý, azot qyshqylynda eritý, gafnıdi ekstraksıa arqyly bólý.

Baddeleıtti basqasha óndeıdi.

Konsentratty kúıdiredi, sosyn sýda sýytady, onyń nátıjesinde mıneral untaq túrinde bolady, alúmını jáne temirdiń qospalaryn qyshqylmen bóledi. Taza oksıd kerek bolsa baddeleıtti kúkirt qyshqylymen qyzdyryp ydyratady, eritindiden natrı gıdroksıdin qosyp, sırkonıdiń gıdroksıdin tunbaǵa túsiredi.

Kenderdiń quramynda tıtan bolsa, ony sırkonıden bólý úshin qos ftorıdterdiń erigishtikteriniń aıyrmashylyǵyn paıdalanady: K2ZrǴ6-nyń erigishtigi (14g/l) tıtan ftorıdiniń (K2TiǴ6) erigishtiginen joǵary.

Sırkonı men gafnıdi bólý

Sırkonı men gafnıdiń qasıetteri óte jaqyn bolǵandyqtan, olardy bir-birinen bólý óte kúrdeli másele.

Sırkonı men gafnıdi kelesi ádistermen bólýge bolady:

1)    kompleksti ftorıdterdi, oksalattardy, fosfattardy, hloroksıdterdi, taǵy basqa az erıtin qosylystardy krıstalızasıa arqyly bólshekteý.
2)    Ionalmasý jáne adsorbsıalyq ádis arqyly.
3)    Organıkalyq erigishtermen ekstraksıalaý.
4)    Sırkonı meń gafnıdiń tetragalogenıdteriniń býlaryn rektıfıkasıalaý arqyly.
5)    Ushatyn zattardy fraksıalyq dıstıllásıa arqyly.
Osy ádisterdiń arasynda eń mańyzdysy — ıonalmasý jáne ekstraksıalaý ádisteri. Mysaly sırkonıdi gafnıden ıonalmasý ádisimen katıonıt KÝ-2 paıdalanyp bólýge bolady. Bul ádiste katıonıtte sırkonı men gafnı sorbsıalaıdy, lımon qyshqylyn qosyp, sırkonıdi jýyp tastaıdy, sońynan qymyzdyq nemese kúkirt qyshqylyn qosyp, gafnıdi jýyp bóledi.

Sırkonı men gafnı metaldaryn alý

Qazir búkil sırkonı metaly sırkonı hlorıdinen ZrSl4 magaımen totyqsyzdandyrý arqyly alynady. ("Krol ádisi"). Totyqsyzdaný prosesi 900°S temperatýrada ótedi.

Óte taza sırkonı ıodıdterdiń termıalyq dıssosıasıasy arqyly alynady - "ıodıdti ádis". Osy proseste qaıtymdy reaksıa ótedi:

Zr + 2I2 ↔ ZrI4

Ádistiń joly kelesideı: "shıki" (tazalanbaǵan) sırkonı metaly joǵary temperatýrada (300-350°S) vakýmda ıodpen árekettesip ıodıd túzedi. Iodıd joǵary temperatýrada (1400"S) qyzdyrǵan vólfram symyna qonyp, dıssosıasıalanyp sırkonı men bos ıodqa ydyraıdy.

4 sýret - Sırkonıdi ıodıdti ádispen alý quralaynyń syzbanusqasy:

1- vólframdy ózek, 2-volframdy jip, 3-shıki sırkonı men ıodtyń qospasy

Sırkonıdi alýdyń basqa da ádisteri bar: sırkonı oksıdin ZrO2 kálsımen, magnımen, alúmınımen, kómirtekpen t.b. totyqsyzdandyrý; ZrCl4-ti natrımen nemsse kálsımen totyqsyzdandyrý, sırkonı ftorıdin nemese ftorsırkonatty natrımen nemese alúmınımen totyqsyzdandyrý.

Gafnı sırkonı sıaqty Kroll ádisimen alynady.

Analıtıkalyq sıpattamasy

Sırkonı. Sapalyq reaksıalarda birneshe organıkalyq qosylystar paıdalanady: paradımetılamınoazofenılarson qyshqyly, sırkonıdiń qatysynda qyzyl-sur tús paıda bolady, karmın qyshqyly (kúlgin tústi tunba) jáne alızarınsýlfonat (alızarın 8) (qyzyl tústi tunba). Alızarınsýlfonat sırkonı men gafnıge spesıfıkalyq sezgish reagent. Osy reagentti paıdalanyp elementterdi fotometrlik ádispen anyqtaýǵa bolady.

Sırkonıdiń gravımetrlik ádisterdiń ishinde eń kóp paıdalanylatyny — fosfat ádisi. Bul ádis qyshqyldy ortada nashar erıtin sırkonı fosfatynyń túzilýine negizdelgen.

Sonymen qatar sırkonıdi basqa ádistermen anyqtaıdy — ıodat, selendi qyshqylmen, organıkalyq reagenttermen. Iodat ádiste sırkonıdi kalı ıodatymen qos tuz 2Zr(IOz)4·KIOz·8N2O túrinde tunbaǵa túsiredi, sosyn tunbany tuz qyshqylynda eritedi, bólingen bos ıod (kalı ıodıdin qosqanda) tıosýlfatpen tıtrleıdi.

Selendi qyshqyldy paıdalanǵanda sırkonıdi selenıt túrinde tunbaǵa túsiredi, kúıdirgende taza oksıd k,alady — ZrO2.

Sırkonıdi kýpferrondy paıdalanyp tolyq tunbaǵa túsirýge bolady. Tunbany kúıdirip bolǵan soń taza sırkonı oksıdi belinedi.

Sırkonıdi fenılarson qyshqylyn paıdalanyp tunbaǵa túsirýge bolady. Tunbanyń quramy ZrO(S6N5AsO3N)2, kúıdirgende ZrO2 bólinedi. Tunba túsirgish retinde mındal qyshqyly (S6N5SNON SOON) paıdalanylady, kúıdirgende taza ZrO2 bólinedi.

Jańa reagentterdiń arasynda tıomaleın qyshqyly SOON·SNN·SN3SOON týraly aıtyp ketý kerek. Bul reagent óte selektıvti: sırkonıdi   anyqtaǵanda tek qana vısmýt kedergi jasaıdy.

Sırkonıdiń analıtıkalyq hımıasynda ár túrli kompleksondar paıdalanady, olardyń ishinde komplekson III (trılon   B). Kompleksondar   tıtrımetrlik ádisterde paıdalanady. Osy ádistiń birneshe túrleri bar - týra, keri, t.b. Tıtrımetrlik ádiste tıtrleýdiń sońǵy núktesin anyqtaý úshin amperometrlik ádis paıdalanylady. Bul ádiste kompleksonnyń artyq mólsherin vısmýt nıtraty eritindisimen platına elektrodyn paıdalanyp tıtrleıdi.

Sırkonıdi kýpferronmen nemese ftorıdpen tıtrleıdi. Tıtrleýdiń sońǵy núktesin amperometrlik ádispen anyqtaýǵa bolady.

Sırkonıdiń analıtıkalyq hımıasynda organıkalyq reagentter paıdalanady, olardyń ishinde arsenazo-, ksılenoldy qyzyl-sary.

Sırkonıdi anyqtaý úshin sonymen qatar spektraldy jáne basqa fızıkalyq ádister paıdalanady.

Gafnı. Gafnıdi obektilerde anyqtaý úshin spektraldy jáne basqa fızıkalyq ádister (rentenospektraldy,  flýoresentti, radıohımıalyq) paıdalanady. Hımıalyq analızde gafnı sırkonımen qatar tunbaǵa túsedi. Gafnıdi sırkonı qatysynda anyqtaý úshin keri ádister paıdalanylady. Osyndaı ádisterdiń biri kelesideı: sırkonıdi gafnımen birge tunbaǵa brommındal qyshqylymen túsiredi, tunbany kúıdirip oksıdtsrdiń (ZrO2+NfO2) massasyn ólsheıdi. Gafnı oksıdiniń prosenttik mólsherin myna formýlamen esepteıdi:

%HfO2=274,2-33,4 keptirgen tunbanyń mıssasy/oksıdterdiń massasy

Sırkonı men gafnıdi ıonalmasý jáne adsorbsıalyq ádispen bólýge bolady.

Gafnıdi sırkonıden trıetılfosfat kómegimen bólýge bolady, sonymen gafnı tunbaǵa bólinedi, al sırkonı eritindide qalady.

Keıbir fotometrlik ádistermen gafnıdi sırkonı qatysynda anyqtaýǵa bolady, mysaly arsenazomen árekettesedi, biraq joǵary qyshqyldyq ortada (>1n) tek qana sırkonı kompleksiniń túsi ózgermeıdi.

Gafnıdi sırkonıdiń qatysynda ksılenoldy qyzyl-sary kómegimen anyqtaýǵa bolady. Spektrometrlik ádispen 0,05-2% gafnıdi sırkonıdiń qatysynda anyqtaýǵa bolady. Sonymen qatar radıoaktıvasıalyq ádisti paıdalanyp, gafnıdi sırkonıdiń qatysynda anyqtaýǵa bolady, osy ádispen gafnıdi sırkonı metalynda anyqtaýǵa bolady.

Gafnıdiń analıtıkalyq hımıasy týraly sholý maqalada tolyq jazylǵan.

Sırkonı men gafnıdi qoldaný

Sırkonı men gafnı ıadrolyq tehnıkada paıdalanylady. Sırkonı bolattarda qyshqyldatqysh jáne retteýshi metal retinde   paıdalanylady. Sırkonı basqa metaldarmen mańyzy zor quımalar túzedi. Olardyń arasynda eń qyzyqty magnı quımalary, onyń quramynda sınk jáne sırkonı bar: 4,5% 2l, 0,7% 2,g, 3% sırek jer elementter. Osyndaı quımalar eń jaqsy joǵary mehanıkalyq kórsetkishter jene az massalyq úlesti kórsetedi, sondyqtan avıatehnıkada paıdalanylady. Sırkonı oksıdin joǵary balqý temperatýraǵa ıe bolǵandyqtan metalýrgıalyq peshterde otqa tózimdi materıal retinde paıdalanady. Sırkonıdi ár túrli óndiriste paıdalaný týraly kelesi maqalada jazylǵan.

Gafnı sırkonı sıaqty ıadrolyq energetıkada, sonymen qatar elektrotehnıkalyq jáne radıotehnıkalyq (katodtar, kontakttar) óndiristerde, metalýrgıada t.b. paıdalanylady. Gafnı oksıdi katalızator retinde býtadıendi etıl spırtinen alǵanda, krekıng prosesinde, t.b. katalıtıkalyq prosesterde paıdalanady. Gafnı oksıdi otqa tózimdi ónimderde paıdalanady.

 

Ádebıetter tizimi:

1. Fersman A.E. Redkıe metaly. 1932, № 4-5.
2. Sajın N.P., Meerson G.A. Redkıe elementy v novoı tehnıke // Hım. naýka ı prom., 1956. T.İ, № 5.
3. Meerson G.A. ı Zelıkman A.N. Metalýrgıa redkıh metalov. Metıallýrgızdat, 1954.
4. Zelıkman A.N., Samsonov G.V., Kreın O.E. Metalýrgıa redkıh metalov. Metalýrgızdat, 1954.
5. Tronov V.G. Vklad rýsskıh ýchenyh v hımıý redkıh elementov. Izd. Znanıe, 1952.
6. Vınogradov A.P. Geohımıa redkıh ı rasseıannyh hımıcheskıh elementov v pochvah. Izd. AN SSSR, 1950.