Zirkonium(IV)oxide
| Zirkoon(IV)oxide | ||||
|---|---|---|---|---|
| Structuurformule en molecuulmodel | ||||
-oxid.png) | ||||
 | ||||
Zirkoon(IV)oxide-poeder | ||||
| Algemeen | ||||
| Chemische formule | ZrO2 | |||
| IUPAC-naam | zirkoondioxide, zirkoon(IV)oxide | |||
| Andere namen | zirkonium(IV)oxide, zirkoniumdioxide, zirkonia | |||
| Molaire massa | 123,2228 g/mol | |||
| SMILES | O=[Zr]=O | |||
| InChI | 1S/2O.Zr | |||
| CAS-nummer | 1314-23-4 | |||
| EG-nummer | 215-227-2 | |||
| PubChem | 62395 | |||
| Wikidata | Q36200 | |||
| Beschrijving | Wit kristallijn poeder | |||
| Vergelijkbaar met | hafnium(IV)oxide | |||
| Waarschuwingen en veiligheidsmaatregelen | ||||
| ||||
| H-zinnen | H315 - H319 - H335 | |||
| EUH-zinnen | geen | |||
| P-zinnen | P261 - P305+P351+P338 | |||
| MAC-waarde | 1 mg/m³ | |||
| LD50 (ratten) | (oraal) > 8,8 mg/kg | |||
| Fysische eigenschappen | ||||
| Aggregatietoestand | vast | |||
| Kleur | wit | |||
| Dichtheid | 5,68 g/cm³ | |||
| Smeltpunt | 2680 °C | |||
| Kookpunt | 4300-5000 °C | |||
| Goed oplosbaar in | waterstoffluoride, verwarmd zwavelzuur | |||
| Onoplosbaar in | water | |||
| Brekingsindex | 2,13 | |||
| Geometrie en kristalstructuur | ||||
| Kristalstructuur | monoklien | |||
| Thermodynamische eigenschappen | ||||
| ΔfH |
–1080 kJ/mol | |||
| S |
50,3 J/mol·K | |||
| Tenzij anders vermeld zijn standaardomstandigheden gebruikt (298,15 K of 25 °C, 1 bar). | ||||
| ||||
Zirkoon(IV)oxide, zirkoondioxide of zirkonia is het oxide van zirkoon, met als verhoudingsformule ZrO2. De stof komt voor als een wit kristallijn poeder, dat vrijwel onoplosbaar is in water. Het komt in de natuur voor als het mineraal baddeleyiet.
Zirkoon(IV)oxide vormt een van de meest bestudeerde keramische materialen.
Synthese
Zirkoon(IV)oxide wordt bereid uitgaande van het natuurlijk voorkomende mineraal zirkoon (ZrSiO4). Via een industrieel proces wordt uit dit nesosilicaat zirkoon(IV)oxide verkregen met een zuiverheidsgraad van ongeveer 99%.
Kristalstructuur en eigenschappen
Zirkoon(IV)oxide komt voor als drie polymorfen:
- In normale omstandigheden (bij kamertemperatuur) komt het voor als monokliene kristallen. Zirkoon heeft als coördinatiegetal 7.
- Vanaf 1170 °C is het tetragonaal. Zirkoon heeft als coördinatiegetal 8.
- Vanaf 2370 °C is het kubisch (vlakgecentreerd). Zirkoon heeft als coördinatiegetal eveneens 8.
Boven de 2690 °C bestaat het enkel als smelt. Bij overgang van het ene naar het andere kristalstelsel door stijgende temperatuur ontstaan veelal scheuren, omdat het door volume-expansie aan grote mechanische spanning onderhevig is. Daarom worden verschillende andere oxiden toegevoegd om de tetragonale en de kubische structuur te ondersteunen, waaronder magnesiumoxide, yttriumoxide, calciumoxide en cerium(III)oxide.
Zirkoon(IV)oxide is een amfoteer oxide.
Toepassingen
Zirkoon(IV)oxide wordt hoofdzakelijk gebruikt als keramisch materiaal. Verder wordt het in de tandheelkunde gebruikt bij het vervaardigen van kronen en bruggen.
Zirkonia is de kubisch kristallijne vorm van zirkoon(IV)oxide. Dit materiaal heeft eigenschappen die dichter bij de kenmerken van diamant komen dan welk ander materiaal ook. Vandaar wordt het als pseudo-diamant gebruikt.