Zircônio Zr

Descoberta

O zircão era valorizado como pedra preciosa desde a Antiguidade, mas o novo elemento escondido nele só foi reconhecido em 1789, quando o químico alemão Martin Heinrich Klaproth analisou zircão do Sri Lanka e identificou um novo óxido, a zircônia.

Em 1824, Jöns Jacob Berzelius obteve zircônio metálico impuro reduzindo um composto de zircônio com potássio. O metal capta facilmente oxigênio e nitrogênio, por isso amostras puras continuaram inalcançáveis por um século.

Em 1925, os cientistas holandeses Anton Eduard van Arkel e Jan Hendrik de Boer produziram zircônio de alta pureza decompondo vapor de iodeto de zircônio sobre um filamento quente, o processo da “barra de cristal”. Com a ascensão da energia nuclear em meados do século XX, o zircônio tornou-se um material estratégico.

Origem do nome

O nome deriva do mineral zircão, palavra geralmente associada ao persa zargun, “cor de ouro”. O símbolo é Zr.

Principais usos

• Reatores nucleares: as ligas de zircônio (Zircaloy) absorvem pouquíssimos nêutrons e resistem à água quente, o que as torna o revestimento padrão das varetas de combustível. O háfnio, quimicamente quase idêntico, precisa ser removido antes, porque é um forte absorvedor de nêutrons.
• Cerâmicas: a zircônia, tenaz e dura, é usada em coroas dentárias, facas de cerâmica e peças de próteses articulares; a zircônia cúbica é um conhecido imitador do diamante.
• Fundição e refratários: a areia de zircão suporta altas temperaturas em moldes de fundição e revestimentos de fornos e deixa brancos e opacos os esmaltes cerâmicos de azulejos e louças sanitárias.
• Indústria química: o zircônio resiste a ácidos fortes e é usado em reatores e tubulações.

Isótopos

O zircônio natural tem cinco isótopos, zircônio-90, -91, -92, -94 e -96, sendo que o zircônio-90 responde por pouco mais da metade. O zircônio-96 sofre decaimento beta duplo tão lentamente que é, na prática, estável. O zircônio-89, com meia-vida de cerca de 78 horas, é ligado a anticorpos em pesquisas de imagem por PET, e o zircônio-93 é um produto de fissão de vida longa.

Quando o zircão cristaliza, incorpora urânio, mas quase nenhum chumbo, o que o torna ideal para a datação urânio–chumbo. Grãos de zircão de Jack Hills, na Austrália Ocidental, formaram-se há cerca de 4,4 bilhões de anos e são os fragmentos mais antigos conhecidos da crosta terrestre.

No dia a dia

O zircônio é extraído principalmente de areias de praia, junto com minerais de titânio. O metal tem baixa toxicidade e boa biocompatibilidade, e compostos de alumínio–zircônio estão presentes em alguns antitranspirantes.

O pó fino de zircônio, porém, inflama-se facilmente ao ar. A temperaturas muito altas, o zircônio também reage com vapor d'água produzindo hidrogênio; essa reação contribuiu para as explosões de hidrogênio na usina nuclear de Fukushima Daiichi em 2011.