In altra discussione (riguardo il tungsteno di Max) dicevo che avrei provato la magnesiotermia con il biossido di zirconio, per vedere se va anch'essa a buon fine e se si riesce a produrre almeno un po' di zirconio metallico e di conseguenza qualche composto solubile di questo metallo.
(In ogni caso i composti dello zirconio sono tutti bianchi e del tutto "insignificanti"; se cerchiamo qualcosa di particolarmente caratteristico abbiamo sbagliato elemento
; il biossido di zirconio è un composto molto inerte, insolubile negli acidi e difficilmente convertibile in altri composti dello zirconio).
- Ho preparato una piccola quantità di miscela stechiometrica di ZrO2 e magnesio (con un leggero eccesso di quest'ultimo) e messa in un crogiolino, sopra il bunsen a forte fiamma. La forte corrente di aria combusta che avvolge il crogiolo evita (almeno parzialmente) l'ossidazione del magnesio da parte dell'ossigeno. Ad un certo punto si innesca la reazione di riduzione
ZrO2 + 2 Mg
Zr + 2 MgO
e la massa, già molto calda, si arroventa completamente ma, contrariamente a come mi aspettavo, in maniera molto tranquilla senza il solito effetto coreografico.
Lasciando raffreddare si forma una polvere perfettamente nera, indice di avvenuta riduzione.
Ho lavato il prodotto con HCl diluito a caldo (per eliminare tutto il magnesio, reagito e non reagito) e poi con acqua. Lo zirconio è insolubile negli acidi ed ho quindi cercato di sciogliere la polvere nera in acqua regia: sorpresa, si scioglie poco anche in acqua regia bollente, rimane sempre un abbondante residuo nero!
Ho decantato il liquido limpido, neutralizzato a pH neutro con NaOH ed ottenuto comunque una soluzione diluita di ZrCl4 (in mezzo a NaCl/NaNO3, che non disturbano). La soluzione dà effettivamente le reazioni dello zirconio: come esempio si vede in foto nella provetta di sinistra il precipitato bianco gelatinoso di Zr(OH)4 che si forma con gli idrossidi alcalini. Nella provetta di destra si vede l'abbondante residuo della parte rimasta insolubile nell'acqua regia.
Conclusioni: l'esperimento porta effettivamente alla riduzione a zirconio metallico (resta da determinare l'esatta composizione dell'irriducibile polvere nera; potrebbe essere anche in questo caso azoturo ZrN), ma la resa è bassa e del tutto deludente per la conversione dello ZrO2 in sali utili solubili.
Resta da provare la conversione dello ZrO2 a Na2ZrO3 (zirconato). Vedremo.
(Per quanto riguarda la formazione di ammoniaca per idrolisi di Mg3N2, ho detto qualcosa nel trhead del tungsteno).
(In ogni caso i composti dello zirconio sono tutti bianchi e del tutto "insignificanti"; se cerchiamo qualcosa di particolarmente caratteristico abbiamo sbagliato elemento

- Ho preparato una piccola quantità di miscela stechiometrica di ZrO2 e magnesio (con un leggero eccesso di quest'ultimo) e messa in un crogiolino, sopra il bunsen a forte fiamma. La forte corrente di aria combusta che avvolge il crogiolo evita (almeno parzialmente) l'ossidazione del magnesio da parte dell'ossigeno. Ad un certo punto si innesca la reazione di riduzione
ZrO2 + 2 Mg

e la massa, già molto calda, si arroventa completamente ma, contrariamente a come mi aspettavo, in maniera molto tranquilla senza il solito effetto coreografico.
Lasciando raffreddare si forma una polvere perfettamente nera, indice di avvenuta riduzione.
Ho lavato il prodotto con HCl diluito a caldo (per eliminare tutto il magnesio, reagito e non reagito) e poi con acqua. Lo zirconio è insolubile negli acidi ed ho quindi cercato di sciogliere la polvere nera in acqua regia: sorpresa, si scioglie poco anche in acqua regia bollente, rimane sempre un abbondante residuo nero!
Ho decantato il liquido limpido, neutralizzato a pH neutro con NaOH ed ottenuto comunque una soluzione diluita di ZrCl4 (in mezzo a NaCl/NaNO3, che non disturbano). La soluzione dà effettivamente le reazioni dello zirconio: come esempio si vede in foto nella provetta di sinistra il precipitato bianco gelatinoso di Zr(OH)4 che si forma con gli idrossidi alcalini. Nella provetta di destra si vede l'abbondante residuo della parte rimasta insolubile nell'acqua regia.
Conclusioni: l'esperimento porta effettivamente alla riduzione a zirconio metallico (resta da determinare l'esatta composizione dell'irriducibile polvere nera; potrebbe essere anche in questo caso azoturo ZrN), ma la resa è bassa e del tutto deludente per la conversione dello ZrO2 in sali utili solubili.
Resta da provare la conversione dello ZrO2 a Na2ZrO3 (zirconato). Vedremo.
(Per quanto riguarda la formazione di ammoniaca per idrolisi di Mg3N2, ho detto qualcosa nel trhead del tungsteno).