في الكيمياء إن مركب هيدروكسيد الزركونيوم عبارة عن مركب غير عضوي، يتكون من عنصر الزركونيوم وعنصر الهيدروجين وعنصر الأكسجين، ويمتلك الصيغة الكيميائية التالية: (Zr(OH)4)، وهو عبارة عن مسحوق أبيض ضخم غير متبلور يتحلل إلى ثاني أكسيد الزركونيوم (ZrO2) عند 550 درجة مئوية.
هيدروكسيد الزركونيوم
- إن مركب هيدروكسيد الزركونيوم عبارة عن مركب غير عضوي، يمتلك الصيغة الكيميائية التالية: (Zr(OH)4)، وهو يتواجد على شكل مسحوق أبيض غير متبلور، وهو غير قابل للذوبان في الماء والقلويات ولكنه قابل للذوبان في الأحماض المعدنية، يتم استخدامه في الطلاء على شكل (أصباغ، مواد رابطة، ومبيدات حيوية)، وفي المنسوجات على شكل (طباعة، صباغة، صقل)، وفي تصنيع الزجاج.
وهو قابل للذوبان في الأحماض المعدنية المخففة ولكنه غير قابل للذوبان في الماء والقلويات، يستخدم هيدروكسيد الزركونيوم في تلوين الزجاج، كما ويستخدم المركب أيضًا في تحضير أكسيد الزركونيوم والكبريتات والفوسفات والأملاح الأخرى.
- إن مركب هيدروكسيد الزركونيوم يمتلك وزن جزيئي مقداره 159.25 غرام لكل مول، والكثافة تساوي 3.25 غرام لكل سم مكعب، وهو عبارة عن مسحوق أبيض غير متبلور ضخم، يتحلل إلى أكسيد الزركونيوم عند حوالي درجة حرارة مقدارها 500 درجة مئوية، وهو قليل الذوبان في الماء، أي تقريبا بنسبة 200 مجم لكل لتر عند درجة حرارة مقدارها 20 درجة مئوية، وهو قابل للذوبان في الأحماض المعدنية.
- تترسب مادة هيدروكسيد الزركونيوم عندما تتم إضافة محلول هيدروكسيد الصوديوم إلى محلول مائي من ملح الزركونيوم مثل كلوريد الزركونيوم، أما عند تسخين مركب هيدروكسيد الزركونيوم عند درجة حرارة مقدارها 550 درجة مئوية، فإنه يتحلل الهيدروكسيد إلى أكسيد، وذلك تبعا للمعادلات الكيميائية التالية، على التوالي:
ZrCl4 (aq) + 4NaOH (aq) → Zr(OH)4 (s) + 4NaCl (aq)
Zr(OH)4 → ZrO2 + 2H2O
- لقد تم تقييم هيدروكسيد الزركونيوم بمساحة 365 متر مربع لكل جم، وذلك لقدرته على إزالة ثاني أكسيد الكبريت من تيارات الهواء عند درجة حرارة الغرفة، وتمت إزالة قدرة إزالة ثاني أكسيد الكبريت من (Zr(OH)4) 90 مجم من ثاني أكسيد الكبريت لكل سم مكعب من الحجم، وهو ما يكاد يكون أكبر من القيمة المحققة للكربون المنشط وأكثر من ضعف القيمة المحققة للكربون المنشط المشرب بـ 10 ٪ نحاس.
- تشير نتائج الامتزاز المبرمجة بدرجة الحرارة إلى أن ثاني أكسيد الكبريت يتم الاحتفاظ به بقوة بواسطة (Zr(OH)4)، وتكشف نتائج التحليل الطيفي الكهروضوئي بالأشعة السينية عن وجود أنواع كبريتيت (SO32−) بعد التعرض للتفاعل، مما يشير إلى تكوين كبريتات الزركونيوم.
على الرغم من أن سعة إزالة ثاني أكسيد الكبريت (أساس الحجم) لـ (Zr(OH)4) عالية مقارنة بقدرة الكربون المنشط المشرب إلا أن 10٪ فقط من مجموعات الهيدروكسيل المتكافئة قادرة على المساهمة في إزالة (SO2).
استخدام هيدروكسيد الزركونيوم
- غالبًا ما يُطلق على هيدروكسيد الزركونيوم (IV) اسم الزركونيا المائي، وله صيغة كيميائية غير محددة غالبًا ما توصف بـ (ZrO2.nH2O)، الصيغة (ZrO2.2H2O) المكتوبة كـ (Zr(OH)4) تؤدي إلى وصفها على أنها هيدروكسيد، إن المركب عبارة عن مسحوق أبيض سام غير متبلور وغير قابل للذوبان في الماء، ولكنه قابل للذوبان في الأحماض المعدنية المخففة.
إن التفاعلات مع الأحماض المعدنية تليها أشكال التبلور المقابلة أملاح الزركونيوم، وهكذا تنتج عن تفاعل مركب هيدروكسيد الزركونيوم مع أحماض الهيدروكلوريك والكبريتيك والفوسفوريك كلا من كلوريد وكبريتات وفوسفات الزركونيوم على التوالي.
- يستخدم هيدروكسيد الزركونيوم في صناعات الأصباغ والزجاج، كما يستخدم في إنتاج أكسيد الزركونيوم وكبريتات الزركونيوم، وأيضا يستخدم في عمليات صول-جل لصنع الزركونيا المستقرة وطلاء الفولاذ المقاوم للصدأ، وفي الدهانات والطلاءات، وإن التحلل الكاوي لرمل الزركون هو طريق عملية شائعة لإنتاج أوكسي كلوريد الزركونيوم عالي النقاء.
يستخدم هذا المركب كمواد خام لتطبيقات مثل إنتاج أصباغ التيتانيوم وأيضًا كمؤشر أولي لإنتاج مجموعة من كيماويات الزركونيوم مثل كربونات الزركونيوم وهيدروكسيد الزركونيوم.
- حيث تُستخدم هذه المواد الكيميائية الأساسية في مجموعة واسعة من التطبيقات بما في ذلك مضادات التعرق ومجففات الطلاء ودباغة الجلود والأحبار والمحفزات، كما أنها تستخدم كمواد خام من أجل إنتاج أكاسيد الزركونيوم عالية النقاء المترسبة كيميائياً، ويستخدم في إنتاج التحفيز، ونظرًا لتعدد استخداماتها تتمتع المحفزات القائمة على الزركونيوم بمجموعة واسعة من الاستخدامات في مكافحة التلوث وتطبيقات السيارات والتكرير الكيميائي وإصلاح الهيدروكربونات.
وفي النهاية نستنتج أن مركب هيدروكسيد الزركونيوم مركب غير عضوي له الصيغة الكيميائية التالية: (Zr(OH)4)، وهو عبارة عن مسحوق أبيض ضخم غير متبلور يتحلل إلى ثاني أكسيد الزركونيوم (ZrO2) عند 550 درجة مئوية، وهو قابل للذوبان في الأحماض المعدنية المخففة ويدخل في عدد من الاستخدامات المختلفة.
