சிர்க்கோனியம்
cirkkōṉiyam
இது ஒரு வேதித் தனிமம். இதன் குறியீடு Zr; அணு எண் 40.
இது ஒரு வேதித் தனிமம். இதன் குறியீடு Zr; அணு எண் 40. அணு எடை 91.22. இயற்கையில் கிடைக்கும் சிர்க்கோனியம் (zirconium) ஐசோடோப்புகளின் எடை வீத அளவுகள் வருமாறு: Zr-90 (51.5%), Zr-91 (11.2%), Zr-92 (17.1%), Zr-94 (17.4%), Zr-96 (2.8%).
கிடைக்கும் விதம். இத்தனிமம் புவியின் மேற்பரப்பில் பெருமளவில் பரந்து காணப்படுகிறது. வினைத் திறன் மிக்கது என்பதால், தனித்த நிலையில் இல்லாமல் சேர்மமாகவே காணப்படுகிறது. பல்வேறு சூழ்நிலைகளிலும் பிற தனிமங்களை விட, ஆக்சிஜனுடன் மிகைப் பிணைப்புக் கொண்டுள்ளது. எனவே, இதன் ஆக்சைடு தாதுவான பேடிலைட் (ZrO₂) அல்லது அணைவு தாதுவான சிர்க்கான் (ZrO.SiO₂) ஆகியவை பரந்து காணப்படுகின்றன. இவை தவிர, எல்பிடைட் (Na₂ZrSi₆ O.3H₂O), யூடையாலைட் Na (Ca₂ Fe)₆ (Zr₂Si) OCl) ஆகிய தாதுக்களாகவும் இது காணப்படுகிறது. சிர்க்கான் தாதுவே தொழில் முறையில் முக்கியத்துவம் உள்ள தாதுப் பொருள் ஆகும். எனினும் பேடிலைட் ஓரளவு பயனுள்ளது.
யூடையாலைட் தாதுவிலிருந்து சிர்க்கோனியம் ஆக்சைடு பிரித்துப் பெறப்படுவதாகச் சோவியத் நாட்டுச் செய்திகள் கூறுகின்றன. சிர்க்கோனியம், ஹாப்ஃனியம் ஆகியன வேதிப் பண்புகளில் மிகவும் ஒத்திருப்பதால், இவற்றை வேறுபடுத்திக் காண்பது சற்றுக் கடினம். வேதிப் பண்புகளின் ஒற்றுமை காரணமாக, இவ்விரு தனிமங்களும் ஒன்றாகவே காணப்படுகின்றன. வணிக முறையில் பெறப்படும் சிர்க்கான் மாதிரியில் நூற்றுக்கு இரண்டு எடைப் பங்கு என்ற அளவில் ஹாப்ஃனியம் காணப்படுகிறது. குறிப்பாக, நியூ சௌத் வேல்ஸ், மேற்கு ஆஸ்திரேலியக் கடற்கரை மணலிலிருந்து, சிர்க்கான் பிரித்துப் பெறப் படுகிறது. இந்தியாவில் கேரளத்தில் இத்தாது கிடைக்கிறது. கடற்கரை மணலிலிருந்து பிரித்துச் சிர்க்கோனியத் தாதுவைப் பெறும் முறை அட்டவணை 1 இல் கொடுக்கப்பட்டுள்ளது.
அட்டவணை-1
கடற்கரை மணலில் இருந்து சிர்க்கோனியம் தாதுவைப் பிரித்தல்
பயன்கள். பெருமளவில் சிர்க்கோனியம், அதன் சேர்மமாக மட்பாண்டத் தொழிலிலேயே பயன்படுகிறது. வெப்பந்தாங்க வல்ல பொருள்கள், மெருகு வார்ப்பகம், தேய்க்கும் பொருள்கள், கருவிகள் போன்ற மண்பாண்டத் தொழிற் பொருள்களைத் தயாரிக்க இது பயன்படுகிறது. சிர்கோனியம் ஆக்சைடு சேர்த்துத் தயாரிக்கப்பட்ட கண்ணாடிப் பொருள்கள், கார எதிர்ப்பாற்றல் மிக்கவையாகக் காணப்படும். இதன் அடிப்படையில் மட்பாண்டப் பொருள்களில் பளபளப்பு, மெருகு முதலியவற்றின் தரத்தை உயர்த்த முடியும். பெருமளவில் சிர்கோனியம் உலோகம், அணு ஆற்றல் உலைகளில் எரிபொருளாகப் பயன்படும் யுரேனியத்தின் பாதுகாப்புப் பொருளாகவே பயன்படுகிறது. நிழற்பட மின்னல் விளக்குகளிலும் (photo flash bulbs) பயன்படுகிறது.
சில வேதித் தொழிற்சாலைகளில், குறிப்பாக ஹைட்ரோகுளோரிக் அமிலம், சல்ஃப்யூரிக் அமிலம் தயாரிக்கும் தொழிற்சாலைகளில் அரிமானத் தடுப்புத் திறன் மிக்க கலன்கள் தயாரிக்க இது பயன்படுகிறது. பல்லுறுப்பிகளைக் குறுக்காக ஒட்டும் காரணிகள் (cross linking agents), துணிகளில் நுண்ணுயிர்களின் தாக்குதலைக் குறைக்கும் காரணிகள், வினை வேக மாற்றிகள், வண்ணப்பூச்சு உலர்த்திகள், சாயத் தொழிலில் வீழ்படிவாக்கிகள், அயனி மாற்றிகள், நிறமிகள், மருந்துப் பொருள்கள், நச்சு எதிர்ப்புப் பொருள்கள் போன்றவற்றின் தயாரிப்பில் சிர்க்கோனியத்தின் பங்கு மிகுதியாகும்.
தயாரித்தல். தூய்மையற்ற சிர்க்கோனியம் 1824ஆம் ஆண்டே பெர்சிலியஸ் என்பாரால் தயாரிக்கப்பட்டது. எனினும், ஆக்சிஜன், நைட்ரஜன், ஹைட்ரஜன் நீக்கப்பட்ட உலோகமே பயன் மிக்கதாகும். இம்மாசுகள் உள்ள உலோகம் எளிதில் நொறுங்கும் தன்மையுடையது. எனவே, இந்நிலையில் கருவிகள் தயார் செய்ய இயலாது. கம்பியாக அடிக்கக் கூடிய தன்மையுள்ள தூய்மையுடைய இவ்வுலோகத்தைத் தயாரிக்கப் பின்வரும் இரு முறைகளே பெருமளவில் பயன்படுகின்றன.
குரோல் முறையில் நீராவி, ஆக்சிஜன், நைட்ரஜன் முதலிய தனிமங்களைப் பெருமளவில் நீக்கும் கலம் ஒன்றில் சிர்க்கோனியம் டெட்ராகுளோரைடு ஆவி, நீர்ம மக்னீசியத்தால் ஒடுக்கப்படும். தாதுவிலிருந்து உலோகத்தைப் பெறும் நிலைகளாவன: 1) சிர்க்கான், கார்பனுடன் மின்னுலை ஒன்றில் வெப்பப்படுத்தப்பட்டுச் சிர்க்கோனியம் சயனோ நைட்ரைடாக மாற்றப்படுகிறது. இது ஓர் இடைச்செருகல் (interstital solution) கரைசலாகும். இதில் கார்பன், நைட்ரஜன், ஆக்சிஜன் ஆகியன உள்ளன. இவ்வமைப்பை ஆவி யாக்கும் போது, சிலிக்கான், மோனோ ஆக்சைடாக வெளியேறுவதன் மூலமாக சிலிக்கான் நீக்கப்படுகிறது. (2) சூடான சயனோ நைட்ரைடுடன் குளோரின் ஆவியை வினைப்படுத்திச் சிர்க்கோனியம் டெட்ரா குளோரைடு ஆவி பெறப்படுகிறது. (3) டெட்ரா குளோரைடு மீண்டும் பதங்கமாதல் முறையில் தூய்மைப்படுத்தப்படும். இவ்வாறே ஆக்சிஜன் நீக்கப்படுகிறது. (4) இவ்வாறு தூய்மைப்படுத்திய ஆவி, கலனில் உள்ள நீர்ம மக்னீசியத்துடன் வினைப்படுத்தப்படுகிறது. வினையைக் கட்டுப்பாட்டுடன் நடத்துவதால், பொடியான நிலையில் உலோகம் கிடைப்பதற்குப் பதிலாக, பஞ்சு போன்று கிடைக்கும். பொடியான நிலை உலோகம் பயன்படுத்தக் கடினமானது. (5) துணை விளை பொருளான மக்னீசியம் குளோரைடு, உலோகத்தை உருக்குவதன் மூலமாக நீக்கப்படுகிறது. எஞ்சிய உலோகம் வெற்றிட வாலை வடித்தல் மூலமாகத் தூய்மைப்படுத்தப்படும். (6) பிரித்தெடுக்கப்பட்ட சிர்க்கோனியம் பஞ்சு அரைக்கப்பட்டுக் கட்டிகளாக்கப்படும். இக்கட்டிகளின் கடினத் தன்மை ஆய்விற்குப் பிறகு பயன்படுத்தப்படும்.
இரண்டாம் முறை, வேன் ஆர்கெல்—டிபோர் முறையாகும். தூய்மையற்ற உலோகம்—குறிப்பாக ஆக்சிஜன் செறிவு மிக்க உலோகம், அயோடினும், மின்சாரத்தால் வெப்பப்படுத்திய வெப்பந்தாங்க வல்ல உலோகக் கம்பியும் உள்ள சூடான கலனில் வைக்கப் படும் தூய்மையற்ற உலோகம் குறைவான வெப்ப நிலையிலேயே, அயோடினுடன் வினைப்பட்டு, எளிதில் ஆவியாகும் தன்மையுள்ள சிர்க்கோனியம் அயோடைடுகளைத் தருகிறது. இந்த அயோடைடுகள் 1300°C வெப்பத்தால் சிதைக்கப்பட்டு, சிர்க்கோனியம் உலோகத்தைத் தருகின்றன; அயோடின் வெளியேறும்; இங்கு பெறப்படும் உலோகம் பளபளப்பு மிகுந்தும் மீத்தூய்மையுடனும் இருக்கும்.
சிர்க்கோனியத்தின் தாதுவில் ஹாப்ஃனியமும், யுரேனியத்தைப் பாதுகாக்கப் பயன்படும் சிர்க்கோனிய உலோகமும், ஹாஃப்னியம் நீக்கப்பட்ட உலோகமாக இருத்தல் தேவை. எனவே, ஹாஃப்னியம் நீக்கப்பட்ட சிர்க்கோனியத்தைப் பெற, டெட்ராகுளோரைடை நீரில் பிரித்தெடுப்பதற்குக் கரைத்துப் பெறப்பட்ட கரைசலை, கரைப்பான்—கரைப்பான் பிரித்தெடுத்தல் முறைக்கு உட்படுத்த வேண்டும். இவ்வுலோகத்தில் சில அணைவுச் சேர்மங்கள், குறிப்பாக, தயோசயனேட், அல்க்கைல் பாஸ்ஃபேட், பாஸ்ஃபீன் ஆக்சைடு அணைவுச் சேர்மங்கள் போன்றவை இம்முறையிலேயே தூய்மைப் படுத்தப்படுகின்றன. பிற முறைகள் ஆய்வகத்தில் பயனுள்ளவை எனினும், தொழில் முறையில் சிறப்பானவையல்ல. அயனி மாற்ற முறை, ஃபுளூரைடு உப்புகளைப் பின்னப் படிகமாக்குதல், சிர்க்கோனியம் டெட்ராகுளோரைடு அணைவை, பாஸ்ஃபரஸ் பென்ட்டாகுளோரைடுடன் சேர்த்து வாலை வடித்தல் முதலியன இதற்கு எடுத்துக்காட்டுகள் ஆகும். இங்கு சிர்க்கோனியம் டெட்ராகுளோரைடு, ஹாப்ஃனியம் டிரைகுளோரைடை விட எளிதில் ஒடுக்கமடையும் என்ற பண்பு பயன்படுகிறது.
பண்புகள். சிர்க்கோனியம் பளபளப்பான, வெள்ளி போன்று காணப்படும் உலோகம். 20°Cஇல் இதன் அடர்த்தி 6.490; உருகு நிலை 1850°C; கொதி நிலை 3600°C. ஆனால், அண்மைக் காலக் கவனிப்பு களில் இருந்து, இதன் கொதி நிலை சுமார் 8600°Cக்குக் கீழ் இருக்கக் கூடும் எனக் கருதப்படுகிறது. 862°Cக்குக் கீழ் இதன் படிக அமைப்பு நெருக்கி அமைக்கப்பட்ட அறுகோண வடிவம் (ஆல்ஃபா வடிவம்) ஆகும். இவ்வெப்ப நிலைக்கு மேல் உடல் மையக் கன சதுரமாக (body-centered cubic) மாறுகிறது (பீட்டா வடிவம்). O°Cஇல் இதன் மின் தடை 40 ஓம். செ.மீ. இம்மதிப்பு, தாமிரத்தின் பண்பை விட 25 மடங்கு மிகுதி. வெப்ப நியூட்ரான்களுக்கு (thermal neutrons) இதன் குறுக்குவெட்டு 0.18 பாரன். (இம்மதிப்பு இரும்பிற்கு 2.4; நிக்கலுக்கு 4.5; தாமிரத்திற்கு 3,5; அலுமினியத்- திற்கு 0.22; மக்னீசியத்திற்கு 0.06; ஹாப்ஃனியத்திற்கு 105).
சாதாரண வெப்பநிலையில், மந்த வளிமங்கள் தவிர, ஏனைய அலோகங்களுடன், இவ்வுலோகம் வினை புரியும் தன்மையுடையது என்ற உண்மை சேர்மம் உருவாதல், வெப்பப் புள்ளி விவரங்களிலிருந்து தெளிவாகிறது. ஆனால் ஆய்வுகளில், அறை வெப்ப நிலைக்கு அருகில் இது வினைத் திறனற்ற தனிமமாகவே காணப்படுகிறது. ஏனெனில், இவ்வுலோகத்தின் மீது எப்போதுமே கண்ணுக்குப் புலப்படாத, துளைத்துச் செல்ல முடியாத மெல்லியதோர் ஆக்சைடு அடுக்குக் காணப்படுகிறது. இந்த அடுக்கு இவ்வுலோகத்தைச் செயலறச் செய்கிறது. எனவே நாட்பட வைத்திருந்த போதும், இவ்வுலோகம் ஒளி மிக்கதாகவும், பளபளப்பாகவும் இருக்கும். ஆனால் உயர் வெப்ப நிலைகளில் அலோகங்களுடனும், சில உலோகங்களுடனும் விரைந்து வினைப்படும். இதன் விளைவாகச் சேர்மங்கள் அல்லது திண்மக் கரைசல்கள் உண்டாகும். 700°C இல் 30 அணு சதவீத ஆக்சிஜன், 20 அணு சதவீத நைட்ரஜன், 50 அணு சதவீத ஹைட்ரஜன் என்ற வீதத்தில் இவ்வுலோகத்தில் கரைந்து காணப்படும். நன்கு பொடி செய்யப்பட்ட சிர்க்கோனியம், அதிக வெப்பக் கவர் திறன் (pyrophoric) உடையது. எனவே, இதைக் கையாள்வதும், சேமித்து வைப்பதும் மிகக் கடினம். உலர்ந்த அல்லது ஈரப்படுத்தப்பட்ட, மென்மையான இவ்வுலோகத் துகள்கள், தன்னிச்சையாகவே வெடித்தன என்று பல குறிப்புகள் கூறுகின்றன. மெல்லிய சிர்கோனியத் தகடு ஒன்று, தன்னிச்சையாகத் தீப்பற்றிக் கொள்ளத் தேவையான அழுத்தம் 300-700 psi (2.1-5.2 m pa) ஆகும். உலோகத்தில் முன்னரே அடங்கியுள்ள ஆக்சிஜனின் அளவைப் பொறுத்து, இவ்வழுத்த மாறுபாடு ஏற்படுகிறது.
டிரைகுளோரோ இவ்வுலோகத்தின் அரிமானத் தடுப்புத் திறன் சிறப்பானதாகும். அசெட்டிக், போரிக், குரோமிக், சிட்ரிக், ஃபார்மிக், ஹைட்ரோகுளோரிக், லாக்டிக், மோனோ குளோரோ அசெட்டிக், நைட்ரிக், ஆக்சா லிக், டானிக், டார்டாரிக், அசெட்டிக் அமிலங்கள், நீர்த்த ஃபீனால் கரைசல், எரிகாரக் கரைசல்கள், அம்மோனியம் ஹைட்ராக்சைடு மற்றும் பல உப்புக் கரைசல்கள், கரைப்பான்கள் ஆகியவற்றில் இதன் அரிமானத் தடுப்புத் திறன், ஆண்டிற்கு ஒரு மில்லுக்கும் (a mil per year) குறைவாகவே இருக்கும். எனினும், இது ஹைட்ரோஃபுளூரிக் அமிலத்தில் அரிமானத் தடுப்புத் திறனை இழந்து விடுகிறது. அணு ஆற்றல் உலைகளுக்குப் பயன் படுத்தக் கூடிய வகையில், சூடான நீருக்கும், நீராவிக்கும் இதன் அரிமானத் தடுப்புத் திறன் நிறைவு தருவதாக இல்லை; எனினும், சிர்க்கோனியத்துடன் 1.5% வெள்ளீயம், 0.12% இரும்பு, 0.05% நிக்கல், 0.10%, குரோமியம் அடங்கியுள்ள சிர்கலாய்-2 (Zircoly-2) எனும் உலோகக் கலவை அணு ஆற்றல் உலைகளில் பயன்படுகிறது. இதைவிட நிக்கல் அளவு குறைவான சிர்கலாய்-4 பயன் மிக்கது; விரும்பத்தக்கது.
சேர்மங்கள். சிர்கோனியம், தனிம மீள் வரிசை அட்டவணையில் IV-B துணைத் தொகுதியில் இடம் பெற்றுள்ளது. எனவே, இது சாதாரணமாக, நான்கு இணைதிறனைப் பெற்றுள்ளது. இது தவிர, 5,6,7,8 என்ற ஈதல் அணைவுப் பிணைப்புகளையும் பெற்றுள்ளது. பெருவாரியான சேர்மங்களில் இதன் ஆக்சிஜனேற்ற எண் 4+ ஆகும். ஹாலோஜன் சேர்மங்களில் 3+ ஆக்சிஜனேற்ற எண்ணைப் பெற்றுள்ளது. 2+ நிலையுள்ள சேர்மங்களும் தயாரிக்கப்பட்டுள்ளன. நேர், எதிர் அணைவு அயனிகளாகச் சிர்கோனியம் காணப்பட்ட போதிலும், ஓரணு அயனியாக (monoatomic ion) இத்தனிமம் கண்டறியப்பட்டதாகச் சான்றுகள் இல்லை; எனினும் (4ZrO₂.16H₂O. nH+) அயனியாகச் சில ஹாலோஜன்களிலும் [ZrO. (SO₄)₂] என்ற அயனியாகச் சில சல்ஃபேட்டுகளிலும், சிர்கோனியம் டெட்ராகுளோரைடின் சீர்மையற்ற ஆக்சிஜனேற்ற ஒடுக்க வினையின் விளைபொருள்களிலும் ஓரணு அயனி இருக்கக் கூடும் எனக் கருதப்படுகிறது.
மேற்காணும் ஏற்ற—ஒடுக்க வினை, அட்டவணை 2 இல் காட்டப்பட்ட குளோரைடு சேர்மங்களின் உருகு நிலை, ஆவி அழுத்தப் புள்ளி விவரங்களில் எதிரொளிக்கிறது.
அட்டவணை 2
நீர்க் கரைசலைப் பயன்படுத்தி, இவ்வலோகத் திற்கு மின் முலாம் பூச இயலாது. உருகிய உப்புக் கரைசல்களைப் பயன்படுத்தி, மின்னாற்றல் மூலமாகக் கார உலோகங்களுடன் வேதி வினைகளின் அடிப்படையில், எலெக்ட்ரோவின்னிங் (electrowinning) முறையில் முலாம் பூசப்படுகிறது. இதன் வேதிச் சேர்மங்கள் மூன்று பிரிவுகளாகப் பிரிக்கப்பட்டு எளிதில் விளக்கப்படும். அப்பிரிவுகள்: சிர்க்கோனியம் அணுவைக் கொண்டுள்ள (1) நேரயனிச் சேர்மங்கள் (2) எதிரயனிச் சேர்மங்கள் (3) அயனித் தன்மையற்ற சேர்மங்கள்.
சிர்க்கோனியம் டெட்ராகுளோரைடை நீரில் கரைத்து அல்லது வீழ்படிவாக்கப்பட்ட நீரேற்றம் பெற்ற சிர்க்கோனியாவை ஹைட்ரோகுளோரிக் அமிலத்தில் கரைத்துக் கரைசலை ஆவியாக்கினால், (ZrOCl₂.8H₂O) என்ற இயைபுடைய சேர்மம் கிடைக்கிறது. படிகச் சேர்மங்களிலும், ஓரளவு செறிவுடைய கரைசல்களிலும் நான்கு சிர்கோனியம் அணுக்கள், நான்கு இணை ஆக்சிஜன் அணுக்களுடன் மாறி, மாறி வைக்கப்பட்ட வளைய அமைப்பில் காணப்படும். மிகு கவனமாகத் தயாரிக்கா விட்டால், சிர்கோனியம் அயனி எளிதில் ஆக்சிஜன் அணுவுடன் பால பிணைப்பை ஏற்படுத்திப் பல்லுறுப்பி (polymer) விளைபொருளாகக் கிடைக்கும். இப்பல்லுறுப்பிகள் சில சிறப்புப் பண்புகளைப் பெற்றுள்ளன. குறிப்பாக, நிறப் பகுப்பாய்வில் பயன்படும் சாயங்களுடன் வேறுபடுத்தி அறியும் வண்ணம் வினைப்படுகின்றன.
வளையங்கள் பொதுவாக நீரேற்றம் பெற்றவை யாகவும், நேர் மின்னேற்றம் உடையவையாகவும் காணப்படுகின்றன. இவ்வகைத் துகள் ஒன்றின் வாய்ப்பாடு 4ZrO₂.16H₂O.nH. இதன் நேர் மின்னேற்றத்திற்கு அதிக அளவு புரோட்டான் ஏற்றம் பெற்றிருப்பதே காரணமாகும். இதன் வேதிப் பண்புகளிலிருந்து, இது ஓர் அணைவு அயனியாகவே செயல்படுகிறது. எ. கா. (1) பல எதிரயனிகளை வீழ்படிவாக்கல் (2) பல எதிரயனிகளுடன் வினைப்பட்டு அணைவுச் சேர்மங்களைத் தருதல் (3) நேரயனி மாற்ற ரெசின்களுடன் வினை புரிதல் (4) மின்புலத்தில் எதிர் மின் முனையை நோக்கி நகர்தல் என்பன. சிர்கோனைல் உப்புகளில் இதன் முற்றுறா வாய்ப்பாடு ZrO²+ என்று குறிக்கப்பட்ட போதும், அமைப்புப் பற்றிய ஆய்வு இதை உறுதி செய்யவில்லை. மாறாக, இது புரோட்டான் ஏற்றம் பெற்ற சிர்க்கோனியம் ஆக்சைடு, குளோரைடு அயனிகளுடன் மின் சமானத்தைப் பெறுகிறது. இச்சேர்மத்திற்குச் சிர்க்கோனியம் ஆக்சைடு ஹைட்ரோகுளோரைடு என்ற பெயர், அமைப்பு மற்றும் வேதிப் பண்புகளின் அடிப்படையில் பொருந்துகிறது. இத்துடன் ஒப்பிட்டு நோக்கக் கூடிய சிர்க்கோனியம் ஆக்சைடு, புரோமைடு, அயோடைடு, பெர்குளோரேட், தயோசயனேட் ஆகியவையும் உள்ளன.
ஹைட்ரோஃபுளூரிக் அமிலம் அல்லது ஆக்சிஜன் உள்ள எதிரயனியைச் சிர்க்கோனியம் ஆக்சைடு ஹைட்ரோ குளோரைடு நீர்க் கரைசலில் கரைத்தால், இவை ஏற்றம் பெற்ற நீர் மூலக் கூறுகளை இடப் பெயர்ச்சி செய்கின்றன; சில இடங்களில் ஆக்சோ இணைப்புகளையும் இடப் பெயர்ச்சி செய்கின்றன. இதன் விளைவாக, அயனியின் மின்னேற்றம் மாறி, எதிர் மின்னேற்றத்தைப் பெறுகிறது. மேலும் பல்லுறுப்பாக்கலின் வீதமும், பல்லுறுப்பியின் வடிவமும் பெரும் மாற்றங்களைப் பெறுகின்றன. சில வினைகள் தோராயமான முறையில் கீழே தரப்பட்டுள்ளன.
டைஅசெட்டோ சிர்க்கோனிக் அமிலம்
டைசல்ஃபேட்டோ சிர்க்கோனிக் அமிலம்
பொட்டாசியம் ஃபுளுரோ சிர்க்கோனேட்
மேற்காணும் விளைபொருள்களில், சிர்க்கோனியத்தைக் கொண்டுள்ள அயனிப் பகுதி எதிரயனிப் பரிமாற்ற ரெசின்களுடன் வினைப்படும். ஆனால், நேரயனிப் பரிமாற்ற ரெசின்களுடன் வினை புரிவதில்லை; இவை அமிலச் சாயங்களையும் வீழ் படிவு அடையச் செய்வதில்லை. டைசல்ஃபேட்டோ சிர்கோனிக் அமிலம், டைஅசெட்டோ சிர்கோனிக் அமிலம் ஆகியவை சிறந்த பதப்படுத்தும் காரணிகள் (tanning agents) ஆகும். ஆனால், சிர்கோனிக் ஆக்சைடு குளோரைடு இவ்வாறு பயன்படுவதில்லை. டி ரைசல்ஃபேட்டோ சிர்கோனிக் அமிலம், டெட்ரா சல்ஃபேட்டோ சிர்கோனிக் அமிலம் ஆகிய அமிலங்களும் அறியப்பட்டுள்ளன. டைசல்ஃபேட்டோ சிர்கோனிக் அமிலத்தின் நீர் பகுப்புப் பொருள்கள், பழைய ஆய்வு நூல்களில் காரச் சிர்க்கோனியம் சல்ஃபேட் என்று குறிக்கப் பெற்றுள்ளன. ஆனால், பிற்காலத்தில் பாலிசல்ஃபேட்டோ பாலிசிர்கோனேட்டு கள் என்று குறிக்கப்பட்டுள்ளன. (எ-டு) ஹவ்சார் உப்பு 4ZrO₂.3SO₃. 15H₂O தொழிற் முறையில் முக்கியத்துவம் பெற்ற 5ZrO₂. 3SO₃. 15.5H₂O, மற்றும் பல சிர்க்கோனியத்தை எதிர் அயனியில் கொண்ட அணைவுச் சேர்மங்களும் கண்டறியப்பட்ட விவரங்கள் உள்ளன. இவற்றில் இரண்டு முக்கியத்துவம் பெற்றவை. ஒன்று, அம்மோனியம் கார்பனேட்டோ சிர்கோனேட், (NH₃)₃ZrOH(CO₃)₂.2H₂O, மற்றொன்று சோடியம் டிரைலாக்டோ சிர்கோனேட் இவற்றில் முதலில் குறிப்பிடப்பட்டுள்ளது, மாவுப் பொருள்கள். பாலிஅக்ரிலேட்டுகள் முதலியவற்றில் குறுக்கு இணைப்பை ஏற்படுத்தவும், இரண்டாவதாகக் குறிப்பிடப்பட்டுள்ள பொருள்கள் அழகுபடுத்தவும் பயன்படும்.
அயனியற்ற சேர்மங்களைத் தயாரிக்க, நடுநிலையான ஆக்சிஜன் உள்ள காரணிகள் அல்லது அயனிகளைப் பிரிக்கும் காரணிகள் போன்றவற்றைப் பயன்படுத்தி வீழ்படிவாக்க வேண்டும்.
ZrOCl₂. 8H₂O + 2OH
→
ZrO₂.xH₂O + 2Cl (9-x) H₂O
நீரேற்ற சிர்கோனியா
ZrOCl₂.8H₂O + 4CH₃COCH₂COCH₃ +Na₂CO₃
→
2NaCl + 10H₂O + Zr(CH₃CO-CH-CO-CH₅)₄
சிர்கோனியம் டெட்ரா அசெட்டைல் அசெட்டோனைட்
நீரேற்ற சிர்க்கோனியா, பலஆக்சிஜன் அடங்கியுள்ள பொருள்களுடன் மாற்ற உறிஞ்சுதல் (exchange absorption) வினைக்கு உட்படுகிறது. பகுதி அளவு அல்லது முழு அளவில் நீர்மூலக் கூறுகள், கொழுப்பு அமிலங்கள் போன்ற மூலக் கூறுகளால் இடமாற்றம் அடையும். இவ்வாறே சிர்க்கோனியம் சோப்புகள் என்ற வகைச் சேர்மங்கள் உண்டாகின்றன. சிர்க்கோனியம் டெட்ரா அசெட்டைல் அசெட்டோனேட், நீர், ஆல்கஹால், ஈதர், பெட்ரோலியம், ஈதர் முதலியவற்றில் அரிதிற் கரையும் பொருளாகும். ஆனால், அரைல் ஹைட்ரோகார்பன்கள், குளோரினேற்ற ஹைட்ரோ கார்பன்கள், சில வகை எஸ்ட்டர்கள், அமீன்களில் குறிப்பிடத் தக்க அளவு கரைதிறனைப் பெற்றுள்ளன. சிர்க்கோனியத்தின் பீட்டா டைகீட்டோனேட், ஒரு புரோட்டான் வகைச் (prototype) சேர்மம் ஆகும்.
அம்மோனியா அல்லது அமீன்களின் முன்னிலையில், சிர்க்கோனியம் டெட்ராகுளோரைடு, ஆல்கஹால்களுடன் வினைப்பட்டு அல்காக்சைடுகளைத் தருகிறது. இவை பொதுவாகப் பல்லுறுப்பியாக அல்லது கரைப்பானேற்றம் பெற்ற நிலையில் அல்லது இரண்டும் நடைபெற்ற நிலையில் கிடைக்கின்றன. இவை நீராற்பகுப்பிற்கு உட்பட்டுப் பல அணைவு பகுப்பு விளைபொருள்களைத் தருகின்றன. அல்காக்சடுகளை ஒத்துள்ள வேறு சேர்மங்களும் அறியப்பட்டுள்ளன. இவற்றில் ஆல்கஹால் ஆக்சிஜனுக்குப் பதிலாகக் கந்தகம் அல்லது நைட்ரஜன் அணு அல்லது கார்பினால் கார்பனுக்குப் பதிலாகச் சிலிகான் அணு இடம் பெற்றிருக்கும்.
கரிமச் சேர்மங்களில் சிர்க்கோனியம், கரிமக் கார்பன் தொகுதியுடன் பை (π) பிணைப்பைப் பெற்றமைக்கான குறிப்புக் காணப்பட்டபோதும் சிக்மா {σ} பிணைப்புகள் காணப்பட்ட குறிப்பு எதுவுமில்லை. இவ்வகையில் நன்கு அறியப்பட்டவை: சிர்கோசீன் டைகுளோரைடு (pi - C₈H₅)₂ ZrCl₂ மற்றும் அதன் வழிச் சேர்மங்கள், வளைய ஆக்ட்டாடெட்ரயீன், அல்லைல் வழிச் சேர்மங்கள் ஆகியன. தற்போது சிக்மா பிணைப்புள்ள கரிமச் சிர்க்கோனியச் சேர்மங்கள் தயாரிக்கப்பட்டு வருகின்றன. எ.டு. டெட்ராபென்சைல் சிர்கோனியம். மேலும் ஹைட்ரோ சிர்க்கோனேற்றம் என்ற முறை ஆழ்ந்து ஆராயப்பட்டு வருகிறது. இம்முறை நிறைவுறா சேர்மம் ஒன்றைக் கரிமச் சிர்க்கோனியம் ஹைட்ரைடு கொண்டு நிறைவுறச் செய்வதே ஆகும். கரிமச் சிர்க்கோனியம் தொகுதியைக் கொள்ளிடத் தடை (steric hindrance) குறைவாக உள்ள கார்பன அணுவுடனேயே பதிலீடு செய்ய இயலும். இதனால், மாற்றியங்கள் (isomers) கலக்காத சில கரிமச் சேர்மங்களைத் தொகுக்கலாம்.
உலோகச் சிர்க்கோனியம், ஹைட்ரஜன் வளிமத்தைப் படிப்படியாக உறிஞ்சும் இயல்புடையது. இதனால், பல நிலைகளில் ஹைட்ரைடுகள் உண்டாகின்றன. தொழில் முறையில் முக்கியத்துவம் பெற்ற சாதாரண சிர்க்கோனியம் ஹைட்ரைடு (ZrH₂) என்ற இயைபுடையது. இதில் சுமார் 10% ஹைட்ரஜன் குறைவும் இருக்கும். இராணுவத்தில் இச்சேர்மம் முக்கியத்துவம் பெற்றது. வெடிக்க வைக்கும் பொருள்கள், உலோகங்களை மட்பாண்டங்களுடன் பற்ற வைத்து இணைக்க அல்லது மட்பாண்டப் பொருள்களை இணைக்க, அலுமினிய நுரைகள் தயாரிக்க இந்த ஹைட்ரைடுகள் பயன்படுகின்றன. சிர்க்கோனியத்தின் இடைச் செருகல் சேர்மங்களான ZrB, ZrC மற்றும் ZrN ஆகியவை உயர் வெப்பந் தாங்க வல்ல பொருள்கள் ஆகும். இவை ஒற்றை ஆக்சிஜனேற்றச் சூழ்நிலைக்கு (monoxidizing environment) விரும்பத்தகுந்தவை.
சிர்க்கோனியம் கார்பைடின் உருகு நிலை சுமார் 3500°C; மற்றவை சுமார் 3000°C வரை உருகு நிலையைப் பெற்றுள்ளன. இவை மிகக் கடினமானவை. சிர்கோனியம் டைபோரைடு(ZrB₂) உராய்வு எதிர்ப்புத் தன்மையும், உயவுத் தன்மையுமுள்ள திண்மம். எனவே, பந்து தாங்கிகளின் (ball-bearings) புறப் பரப்புகளாகப் பயன்படுகிறது. இது உருகிய அலுமினியத்திற்குச் சிறந்த மின்முனையாகும் எனத் தெளிவாகக் காட்டப்பட்டுள்ளது. சிர்க்கோனியம் கார்பைடு, நைட்ரைடு அல்லது ஆக்சைடை, நேரடியாகத் தூய உலோகமாக மாற்றுவது மிகக் கடினம்.
படிக மின்னழுத்த மின் முனைகள் (piezo eletric lead) தயாரிக்க, காரீய டைட்டானேட் சிர்கோனேட் கலவைகளில் சிர்கோனேட்டுகள் பயன்படுகின்றன. அதிக மின்கோடு புகு ஊடக எண் (high dielectric constant) பெற்றுள்ள கருவிகள் தயாரிக்க, பேரியம் டைட்டானேட் பேரியம் சிர்கோனேட் கலவை பயன்படுகிறது. சிர்கோனியச் சேர்மஙகளைக கையாள்வதிலும், ஆய்வுகள் செய்வதிலும் எவ்வகை நச்சுத் தன்மையும் அறியப்படவில்லை. சில விலங்குகளுக்கு மிகுந்த அளவில், சிர்க்கோனியச் சேர்மங்கள் கொடுக்கப்பட்டும் ஆய்வுகள் செய்யப்பட்டன. ஆனால், எவ்வித நச்சுத் தன்மையும் அறியப்படவில்லை. மேலும் கையினால் கையாளும் போது, தோலில் எவ்வித விரும்பத் தகாத விளைவுகளையும் ஏற்படுத்துவதில்லை. எனினும், சிர்க்கோனியச் சேர்மங்கள் சிலருக்கு ஒவ்வாமையை ஏற்படுத்தும். இதனால், கொப்புளங்கள் ஏற்படுகின்றன. சிர்கோனியச் சேர்மங்கள் கலந்த நுண்தெளிப்புகளைச் (sprays) சுவாசிப்பதால், சுவாச உறுப்புகளில் புண் அல்லது வெடிப்புத் தோன்றும்.
பகுப்பாய்வு. ஹைட்ரோகுளோரிக் அமிலக் கரைசலிலிருந்து மெண்டலிக் அமிலத்தால் வீழ்படிவாக்கப்படும் சாதாரண தனிமம் சிர்க்கோனியம் மட்டுமே ஆகும். இதுபோல 10—20% வரையுள்ள சல்ஃப்யூரிக் அமிலக் கரைசலிலிருந்து பாஸ்ஃபோரிக் அமிலத்தால் வீழ்படிவாக்கப்படும் வெகு சில தனிமங்களில் இதுவும் ஒன்றாகும்.
நீரேற்ற சிர்க்கோனியம் (ZrO₂.xH₂O) சுமார் 2.5 pH மதிப்புள்ள கரைசலிலிருந்து வீழ்படிவாக்கப்படும். மிகக் குறைந்த உலோக ஆக்சைடுகள் அல்லது ஹைட்ராக்சைடுகள் மட்டுமே இச்சூழ்நிலையில் வீழ்படிவாகின்றன. சிர்க்கோனியச் சேர்ம வீழ்படிவுகள், சாயங்களுடன் குறிப்பாக அலிசரின், β-நைட்ரோசோ α-நாஃப்தால் மற்றும் மோரின் போன்றவற்றுடன் குறிப்பிட்ட நிறத்தைத் தருகின்றன. இந்நிறத்தைப் பயன்படுத்தி, இதன்உப்புகளைக் கண்டறியலாம். சிர்க் கோனியச் சேர்மங்கள், சாயங்களான ஆர்செனசோ III கேட்டகால் வைலட், எரிகுரோம் சயனின் R, நியோதோரின், ஸைலினால் ஆரஞ்சு ஆகியவற்றுடன் தரும் நிறங்களைப் பயன்படுத்திக் கண்டறியவும், நிரலியல் அளவறி முறையில் (spectrometric determination) அளந்தறியவும் இயலும். மேலும் பல சாயங்கள் பகுப்பாய்வுக்கு ஏற்ற வகையில் நிறமுடைய வீழ்படிவுகளை ஏற்படுத்துவதாகக் குறிப்பு உள்ளது. ஃபுளுரைடு அயனியை அளவறியும் ஆய்வில் குறிப்பிட்ட பருமனுடைய கரைசல், சிர்க்கோனியம், அலிசரின் கலவையில் சேர்க்கப்படுகிறது. இக்கலவையில் நிறம் மறைதலே இறுதி நிலையாகும். இங்கு ஃபுளூரோ சிர்க்கோனேட் அயனி தோன்றுவதால், சாயத்திலிருந்து பிரிக்கப்பட்டு நிறத்தை இழக்கிறது. —பி. ஈ. எம். லியாகத் அலிகான்
மூலம் · source: அறிவியல் களஞ்சியம் — தமிழ்ப் பல்கலைக்கழகம் — CC BY-SA 4.0 (தொகுதி 10, பக். 254)
திருத்து / பொருள் சேர் · Edit or add a sense
வரலாறு · History (பதிப்பு 1)
JSON
⚑ புகார் · Report a problem
மேற்கோள் காட்ட · Cite this entry
நிலையான முகவரி · Permanent address: https://nigandu.oliyonresearch.com/e/bqb8m7hg/
தமிழ்“சிர்க்கோனியம்”, ஒளியோன் நிகண்டு, Oliyon Research, பதிப்பு 1, 2026-10-26, https://nigandu.oliyonresearch.com/e/bqb8m7hg/APA
Oliyon Research. (2026). சிர்க்கோனியம். In Oliyon Nigandu (rev. 1). https://nigandu.oliyonresearch.com/e/bqb8m7hg/MLA
"சிர்க்கோனியம்." Oliyon Nigandu, Oliyon Research, rev. 1, 2026-10-26, https://nigandu.oliyonresearch.com/e/bqb8m7hg/.
கருத்துரை · Discussion
இன்னும் கருத்துகள் இல்லை · No comments yet.
உள்நுழைந்து கருத்து தெரிவிக்கலாம் · Sign in to comment