Nomor atom: 40
Massa atom: 91,22 g/mol
Elektronegativitas menurut Pauling: 1,2
Densitas: 6,49 g/cm3 pada 20 °C
Titik lebur: 1852 °C
Titik didih: 4400 °C
Radius Vanderwaals: 0,160 nm
Radius ionik: 0,08 nm (4)
Isotop: 11
Energi ionisasi pertama: 669 kJ/mol
Energi ionisasi kedua: 1346 kJ/mol
Energi ionisasi ketiga: 2312 kJ/mol
Energi ionisasi keempat: 3256 kJ/mol
Ditemukan oleh: Martin Klaproth pada tahun 1789
Sifat Kimia dan Fisika Zirkonium
Zirkonium adalah logam kuat, bisa ditempa, ulet, dan berwarna perak abu-abu.
Sifat kimia dan fisika logam ini mirip dengan titanium.
Zirkonium sangat tahan terhadap panas dan korosi. Zirkonium lebih ringan dari baja dan kekerasannya mirip dengan tembaga.
Saat berada dalam bentuk bubuk, logam ini dapat secara spontan menyala di udara, terutama pada suhu tinggi.
Zirkonium bubuk berwarna hitam dan dianggap berbahaya karena mudah terbakar.
Zirkonium bukan merupakan unsur langka, tetapi karena mineralnya yang paling umum, zirkon, sangat tahan terhadap pelapukan, persebaran unsur ini menjadi terbatas.
Zirkonium dua kali lebih melimpah dari tembaga dan seng dan 10 kali lebih melimpah dibandingkan timbal.
Bijih utama zirkonium adalah zirkon (ZrSiO4) yang ditambang di Australia, Amerika Serikat, dan Sri Lanka, serta baddeleyite (zirkonium oksida ZrO2) yang ditambang di Brasil.
Sejarah Zirkonium
Zirkon (zircon), sebagai batu permata, memiliki beberapa warna indah seperti biru, kuning, hijau, coklat, oranye, merah dan kadang-kadang ungu.
Kata zirkon berasal dari bahasa Persia “zargun” atau warna emas, dan telah digunakan dalam perhiasan dan dekorasi lainnya selama berabad-abad.
Batu permata zirkon dianggap paling menyerupai berlian dibanding permata alami lainnya.
Selama Abad Pertengahan, zirkon bahkan diyakini dapat mempermudah tidur, meningkatkan kekayaan, kehormatan dan kebijaksanaan, serta untuk mengusir malapetaka dan roh jahat.
Martin Heinrich Klaproth, seorang ahli kimia Jerman, menemukan zirkonium pada tahun 1789 dalam sampel zirkon dari Sri Lanka.
Sampel tersebut memiliki komposisi 25 persen silika, 0,5 persen oksida besi, dan 70 persen oksida baru yang dia beri nama zirkonerde (atau “zirkon bumi”).
Klaproth juga kemudian menemukan zirconerde di jacinth, sejenis zirkon berwarna kuning pucat, tetapi dia tidak dapat memisahkan logamnya.
Sir Humphry Davy, seorang ahli kimia Inggris, berusaha untuk memisahkan zirconerde untuk mendapatkan zirkonium murni pada tahun 1808 menggunakan elektrolisis, tetapi tidak berhasil.
Davy kemudian menyarankan nama zirkonium untuk logam itu sendiri, meskipun belum mampu dia esktraksi.
Jons J. Berzelius, seorang ahli kimia Swedia, akhirnya mampu mengisolasi zirkonium pada tahun 1824.
Dia menghasilkan zirkonium sebagai bubuk hitam sebagai hasil dari pemanasan tabung besi yang berisi campuran kalium dan kalium zirkonium fluorida (Kr2ZrF6).
Anton Eduard van Arkel dan Jan Hendrik de Boer, ahli kimia Belanda, memproduksi zirkonium murni pada tahun 1925 dengan memanaskan zirkonium tetraklorida (ZrCl4) dengan magnesium.
Metode ini menghasilkan batang kristal zirkonium murni.
Penggunaan Zirkonium
Zirkonium digunakan dalam paduan seperti zircaloy yang digunakan dalam aplikasi nuklir karena tidak mudah menyerap neutron.
Logam ini juga digunakan dalam catalytic converters dan batu bata tungku. Baddeleyite dan zirkonium tidak murni (zirkonia) digunakan dalam cawan lebur di laboratorium.
Zirkon (ZrSiO4) digunakan oleh refraktori, pewarna keramik, dan pasir pengecoran.
Zirkon juga dipasarkan sebagai batu permata yang digunakan dalam perhiasan.
Logam ini juga memiliki banyak kegunaan lain, di antaranya digunakan pada blitz fotografi dan instrumen bedah, untuk membuat kaca televisi, untuk membersihkan sisa gas dari tabung vakum elektronik, dan sebagai agen pengeras di paduan logam, terutama baja.
Industri kertas dan kemasan menemukan senyawa zirkonium menjadi pelapis permukaan yang baik karena kuat dan tahan air.
Senyawa bantalan zirkonium digunakan dalam banyak aplikasi biomedis, termasuk implan dan mahkota gigi, penggantian lutut dan pinggul, rekonstruksi tulang pendengaran telinga tengah, serta perangkat restoratif dan prostetik lainnya.
Efek Kesehatan Zirkonium
Zirkonium dan garamnya umumnya memiliki sifat racun rendah. Perkiraan asupan dari makanan adalah sekitar 50 mikrogram.
Saat memasuki tubuh, sebagian besar zirkonium tidak diserap usus, dan bila diserap cenderung terakumulasi di tulang daripada di jaringan.
Zirkonium tersebar luas di alam dan ditemukan di semua sistem biologis, misalnya: 2,86 μg/g pada gandum utuh; 3,09 μg/g pada beras merah; 0,55 μg/g pada bayam; 1,23 μg/g pada telur; dan 0,86 μg/g dalam daging sapi giling.
Paparan jangka pendek terhadap bubuk zirkonium dapat menyebabkan iritasi, tetapi hanya ketika terjadi kontak dengan mata yang memerlukan perhatian medis.
Paparan terus-menerus terhadap zirkonium tetraklorida menghasilkan peningkatan kematian pada tikus dan marmut dan penurunan hemoglobin darah dan sel darah merah pada anjing.
Pada manusia, laporan reaksi merugikan terkait zirkonium jarang terjadi.
Tidak terdapat pula bukti yang tervalidasi bahwa zirkonium bersifat karsinogenik atau genotoksik.
Zirkonium 95 adalah salah satu radionuklida yang terlibat dalam pengujian senjata nuklir.
Radionuklida ini berumur panjang dan akan terus meningkatkan risiko kanker selama puluhan tahun dan berabad-abad yang akan datang.
Dampak Lingkungan Zirkonium
Zirkonium tidak menimbulkan bahaya terhadap lingkungan.
Sementara tanaman air menyerap zirconium dengan cepat, namun tidak banyak yang terakumulasi sehingga tidak menimbulkan efek signifikan.
Fakta Menarik tentang Zirkonium
Berikut adalah beberapa fakta dan informasi tentang zirkonium:
1. Zirkonium memiliki konsentrasi sekitar 130 mg/kg di dalam kerak bumi dan sekitar 0,026 g/L dalam air laut.
2. Unsur ini tidak ditemukan di alam sebagai logam asli yang mencerminkan ketidakstabilan intrinsiknya terhadap air.
3. Titik leleh zirkonium adalah 1852 °C dengan titik didih adalah 4400 °C. Zirkonium memiliki keelektronegatifan 1,33 pada skala Pauling.
4. Zirkon terkadang dipertukarkan dengan zirkonia kubik (cubic zirconia), tiruan berlian sintetis yang berharga murah. Namun, keduanya adalah substansi yang sepenuhnya terpisah dan tidak memiliki hubungan satu sama lain kecuali keduanya mengandung unsur zirkonium dalam struktur kimianya.
5. Zirkonium bergabung dengan silikat untuk menciptakan zirkon batu permata semimulia alami. Zirkonium yang dikombinasikan dengan dioksida akan menciptakan zirkonia kubik, yang biasanya digunakan sebagai pengganti berlian.
6. Bagaimana cara membedakan zirkon dengan berlian? Gunakan pulpen dan goreskan pada berlian. Berlian bersifat lipofilik sehingga akan meninggalkan coretan tidak terputus pada berlian. Sebaliknya, zirkon tidak bersifat lipofilik. Pulpen tidak akan meninggalkan bekas yang jelas pada permukaannya.
7. Terdapat sekitar 7000 ton logam zirkonium diproduksi setiap tahun.
8. Zirkonium memiliki toksisitas yang sangat rendah.
9. Diperkirakan manusia menelan sekitar 50 mikrogram (1,8 x 10-6 ons) per hari, yang sebagian besar melewati sistem pencernaan tanpa diserap.
10. Tubuh manusia diperkirakan mengandung sekitar 0,000001 persen zirkonium.
11. Penggunaan lithium zirconate mungkin berguna dalam menyerap kelebihan karbon dioksida di atmosfer.
12. Batuan mengandung zirkon yang ditemukan di Australia pada tahun 2000 berumur 4,4 miliar tahun dengan rasio isotop oksigen (O16/O18) menunjukkan bahwa kehidupan di bumi dimulai hampir 500 juta tahun lebih awal dari yang diyakini sebelumnya.
13. Bubuk zirkonium dapat menyala secara spontan di udara. Karena sifat ini, bubuk zirkonium terkadang digunakan dalam bahan peledak.
14. Bubuk zirkonium dapat menyebabkan iritasi mata akibat paparan jangka pendek dan dapat berbahaya bagi paru-paru untuk paparan jangka panjang atau paparan berulang.[]