Ортосиликат циркония(IV) — неорганическое соединение, соль металла циркония и кремнёвой кислоты с формулой ZrSiO ₄ , бесцветные кристаллы, не растворимые в воде. Встречается в природе как минерал циркон .

Получение

• В природе встречается минерал циркон — ZrSiO ₄ с разными примесями, из-за чего цвет его может быть янтарным, голубым, зелёным, чёрным.

• Реакция с силикатом натрия в кислой среде:

${\displaystyle {\mathsf {ZrOCl_{2}+Na_{4}SiO_{4}+2HCl\ {\xrightarrow {}}\ ZrSiO_{4}\downarrow +4NaCl+H_{2}O}}}$

• Сплавление оксида циркония(IV) и оксида кремния(IV) :

${\displaystyle {\mathsf {ZrO_{2}+SiO_{2}\ {\xrightarrow {T}}\ ZrSiO_{4}}}}$

Физические свойства

Ортосиликат циркония(IV) образует бесцветные кристаллы тетрагональной сингонии , пространственная группа I 4/amd , параметры ячейки a = 0,658 нм, c = 0,593 нм, Z = 4.

Не растворяется в воде, р ПР = 29,08.

Химические свойства

• Разлагается при сильном нагревании:

${\displaystyle {\mathsf {ZrSiO_{4}\ {\xrightarrow {1540-1900^{o}C}}\ ZrO_{2}+SiO_{2}}}}$

• Реагирует с фтористоводородной кислотой :

${\displaystyle {\mathsf {ZrSiO_{4}+10HF\ \rightleftarrows \ H_{2}[ZrOF_{6}]+H_{2}[SiF_{6}]+3H_{2}O}}}$

• Реагирует под давлением с перегретыми растворами щелочей :

${\displaystyle {\mathsf {ZrSiO_{4}+5NaOH+3H_{2}O\ \rightleftarrows \ Na[Zr(H_{2}O)_{3}(OH)_{5}]+Na_{4}SiO_{4}}}}$

• При сплавлении с щелочами, оксидами типичных металлов и карбонатами щелочных металлов образует цирконаты :

${\displaystyle {\mathsf {ZrSiO_{4}+4NaOH\ {\xrightarrow {580-650^{o}C}}\ Na_{2}ZrO_{3}+Na_{2}SiO_{3}+2H_{2}O\uparrow }}}$

${\displaystyle {\mathsf {ZrSiO_{4}+2CaO\ {\xrightarrow {1100^{o}C}}\ CaZrO_{3}+CaSiO_{3}}}}$

${\displaystyle {\mathsf {ZrSiO_{4}+3Na_{2}CO_{3}\ {\xrightarrow {1000^{o}C}}\ Na_{2}ZrO_{3}+Na_{4}SiO_{4}+3CO_{2}\uparrow }}}$

• Реагирует с хлором в присутствии восстановителей:

${\displaystyle {\mathsf {ZrSiO_{4}+4Cl_{2}+4C\ {\xrightarrow {850-1000^{o}C}}\ ZrCl_{4}+SiCl_{4}+4CO}}}$

• При спекании с фторосиликатами образует гексафторцирконаты:

${\displaystyle {\mathsf {ZrSiO_{4}+K_{2}SiF_{6}\ {\xrightarrow {700^{o}C}}\ K_{2}ZrF_{6}+2SiO_{2}}}}$

Применение

• Как драгоценные камни.
• Огнеупорный материал, компонент керамик , стёкол , глазурей , эмалей .
• Сырьё для получения циркония.

Биологическое значение

Как и многие другие соединения циркония , ортосиликат циркония (IV) ZrSiO ₄ обладает высокой биологической инертностью.

Литература

• Химическая энциклопедия / Редколл.: Н. С. Зефиров и др.. — М. : Большая Российская энциклопедия, 1998. — Т. 5. — 783 с. — ISBN 5-85270-310-9 .
• Справочник химика / Редколл.: Б. П. Никольский и др.. — 2-е изд., испр. — М. — Л. : Химия, 1966. — Т. 1. — 1072 с.
• Справочник химика / Редколл.: Б. П. Никольский и др.. — 3-е изд., испр. — Л. : Химия, 1971. — Т. 2. — 1168 с.
• Лидин Р. А. и др. Химические свойства неорганических веществ: Учеб. пособие для вузов. — 3-е изд., испр. — М. : Химия, 2000. — 480 с. — ISBN 5-7245-1163-0 .
• Рипан Р., Четяну И. Неорганическая химия. Химия металлов. — М. : Мир, 1972. — Т. 2. — 871 с.
• Неорганическая химия / под ред. Ю.Д. Третьякова. — М. : Академия, 2007. — Т. 3. — 352 с.