Vanadium Fakta om grundstoffet

23

V

50,94

Det kemiske grundstof vanadium er klassificeret som et overgangsmetal. Det blev opdaget i 1801 af Andres Manuel del Rio.

Datazone

Klassifikation:	Vanadium er et overgangsmetal
Farve:	sølvfarvet
Atomvægt:	50.9415
Status:	fast stof
Smeltepunkt:	1920 oC, 2193 K
Skogningspunkt:	3400 oC, 3673 K
Elektroner:	23
Protoner:	23
Protoner:		23
Neutroner i den hyppigste isotop:	28
Elektronskaller:		28
Elektronskaller:	2,8,11,2
Elektronkonfiguration:	3d3 4s2
Densitet @ 20oC:	6.1 g/cm3

Vis flere, herunder: Varme, energi, oxidation,
Reaktioner, forbindelser, radier, ledningsevne

Atomvolumen:	8,78 cm3/mol
Struktur:	bcc: body-centered cubic
Hårdhed:	7,0 mohs
Specifik varmekapacitet	0,49 J g-1 K-1
Smeltningsvarme	20.90 kJ mol-1
Atomiseringsvarme	514 kJ mol-1
Dampningsvarme	459 kJ mol-1
1. ioniseringsenergi	650.3 kJ mol-1
2. ioniseringsenergi	1413.5 kJ mol-1
3. ioniseringsenergi	2828 kJ mol-1
Elektronaffinitet	50.7 kJ mol-1
Mindste oxidationstal	-1
Mindste oxidationstal	Min. fælles oxidationsnr.	0
Maksimalt oxidationstal	5
Maks. fælles oxidationsnr.	5
Elektronegativitet (Pauling-skala)	1,63
Polarisérbarhedsmængde	12.4 Å3
Reaktion med luft	mild, w/ht ⇒ V2O5, VN
Reaktion med 15 M HNO3	mild
Reaktion med 6 M HCl	ingen
Reaktion med 6 M NaOH	ingen
Oxid(er)	VO, V2O3, VO2, V2O5 (vanadium pentoxid)
Hydrid(er)	VH, VH2
Chlorid(er)	VCl2, VCl3, VCl4
Atomradius	134 pm
Ionisk radius (1+ ion)	–
Ionisk radius (2+ ion)	93 pm
Ionisk radius (3+ ion)	78 pm
Ionisk radius (1- ion)	–
Ionisk radius (2-ion)	–
Ionisk radius (3-ion)	–
Varmeledningsevne	30.7 W m-1 K-1
Elektrisk ledningsevne	4 x 106 S m-1
Frost-/smeltepunkt:	1920 oC, 2193 K

Vanadiummetal med oxydlag. Foto af Tomihahndorf.

Offentliggørelse af vanadium

Vanadium blev opdaget i 1801 af den spanske videnskabsmand Andres Manuel del Rio.

Del Rio opdagede det nye grundstof i brun blymalm (nu kendt for at være mineralet vanadinit, Pb53Cl) i Ny Spanien (Mexico).

Del Rio var flyttet til Mexico som professor i kemi og mineralogi ved Royal School of Mines i Mexico City.

Han gav sit nye grundstof navnet panchromo eller panchromium, der betyder “alle farverne”, på grund af den brede vifte af farver, han havde fundet, da han undersøgte grundstoffets salte.

Derpå omdøbte han grundstoffet til eritrono eller erythronium, fra det græske ord eruthros, der betyder rød. Det nye navn var inspireret af den røde farve, der blev set, når gruppe 1- eller gruppe 2-oxidsalte af det nye grundstof – for eksempel natriumvanadiumoxid – blev opvarmet eller syrnet. (1),(2),(3)

I 1805 undersøgte den franske kemiker Hippolyte-Victor Collet-Descotils blymalmen og meddelte, at erythronium i virkeligheden var urent krom – en analyse, som del Rio desværre accepterede.

Der blev ikke hørt mere om grundstoffet før 1830, da Nils Gabriel Sefström i Stockholm, Sverige, fandt et nyt metal i en svensk jernmalm.

Han kaldte dette nye grundstof vanadium efter ‘Vanadis’, den skandinaviske skønhedsgudinde, på grund af de smukke flerfarvede forbindelser, der dannes af metallet. (4)

Samme år undersøgte den tyske kemiker Friedrich Wöhler på ny den mexicanske blymalm og fandt, at vanadium var identisk med del Rios erythronium. (5)

Metallet blev først isoleret af Sir Henry E. Roscoe i 1867 i Manchester, England, ved at reducere vanadiumklorid med hydrogen.

Vanadiummineralet roscoelit blev opkaldt til ære for Rocoes arbejde. (4), (6)

Vanadiums nabo til det periodiske system
Vanadiums opdagelse i 1801 blev i første omgang ignoreret, fordi man troede, at det var urent krom, som sidder til højre for vanadium i det periodiske system. I 1801 var begrebet det periodiske system naturligvis ikke blevet født.

	Gruppe 4	Gruppe 5	Gruppe 6
4	22 Ti	23 V	24 Cr
5	40 Zr	40 Zr	41 Nb	42 Mo
6	72 Hf	73 Ta	73 Ta	74 W

Vanadiums farverige oxidationstilstande: +2 er lavendel; +3 er grøn; +4 er blå; +5 er gul. Da han så disse farver, besluttede Andres Manuel del Rio først at kalde det nye grundstof for panchromium, hvilket betyder “alle farverne”. Du kan se disse farver blive genereret ved kemiske reaktioner i den korte video nedenfor. Foto af Steffen Kristensen.

Vanadium er opkaldt efter den skandinaviske skønhedsgudinde på grund af dets mange farver. Se det skifte farve, når det skifter oxidationstrin ved rystning.

En SR-71B fra NASA’s Dryden Flight Research Center, der kan flyve med mere end 2.200 mph og i en højde på over 85.000 fod. En titanium-aluminium-vanadium-legering anvendes til jetmotorer og til højhastighedsfly. (Foto: NASA)

Udseende og karakteristika

Skadelige virkninger:

Selv om vanadium er et vigtigt sporstof for nogle væsener, er en række af dets forbindelser giftige.

Generelt gælder det, at jo højere oxidationstrin vanadium har, jo mere giftig er forbindelsen.

Egenskaber:

Vanadium er et lysende hvidt, blødt, duktilt metal med god strukturel styrke.

Vanadium er modstandsdygtigt over for angreb fra alkalier, saltsyre, svovlsyre og saltvand.

Når det forekommer i forbindelser, findes vanadium for det meste i oxidationstrin V.

Metallet oxideres i luft ved ca. 660 oC til pentoxid (V2O5).

Anvendelse af vanadium

Den vigtigste anvendelse af vanadium er i legeringer, især med stål.

85% af al produceret vanadium går til stål, 10% går til legeringer af titan og 5% til alle andre anvendelser. 7

En lille mængde vanadium tilføjer styrke, sejhed og varmebestandighed.

Det tilsættes normalt i form af ferrovanadium, en vanadium-jernlegering.

Vanadiumstållegeringer anvendes i tandhjul, aksler og krumtapaksler.

Titanium-aluminium-vanadiumlegering anvendes i jetmotorer og til højhastighedsfly.

Vanadiumfolie anvendes til beklædning af titanium til stål.

Vanadium-gallium-bånd anvendes i superledende magneter.

Vanadium pentoxid anvendes i keramik og som katalysator til fremstilling af svovlsyre.

Den første omfattende industrielle anvendelse af vanadiummetal fandt sted for over 100 år siden i chassiset af vanadiumstållegering i Ford Model T-bilen.

I en reklame for Model T fra 1908 stod der: “Vanadiumstål, det stærkeste, sejeste og mest udholdende stål, der nogensinde er fremstillet, anvendes i hele bilen.”

Fordeling og isotoper

Fordeling jordskorpen: 120 vægtdele pr. million, 50 vægtdele pr. million i mol

Fordeling solsystemet: 400 vægtdele pr. milliard, 9 dele pr. milliard mol

Omkostninger, ren: 220 $ pr. 100 g

Omkostninger, bulk: 2,70 $ pr. 100 g

Kilde: Vanadium findes ikke frit i naturen, men findes kombineret i ca. 65 forskellige mineraler. Vanadium findes også i bauxit og i fossile brændselsforekomster. Kommerciel produktion af metallet sker ved calciumreduktion af pentoxid.

Isotoper: Vanadium har 18 isotoper, hvis halveringstider er kendt, med massetal 43 til 60. Naturligt forekommende vanadium er en blanding af to isotoper, 50V og 51V, med naturlige forekomster på henholdsvis 0,2 % og 99,7 %.

1. Dieter Rehder, Bioinorganic Vanadium Chemistry, 2008, Wiley, p2
2. Ariosto Aguilar Mandujano, Andres Manuel del Rio, Pædagog
3. B. Smith Hopkins, Chemistry of the Rarer Elements, 1923, D.C. Heath and Company, p205
4. J.W. Mellor, A Comprehensive Treatise on Inorganic and Theoretical Chemistry, Volume IX, 1929, Longmans, Green and Co, p714
5. Sydney Marks, A Text-book of Inorganic Chemistry Volume VI. Part III., 1929, Charles Griffin & Company Limited, p12
6. Per Enghag, Encyclopedia of the Elements: Technical Data – History – Processing – Applications, 2008, John Wiley & Sons, p542
7. François Cardarelli, Materials Handbook: A Concise Desktop Reference, 2008, Springer, p342

Cite this Page

For online linking, please copy and paste one of the following:

<a href="https://www.chemicool.com/elements/vanadium.html">Vanadium</a>

or

<a href="https://www.chemicool.com/elements/vanadium.html">Vanadium Element Facts</a>

For at citere denne side i et akademisk dokument, please use the following MLA compliant citation:

"Vanadium." Chemicool Periodic Table. Chemicool.com. 18 Oct. 2012. Web. <https://www.chemicool.com/elements/vanadium.html>.