Pierwiastek chemiczny wanad jest klasyfikowany jako metal przejściowy. Został odkryty w 1801 roku przez Andresa Manuela del Rio.
Strefa danych
| Klasyfikacja: | Wanad jest metalem przejściowym |
| Kolor: | srebrzysty |
| Waga atomowa: | 50.9415 |
| Stan: | stały |
| Temperatura topnienia: | 1920 oC, 2193 K |
| Temperatura wrzenia: | 3400 oC, 3673 K |
| Elektrony: | 23 |
| Protony: | 23 |
| Neutrony w najobficiej występującym izotopie: | 28 |
| Powłoki elektronowe: | 2,8,11,2 |
| Konfiguracja elektronowa: | 3d3 4s2 |
| Gęstość @ 20oC: | 6.1 g/cm3 |
Pokaż więcej, w tym: Ciepła, Energie, Utlenianie,
Reakcje, Związki, Promienie, Przewodności
| Objętość atomowa: | 8,78 cm3/mol |
| Struktura: | bcc: body-centered cubic |
| Twardość: | 7,0 mohs |
| Ciepło właściwe | 0,49 J g-1 K-1 |
| Ciepło topnienia | 20.90 kJ mol-1 |
| Ciepło atomizacji | 514 kJ mol-1 |
| Ciepło parowania | 459 kJ mol-1 |
| 1. energia jonizacji | 650.3 kJ mol-1 |
| 2-gie energia jonizacji | 1413.5 kJ mol-1 |
| 3. energia jonizacji | 2828 kJ mol-1 |
| przyporządkowanie elektronów | 50.7 kJ mol-1 |
| Minimalna liczba utlenienia | -1 |
| Min. wspólna liczba utlenienia | 0 |
| Maksymalna liczba utlenienia | 5 |
| Maksymalna wspólna liczba utlenienia. | 5 |
| Elektronegatywność (skala Paulinga) | 1,63 |
| Objętość polaryzacji | 12.4 Å3 |
| Reakcja z powietrzem | łagodna, w/ht ⇒ V2O5, VN |
| Reakcja z 15 M HNO3 | łagodna |
| Reakcja z 6 M HCl | brak |
| Reakcja z 6 M NaOH | brak |
| Tlenek(i) | VO, V2O3, VO2, V2O5 (pięciotlenek wanadu) |
| Wodorek(i) | VH, VH2 |
| Chlorek(i) | VCl2, VCl3, VCl4 |
| Promień atomowy | 134 pm |
| Promień jonowy (jon 1+) | – |
| Promień jonowy (2+ jon) | 93 pm |
| Promień jonowy (3+ jon) | 78 pm |
| Promień jonowy (1- jon) | – |
| Promień jonowy (2- jon) | – |
| Promień jonowy (3- jon) | – |
| Przewodność cieplna | 30.7 W m-1 K-1 |
| Przewodnictwo elektryczne | 4 x 106 S m-1 |
| Temperatura zamarzania/topnienia: | 1920 oC, 2193 K |
Metal wanadowy z warstwą tlenku. Photo by Tomihahndorf.
Odkrycie wanadu
Wanad został odkryty w 1801 roku przez hiszpańskiego naukowca Andresa Manuela del Rio.
Del Rio odkrył nowy pierwiastek w brązowej rudzie ołowiu (obecnie znany jako minerał wanadynit, Pb53Cl) w Nowej Hiszpanii (Meksyk).
Del Rio przeniósł się do Meksyku jako profesor chemii i mineralogii w Królewskiej Szkole Górniczej w mieście Meksyk.
Nazwał swój nowy pierwiastek panchromo lub panchromium, co oznacza „wszystkie kolory”, ze względu na szeroki zakres kolorów, które znalazł badając sole pierwiastka.
Później zmienił nazwę pierwiastka na eritrono lub erythronium, od greckiego słowa eruthros, co oznacza czerwony. Nowa nazwa została zainspirowana czerwonym kolorem, który był widoczny, gdy sole tlenkowe grupy 1 lub 2 nowego pierwiastka – na przykład tlenek wanadu sodu – były podgrzewane lub zakwaszane. (1),(2),(3)
W 1805 roku francuski chemik Hippolyte-Victor Collet-Descotils zbadał rudę ołowiu i ogłosił, że erytron jest w rzeczywistości nieczystym chromem – analiza, którą niestety zaakceptował del Rio.
Nic więcej nie słyszano o tym pierwiastku aż do 1830 roku, kiedy to Nils Gabriel Sefström w Sztokholmie w Szwecji znalazł nowy metal w szwedzkiej rudzie żelaza.
Nazwał ten nowy pierwiastek wanadem od imienia „Vanadis”, skandynawskiej bogini piękna, z powodu pięknych wielobarwnych związków tworzonych przez ten metal. (4)
W tym samym roku niemiecki chemik Friedrich Wöhler ponownie zbadał meksykańską rudę ołowiu i stwierdził, że wanad jest identyczny z erytronium del Rio. (5)
Metal został po raz pierwszy wyizolowany przez Sir Henry’ego E. Roscoe w 1867 roku, w Manchesterze, w Anglii, poprzez redukcję chlorku wanadu wodorem.
Minerał wanadu roscoelite został nazwany na cześć pracy Rocoe. (4), (6)
Odkrycie wanadu w 1801 r. było początkowo lekceważone, ponieważ uważano, że jest to nieczysty chrom, który w układzie okresowym znajduje się po prawej stronie wanadu. Oczywiście, w 1801 r. koncepcja układu okresowego jeszcze się nie narodziła.
| Grupa 4 | Grupa 5 | Grupa 6 | |
| 4 | 22 Ti |
23 V |
24 Cr |
| 5 | 40 Zr |
41 Nb |
42 Mo |
| 6 | 72 Hf |
73 Ta |
74 W |
Barwne stany utlenienia wanadu: +2 – lawendowy; +3 – zielony; +4 – niebieski; +5 – żółty. Kiedy zobaczył te kolory, Andres Manuel del Rio po raz pierwszy zdecydował się nazwać nowy element panchromium, co oznacza „wszystkie kolory”. Możesz zobaczyć, jak te kolory są generowane przez reakcje chemiczne w krótkim filmie poniżej. Photo by Steffen Kristensen.
Samolot SR-71B z Dryden Flight Research Center NASA, zdolny do lotu z prędkością ponad 2200 mph i na wysokości ponad 85 000 stóp. Stop tytan-aluminium-wanad jest używany w silnikach odrzutowych i w samolotach o dużej prędkości. (Photo credit: NASA)
Wygląd i charakterystyka
Skutki szkodliwe:
Chociaż wanad jest niezbędnym pierwiastkiem śladowym dla niektórych stworzeń, szereg jego związków jest toksycznych.
Ogólnie rzecz biorąc, im wyższy stan utlenienia wanadu, tym bardziej toksyczny jest jego związek.
Charakterystyka:
Wanad jest jasnobiałym, miękkim, ciągliwym metalem o dobrej wytrzymałości strukturalnej.
Wanad jest odporny na działanie alkaliów, kwasu solnego, kwasu siarkowego i słonej wody.
Występując w związkach, wanad występuje głównie w stanie utlenienia V.
Metal utlenia się w powietrzu w temperaturze około 660 oC do pięciotlenku (V2O5).
Użytki wanadu
Główne zastosowanie wanadu to stopy, zwłaszcza ze stalą.
85% całego wyprodukowanego wanadu trafia do stali, 10% do stopów tytanu, a 5% do wszystkich innych zastosowań. 7
Niewielka ilość wanadu zwiększa wytrzymałość, ciągliwość i odporność na ciepło.
Jest on zwykle dodawany w postaci żelazo-wanadu, stopu wanadu z żelazem.
Stopy stali z wanadem są stosowane w przekładniach, osiach i wałach korbowych.
Stop tytan-aluminium-wanad jest używany w silnikach odrzutowych i w samolotach o dużej prędkości.
Folia wanadowa jest używana w okładzinach tytanowych do stali.
Taśma wanadowo-galowa jest używana w magnesach nadprzewodzących.
Pięciotlenek wanadu jest stosowany w ceramice i jako katalizator do produkcji kwasu siarkowego.
Pierwsze szerokie zastosowanie przemysłowe wanadu miało miejsce ponad sto lat temu w podwoziu ze stopu stali wanadowej samochodu Ford Model T.
W reklamie Modelu T z 1908 roku czytamy: „W całym samochodzie zastosowano stal wanadową, najmocniejszą, najtwardszą i najbardziej wytrzymałą stal, jaką kiedykolwiek wyprodukowano”.
Abundance and Isotopes
Abundance earth’s crust: 120 parts per million by weight, 50 parts per million by moles
Abundance solar system: 400 części na miliard wagowo, 9 części na miliard molowo
Koszt, czysty: 220$ za 100g
Koszt, luzem: 2,70$ za 100g
Źródło: Wanad nie występuje swobodnie w przyrodzie, ale występuje w połączeniu w około 65 różnych minerałach. Wanad znajduje się również w boksytach i w złożach paliw kopalnych. Komercyjnie, produkcja metalu jest przez redukcję wapnia pięciotlenku.
Izotopy: Wanad ma 18 izotopów, których okresy półtrwania są znane, o liczbach masowych od 43 do 60. Naturalnie występujący wanad jest mieszaniną dwóch izotopów, 50V i 51V, których naturalne stężenie wynosi odpowiednio 0,2% i 99,7%.
- Dieter Rehder, Bioinorganic Vanadium Chemistry, 2008, Wiley, p2
- Ariosto Aguilar Mandujano, Andres Manuel del Rio, Educator
- B. Smith Hopkins, Chemistry of the Rarer Elements, 1923, D.C. Heath and Company, p205
- J.W. Mellor, A Comprehensive Treatise on Inorganic and Theoretical Chemistry, Volume IX, 1929, Longmans, Green and Co., p714
- Sydney Marks, A Text-book of Inorganic Chemistry Volume VI. Part III., 1929, Charles Griffin & Company Limited, p12
- Per Enghag, Encyclopedia of the Elements: Technical Data – History – Processing – Applications, 2008, John Wiley & Sons, p542
- François Cardarelli, Materials Handbook: A Concise Desktop Reference, 2008, Springer, p342
Cite this Page
W celu umieszczenia odnośnika online, proszę skopiować i wkleić jeden z poniższych fragmentów:
<a href="https://www.chemicool.com/elements/vanadium.html">Vanadium</a>
lub
<a href="https://www.chemicool.com/elements/vanadium.html">Vanadium Element Facts</a>
Aby zacytować tę stronę w dokumencie akademickim, proszę użyć następującego cytatu zgodnego z MLA:
"Vanadium." Chemicool Periodic Table. Chemicool.com. 18 Oct. 2012. Web. <https://www.chemicool.com/elements/vanadium.html>.
.