Elementul chimic vanadiu este clasificat ca fiind un metal de tranziție. A fost descoperit în 1801 de Andres Manuel del Rio.
Zona de date
| Clasificare: | Vanadiul este un metal de tranziție | |
| Culoare: | argintiu | |
| Greutate atomică: | 50.9415 | |
| Stare: | solid | |
| Punct de topire: | 1920 oC, 2193 K | |
| Punct de fierbere: | ||
| Punct de fierbere: | ||
| 3400 oC, 3673 K | ||
| Electroni: | 23 | |
| Protoni: | ||
| Protoni: | 23 | |
| Neutroni în izotopul cel mai abundent: | 28 | |
| Capacele de electroni: | 28 | |
| Capacele de electroni: | 2,8,11,2 | |
| Configurația electronilor: | 3d3 4s2 | |
| Densitate la 20oC: | 6.1 g/cm3 |
Afișați mai multe, inclusiv: Călduri, Energii, Oxidare,
Reacții, Compuși, Radii, Conductivități
| Volumetrie atomică: | 8,78 cm3/mol |
| Structură: | bcc: cubic centrat pe corp |
| Durețe: | 7,0 mohs |
| Capacitatea termică specifică | 0,49 J g-1 K-1 |
| Căldura de fuziune | 20.90 kJ mol-1 |
| Căldura de atomizare | 514 kJ mol-1 |
| Căldura de vaporizare | 459 kJ mol-1 |
| 1-a energie de ionizare | 650.3 kJ mol-1 |
| A doua energie de ionizare | 1413.5 kJ mol-1 |
| 3-a energie de ionizare | 2828 kJ mol-1 |
| Afinitatea electronică | 50.7 kJ mol-1 |
| Numărul minim de oxidare | -1 |
| Numărul minim de oxidare | |
| Min. număr de oxidare comună | 0 |
| Număr maxim de oxidare | 5 |
| Număr maxim de oxidare comună | |
| Număr maxim de oxidare comună. | 5 |
| Electronegativitate (scara Pauling) | 1,63 |
| Volum de polarizabilitate | 12.4 Å3 |
| Reacția cu aerul | ușoară, w/ht ⇒ V2O5, VN |
| Reacție cu HNO3 15 M | ușoară |
| Reacție cu HCl 6 M | nici una |
| Reacția cu 6 M NaOH | nici una |
| Oxid(i) | VO, V2O3, VO2, V2O5 (pentoxid de vanadiu) |
| Hidrură (s) | VH, VH2 |
| Clorură (s) | VCl2, VCl3, VCl4 |
| Rază atomică | 134 pm |
| Rază ionică (ion 1+) | – |
| Rază ionică (ion 2+) | 93 pm |
| Rază ionică (ion 3+) | 78 pm |
| Raza ionică (1- ion) | – |
| Raza ionică (2- ion) | – |
| Raza ionică (3- ion) | – |
| Conductivitatea termică | 30.7 W m-1 K-1 |
| Conductibilitate electrică | 4 x 106 S m-1 |
| Punctul de congelare/fundare: | 1920 oC, 2193 K |
Vanadiu metalic cu strat de oxid. Fotografie de Tomihahndorf.
Descoperirea vanadiului
Vanadiul a fost descoperit în 1801 de către savantul spaniol Andres Manuel del Rio.
Del Rio a descoperit noul element în minereul brun de plumb (cunoscut acum ca fiind mineralul vanadinit, Pb53Cl) în Noua Spanie (Mexic).
Del Rio se mutase în Mexic ca profesor de chimie și mineralogie la Școala Regală de Mine, Mexico City.
A numit noul său element panchromo sau panchromium, însemnând „toate culorile”, datorită gamei largi de culori pe care le-a găsit atunci când a investigat sărurile elementului.
Apoi a redenumit elementul eritrono sau eritronium, de la cuvântul grecesc eruthros, care înseamnă roșu. Noul nume a fost inspirat de culoarea roșie care era observată atunci când sărurile de oxid din grupa 1 sau grupa 2 ale noului element – de exemplu, oxidul de vanadiu de sodiu – erau încălzite sau acidificate. (1),(2),(3)
În 1805, chimistul francez Hippolyte-Victor Collet-Descotils a examinat minereul de plumb și a anunțat că eritroniul era de fapt crom impur – o analiză pe care, din păcate, del Rio a acceptat-o.
Nu s-a mai auzit nimic despre acest element până în 1830, când Nils Gabriel Sefström din Stockholm, Suedia, a descoperit un nou metal într-un minereu de fier suedez.
El a numit acest nou element vanadiu după „Vanadis”, zeița scandinavă a frumuseții, datorită frumoaselor compuși multicolore formate de metal. (4)
În același an, chimistul german Friedrich Wöhler a reinvestigat minereul de plumb mexican și a descoperit că vanadiul era identic cu eritroniul lui del Rio. (5)
Metal a fost izolat pentru prima dată de Sir Henry E. Roscoe în 1867, în Manchester, Anglia, prin reducerea clorurii de vanadiu cu hidrogen.
Mineralul de vanadiu roscoelit a fost numit în onoarea muncii lui Rocoe. (4), (6)
Descoperirea vanadiului în 1801 a fost inițial desconsiderată deoarece s-a crezut că este vorba de cromul impur, care se află în dreapta vanadiului în tabelul periodic. Desigur, în 1801 nu se născuse încă conceptul de tabel periodic.
| 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 |
Statele de oxidare colorate ale vanadiului: +2 este lavanda; +3 este verde; +4 este albastru; +5 este galben. Când a văzut aceste culori, Andres Manuel del Rio a decis pentru prima dată să numească noul element panchromium, ceea ce înseamnă „toate culorile”. Puteți vedea aceste culori fiind generate prin reacții chimice în scurtul videoclip de mai jos. Fotografie realizată de Steffen Kristensen.
Un SR-71B de la Centrul de Cercetare a Zborurilor Dryden al NASA, capabil să zboare cu peste 2.200 mph și la altitudini de peste 85.000 de picioare. Un aliaj de titan-aluminiu-vanadiu este folosit pentru motoarele cu reacție și pentru avioanele de mare viteză. (Credit foto: NASA)
Aparență și caracteristici
Efecte nocive:
Deși vanadiul este un oligoelement esențial pentru unele creaturi, o serie de compuși ai săi sunt toxici.
În general, cu cât starea de oxidare a vanadiului este mai mare, cu atât compusul este mai toxic.
Caracteristici:
Vanadiul este un metal alb strălucitor, moale, ductil, cu o bună rezistență structurală.
Vanadiul este rezistent la atacul alcalinelor, al acidului clorhidric, al acidului sulfuric și al apei sărate.
Când este prezent în compuși, vanadiul există mai ales în starea de oxidare V.
Metalul se oxidează în aer la aproximativ 660 oC în pentoxid (V2O5).
Utilizări ale vanadiului
Principala utilizare a vanadiului este în aliaje, în special cu oțelul.
85% din tot vanadiul produs intră în oțel, 10% intră în aliaje de titan și 5% în toate celelalte utilizări. 7
O cantitate mică de vanadiu adaugă rezistență, tenacitate și rezistență la căldură.
Se adaugă de obicei sub formă de ferovanadiu, un aliaj de vanadiu și fier.
Aliajele de oțel cu vanadiu sunt folosite la angrenaje, punți și arbori cotiți.
Aliajul titan-aluminiu-vanadiu este utilizat în motoarele cu reacție și pentru avioanele de mare viteză.
Folia de vanadiu este utilizată la placarea titanului cu oțel.
Banda de vanadiu-galliu este utilizată în magneții supraconductori.
Pentoxidul de vanadiu este utilizat în ceramică și ca catalizator pentru producerea acidului sulfuric.
Prima utilizare industrială extensivă a metalului vanadiu a avut loc cu peste un secol în urmă, în șasiul din aliaj de oțel cu vanadiu al automobilului Ford Model T.
Într-o reclamă din 1908 pentru Modelul T se spunea: „Oțelul cu vanadiu, cel mai puternic, mai dur și mai rezistent oțel fabricat vreodată, este utilizat în întreaga mașină”.
Abundanță și izotopi
Abundanță scoarța terestră: 120 părți pe milion în greutate, 50 părți pe milion în moli
Abundența sistemului solar: 400 părți la un miliard în greutate, 9 părți la un miliard de moli
Cost, pur: 220 dolari la 100g
Cost, vrac: 2,70 dolari la 100g
Sursă: Vanadiul nu se găsește liber în natură, dar se găsește combinat în aproximativ 65 de minerale diferite. Vanadiul se găsește, de asemenea, în bauxită și în depozitele de combustibili fosili. Din punct de vedere comercial, producția metalului se face prin reducerea cu calciu a pentoxidului.
Izotopi: Vanadiul are 18 izotopi ale căror perioade de înjumătățire sunt cunoscute, cu numerele de masă de la 43 la 60. Vanadiul prezent în stare naturală este un amestec de doi izotopi, 50V și 51V, cu abundențe naturale de 0,2% și, respectiv, 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. Partea a III-a., 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
Cită această pagină
Pentru o legătură online, vă rugăm să copiați și să lipiți una dintre următoarele:
<a href="https://www.chemicool.com/elements/vanadium.html">Vanadium</a>
sau
<a href="https://www.chemicool.com/elements/vanadium.html">Vanadium Element Facts</a>
Pentru a cita această pagină într-un document academic, vă rugăm să folosiți următoarea citare conform MLA:
"Vanadium." Chemicool Periodic Table. Chemicool.com. 18 Oct. 2012. Web. <https://www.chemicool.com/elements/vanadium.html>.
.