Det kemiska grundämnet vanadium klassas som en övergångsmetall. Det upptäcktes 1801 av Andres Manuel del Rio.
Datazon
| Klassificering: | Vanadin är en övergångsmetall |
| Färg: | silverfärgad |
| Atomvikt: | 50.9415 |
| Tillstånd: | fast |
| Smältpunkt: | 1920 oC, 2193 K |
| Skokpunkt: | 3400 oC, 3673 K |
| Elektroner: | 23 |
| Protoner: | 23 |
| Neutroner i den vanligaste isotopen: | 28 |
| Elektronskal: | 2,8,11,2 |
| Elektronkonfiguration: | 3d3 4s2 |
| Täthet vid 20oC: | 6.1 g/cm3 |
Visa mer, inklusive: Värme, energi, oxidation,
reaktioner, föreningar, radier, ledningsförmåga
| Atomvolym: | 8,78 cm3/mol | |
| Struktur: | bcc: kroppscentrerad kubisk | |
| Hårdhet: | 7,0 mohs | |
| Specifik värmekapacitet | 0,49 J g-1 K-1 | |
| Fusionsvärme | 20.90 kJ mol-1 | |
| Förbränningsvärme | 514 kJ mol-1 | |
| Förångningsvärme | 459 kJ mol-1 | |
| 1:a joniseringsenergi | 650.3 kJ mol-1 | |
| 2:a joniseringsenergi | 1413.5 kJ mol-1 | |
| 3:e joniseringsenergin | 2828 kJ mol-1 | |
| Elektronaffinitet | 50.7 kJ mol-1 | |
| Minsta oxidationstal | -1 | |
| Min. | 0 | |
| Maximalt oxidationstal | 5 | |
| Maximalt gemensamt oxidationstal | . | 5 |
| Elektronegativitet (Paulingskala) | 1,63 | |
| Volym för polariserbarhet | 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 (vanadinpentoxid) | |
| Hydrid(er) | VH, VH2 | |
| Klorid(er) | VCl2, VCl3, VCl4 | |
| Atomradie | 134 pm | |
| Ionisk radie (1+ jon) | – | |
| Ionisk radie (2+ jon) | 93 pm | |
| Ionisk radie (3+ jon) | 78 pm | |
| Jonisk radie (1- jon) | – | |
| Jonisk radie (2-jon) | – | |
| Jonisk radie (3-jon) | – | |
| Värmeledningsförmåga | 30.7 W m-1 K-1 | |
| Elektrisk ledningsförmåga | 4 x 106 S m-1 | |
| Frys-/smältpunkt: | 1920 oC, 2193 K |
Vanadiummetall med oxidskikt. Foto av Tomihahndorf.
Upptäckt av vanadin
Vanadin upptäcktes 1801 av den spanske vetenskapsmannen Andres Manuel del Rio.
Del Rio upptäckte det nya grundämnet i brun blymalm (numera känt som mineralet vanadinit, Pb53Cl) i Nya Spanien (Mexiko).
Del Rio hade flyttat till Mexiko som professor i kemi och mineralogi vid Royal School of Mines i Mexico City.
Han gav sitt nya grundämne namnet panchromo eller panchromium som betyder ”alla färger” på grund av det breda spektrum av färger som han hade funnit när han undersökte grundämnets salter.
Han döpte sedan om grundämnet till eritrono eller erythronium, från det grekiska ordet eruthros som betyder röd. Det nya namnet inspirerades av den röda färg som sågs när grupp 1- eller grupp 2-oxidsalter av det nya grundämnet – till exempel natriumvanadiumoxid – upphettades eller syrades. (1),(2),(3)
År 1805 undersökte den franske kemisten Hippolyte-Victor Collet-Descotils blymalmen och meddelade att erythronium i själva verket var oren krom – en analys som tyvärr del Rio accepterade.
Inget mer hördes om grundämnet förrän 1830, då Nils Gabriel Sefström i Stockholm hittade den nya metallen i en svensk järnmalm.
Han kallade detta nya grundämne vanadium efter ”Vanadis”, den skandinaviska skönhetsgudinnan, på grund av de vackra mångfärgade föreningar som metallen bildade. (4)
Samma år undersökte den tyske kemisten Friedrich Wöhler den mexikanska blymalmen på nytt och fann att vanadin var identiskt med del Rios erythronium. (5)
Metallen isolerades först av Sir Henry E. Roscoe 1867 i Manchester, England, genom att reducera vanadiumklorid med väte.
Vanadiummineralet roscoelit har fått sitt namn för att hedra Rocoes arbete. (4), (6)
Vanadiums upptäckt 1801 ignorerades till en början eftersom man trodde att det rörde sig om orent krom, som sitter till höger om vanadium i det periodiska systemet. År 1801 hade naturligtvis begreppet periodiska systemet ännu inte fötts.
| Grupp 4 | Grupp 5 | Grupp 6 | |
| 4 | 22 Ti |
23 V |
24 Cr |
| 5 | 40 Zr |
41 Nb |
42 Mo |
| 6 | 72 Hf |
73 Ta |
74 W |
Vanadiums färgstarka oxidationstillstånd: +2 är lavendel, +3 är grön, +4 är blå och +5 är gul. När han såg dessa färger bestämde sig Andres Manuel del Rio först för att kalla det nya grundämnet panchromium, vilket betyder ”alla färger”. Du kan se hur dessa färger skapas genom kemiska reaktioner i den korta videon nedan. Foto av Steffen Kristensen.
En SR-71B från NASA:s Dryden Flight Research Center, som kan flyga i mer än 2 200 mph och på höjder på över 85 000 fot. En titan-aluminium-vanadiumlegering används för jetmotorer och för höghastighetsflygplan. (Foto: NASA)
Utseende och egenskaper
Skadliga effekter:
Även om vanadin är ett viktigt spårämne för vissa varelser är ett antal av dess föreningar giftiga.
Generellt gäller att ju högre oxidationstillstånd vanadin har, desto giftigare är föreningen.
Egenskaper:
Vanadin är en ljusvit, mjuk, formbar metall med god strukturhållfasthet.
Vanadin är motståndskraftigt mot angrepp av alkalier, saltsyra, svavelsyra och saltvatten.
När det förekommer i föreningar existerar vanadin mestadels i oxidationstillstånd V.
Metallen oxiderar i luft vid cirka 660 oC till pentoxid (V2O5).
Användning av vanadin
Den huvudsakliga användningen av vanadin är i legeringar, särskilt med stål.
85 % av allt vanadin som produceras går till stål, 10 % går till legeringar av titan och 5 % till all annan användning. 7
En liten mängd vanadin tillför styrka, seghet och värmebeständighet.
Det tillsätts vanligtvis i form av ferrovanadin, en legering av vanadin och järn.
Stållegeringar av vanadin används i växlar, axlar och vevaxlar.
Titan-aluminium-vanadiumlegering används i jetmotorer och för höghastighetsflygplan.
Vanadiumfolie används vid plätering av titan till stål.
Vanadium-galliumband används i supraledande magneter.
Vanadinpentoxid används i keramik och som katalysator vid framställning av svavelsyra.
Den första omfattande industriella användningen av vanadinmetall skedde för över hundra år sedan i chassit av vanadinstållegering i Ford Model T-bilen.
I en reklam för Model T från 1908 stod det: ”Vanadinstål, det starkaste, tuffaste och mest uthålliga stålet som någonsin har tillverkats, används i hela bilen”.
Förteckning och isotoper
Förteckning jordskorpan: 120 delar per miljon i vikt, 50 delar per miljon i mol
Förteckning solsystemet: 400 viktdelar per miljard, 9 moldelar per miljard
Kostnad, ren: 220 dollar per 100 g
Kostnad, bulk: 2,70 dollar per 100 g
Källa: Källa: H: Vanadin finns inte fritt i naturen utan finns kombinerat i cirka 65 olika mineraler. Vanadin finns också i bauxit och i fossila bränslelager. Kommersiell produktion av metallen sker genom kalciumreduktion av pentoxid.
Isotoper: Vanadin har 18 isotoper vars halveringstider är kända, med masstal 43 till 60. Naturligt förekommande vanadin är en blandning av två isotoper, 50V och 51V med naturliga förekomster på 0,2 % respektive 99,7 %.
- Dieter Rehder, Bioinorganic Vanadium Chemistry, 2008, Wiley, p2
- Ariosto Aguilar Mandujano, Andres Manuel del Rio, Pedagog
- B. Smith Hopkins, Chemistry of the Rarer Elements, 1923, D.C. Heath and Company, s205
- 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, s12
- Per Enghag, Encyclopedia of the Elements: Technical Data – History – Processing – Applications, 2008, John Wiley & Sons, s542
- François Cardarelli, Materials Handbook: A Concise Desktop Reference, 2008, Springer, s342
Cite this Page
För att länka online, vänligen kopiera och klistra in något av följande:
<a href="https://www.chemicool.com/elements/vanadium.html">Vanadium</a>
eller
<a href="https://www.chemicool.com/elements/vanadium.html">Vanadium Element Facts</a>
För att citera denna sida i ett akademiskt dokument, vänligen använd följande MLA-kompatibla citat:
"Vanadium." Chemicool Periodic Table. Chemicool.com. 18 Oct. 2012. Web. <https://www.chemicool.com/elements/vanadium.html>.