Determinați capacitățile de valență ale vanadiului. Vanadiu

Elementul chimic cu numele „divin” Vanadium (de la vechiul norvegian Vanadis, fiica lui Vanir, care era zeița iubirii și frumuseții printre popoarele scandinave) a fost descoperit de două ori. La începutul secolului al XIX-lea, un nou metal a fost descoperit de Andres Manuel Del Rio, profesor de mineralogie din Mexico City, în minereurile de plumb mexicane. stânci. Dar pentru chimiștii din Europa această descoperire părea dubioasă.

În 1830, Nils Sefström (un chimist din Suedia) a descoperit vanadiul în minereul de fier. Pentru frumusețea extraordinară a compușilor formați de noul metal, a fost numit Vanadiu.

Vanadiul este un element chimic cu număr atomic 23, ocupă un loc în subgrupul secundar V al grupului IV al perioadei tabel periodic elemente chimice D.I. Mendeleev. Metal plastic maleabil de culoare argintiu-oțel,

Găsirea vanadiului în natură

Vanadiul este un oligoelement găsit în rocile sedimentare și magmatice, șisturi și minereuri de fier. Depozitele de vanadiu se gasesc in Australia, Peru, Turcia, Anglia, Africa de Sud si SUA (calorizator). În Rusia, vanadiul este extras în Valea Fergana, Urali, Kârgâzstan, Kazahstanul central, Teritoriul Krasnoyarsk și regiunea Orenburg.

În corpul uman, vanadiul este prezent în țesutul adipos, oase și celulele imune subcutanate.

Proprietățile fizice și chimice ale vanadiului

Aspectul vanadiului seamănă cel mai mult cu oțelul; este un metal ductil cu un punct de topire de 1920 °C. Nu este expus la aer apa de mare si solutii alcaline la temperatura normala.

Necesarul zilnic de vanadiu

Necesarul zilnic este de 6-63 mcg/zi (OMS, 2000). Doar 1% din vanadiul furnizat din exterior este absorbit în organism, restul este excretat prin urină.

Proprietățile benefice ale vanadiului și efectul său asupra organismului

Vanadiul joacă un rol semnificativ în reglarea metabolismului lipidelor și carbohidraților și participă la producerea de energie activă. Medicii notează că reducerea nivelului de colesterol este asociată cu cantitatea de vanadiu care intră în organism. Este un factor de stimulare a mișcării celulelor sanguine care absorb microbii patogeni (faocite).

Interacțiunea vanadiului cu ceilalți

Toxicitatea vanadiului scade atunci când interacționează cu proteinele. Compuși de aluminiu și au, de asemenea, efectul opus.

Semne de deficit de vanadiu

Deficitul de vanadiu este reprezentat de cazuri izolate de schizofrenie cu deficit de vanadiu și este, de asemenea, asociat cu patologia metabolismului glucidic.

Semne de exces de vanadiu

Excesul de vanadiu este mult mai frecvent și este asociat cu producția de asfalt, sticlă și produse combustibile (pacură, benzină etc.). Are efect hipertensiv (OMS, 1997). S-a stabilit o legătură între geneza stărilor maniaco-depresive și depresia reactivă nevrotică și o creștere a nivelului de vanadiu din sânge. Este descrisă natura de vanadiu a sclerozei multiple endemice - complexele de vanadiu liposolubile de origine tehnogenă se acumulează în tecile de mielină și în cortexul cerebral, ducând la dezvoltarea sclerozei multiple.

Principalul consumator de vanadiu este industria metalurgică. Introducerea vanadiului în compoziția aliajelor inoxidabile, de mare viteză și de oțel pentru scule crește rezistența și rezistența la uzură a oțelului.

Vanadiul este folosit și în energia atomică a hidrogenului, în producerea acidului sulfuric, ca sursă de curent chimic.

DEFINIŢIE

Vanadiu- al douăzeci și treilea element al Tabelului Periodic. Denumirea - V din latinescul „vanadium”. Situat în a patra perioadă, grupul VB. Se referă la metale. Sarcina nucleară este 23.

Compușii de vanadiu sunt răspândiți în natură, dar sunt foarte dispersați și nu formează acumulări semnificative; continutul total de vanadiu in scoarta terestra estimat la 0,0015% (greutate).

Vanadiul pur este un metal argintiu (Fig. 1), un metal maleabil, cu o densitate de 5,96 g/cm 3, care se topește la o temperatură de 1900 o C. Ca și titanul, proprietăți mecanice vanadiul se deteriorează brusc în prezența impurităților de oxigen, azot și hidrogen.

Orez. 1. Vanadiu. Aspect.

Greutatea atomică și moleculară a vanadiului

Masa moleculară relativă a unei substanțe (Mr) este un număr care arată de câte ori masa unei molecule date este mai mare de 1/12 din masa unui atom de carbon și masa atomica element (A r) - de câte ori masa medie a atomilor unui element chimic este mai mare decât 1/12 din masa unui atom de carbon.

Deoarece în stare liberă calciul există sub formă de molecule monoatomice V, valorile sale atomice și greutate moleculară meci. Ele sunt egale cu 50,9962.

Izotopi de vanadiu

Se știe că în natură vanadiul poate fi găsit sub forma singurului izotop stabil 51 V. Numărul de masă este 51, nucleul atomic conține douăzeci și trei de protoni și douăzeci și opt de neutroni.

Există izotopi artificiali de vanadiu cu numere de masă de la 40 la 65, dintre care cel mai stabil este 50 V cu un timp de înjumătățire de 1,5 × 10 17 ani, precum și cinci izotopi nucleari.

Ioni de vanadiu

La exterior nivelul energetic Atomul de vanadiu are cinci electroni, care sunt de valență:

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 2 4s 2 .

Ca rezultat al interacțiunii chimice, vanadiul renunță la electronii de valență, adică. este donatorul lor și se transformă într-un ion încărcat pozitiv:

V o -2e → V 2+ ;

V o -3e → V 3+ ;

V o -4e → V 4+ ;

V o -5e → V 5+ .

Moleculă și atom de vanadiu

În stare liberă, vanadiul există sub formă de molecule monoatomice V. Iată câteva proprietăți care caracterizează atomul și molecula de vanadiu:

Aliaje de vanadiu

Vanadiul este folosit în principal ca aditiv pentru oțeluri. Oțelul care conține doar 0,1 - 0,3% vanadiu se caracterizează printr-o mare rezistență, elasticitate și insensibilitate la șocuri și șocuri, ceea ce este deosebit de important, de exemplu, pentru osiile auto, care sunt supuse în mod constant la șocuri. De regulă, vanadiul este introdus în oțel în combinație cu alte elemente de aliere: crom, nichel, wolfram, molibden.

Exemple de rezolvare a problemelor

EXEMPLUL 1

Vanadiul este un element al subgrupului lateral al celui de-al cincilea grup, a patra perioadă a sistemului periodic de elemente chimice al lui D.I Mendeleev, cu număr atomic 23. Notat cu simbolul V (lat. Vanadiu).

La începutul secolului al XIX-lea. Noi zăcăminte bogate de minereu de fier au fost găsite în Suedia. Furnalele au fost construite unul după altul. Dar ce este remarcabil: în aceleași condiții, unii dintre ei au produs fier de o maleabilitate uimitoare, în timp ce alții au produs un metal mai fragil. După multe încercări nereușite de a stabili procesul de topire a metalului de înaltă calitate în furnalele „proaste”, metalurgiștii au apelat la chimiști pentru ajutor, iar în 1830 Nils Sefström a reușit să izoleze o pulbere neagră necunoscută din zgura celor „cele mai bune” furnale. . Sefström a concluzionat că maleabilitatea uimitoare a metalului se datorează prezenței în minereu a unui element necunoscut conținut în pulberea neagră.

Sefström a numit acest nou element vanadiu în onoarea legendarei Vanadis, zeița frumuseții vechilor scandinavi.

Descoperirea unui nou element a fost întotdeauna o mare onoare pentru un om de știință. Prin urmare, ne putem imagina supărarea mineralogului mexican Andres Manuel del Rio, care în 1801 a descoperit un element nemaivăzut până acum în minereul de plumb și l-a numit eritroniu. Dar, îndoindu-și propriile concluzii, del Rio și-a abandonat descoperirea, hotărând că a întâlnit crom nou descoperit.

O dezamăgire și mai mare l-a avut pe genialul chimist german Friedrich Wöhler. În aceiași ani cu Sefström, a avut ocazia să exploreze minereurile de fier aduse din Mexic de L. Humboldt. Aceiași pe care le-a explorat del Rio. Wöhler a găsit și în ei ceva neobișnuit, dar cercetările sale au fost întrerupte de boală. Când și-a reluat munca, era deja prea târziu - Sefström și-a făcut publică descoperirea. Proprietățile noului element au coincis cu cele înregistrate într-unul dintre jurnalele de laborator ale lui Wöhler.

Și abia în 1869, la 39 de ani de la descoperirea lui Sefström a, elementul nr. 23 a fost izolat pentru prima dată într-o formă relativ pură. Chimistul englez G. Roscoe, acţionând cu hidrogen pe clorură de vanadiu, a obţinut vanadiu elementar cu o puritate de aproximativ 96%.

Vanadiul nu se găsește în natură sub formă liberă și este clasificat ca oligoelement. Conținutul de vanadiu din scoarța terestră este de 1,6·10 -2% în masă, în apa oceanului 3·10 -7%.

Cel mai mare conținut mediu de vanadiu în rocile magmatice se observă la gabro și bazalt (230 – 290 g/t). În rocile sedimentare, acumularea semnificativă de vanadiu are loc în bioliți (asfaltiți, cărbuni, fosfați bituminoși), șisturi bituminoase, bauxite, precum și în minereurile de fier oolitice și silicioase. Apropierea razelor ionice ale vanadiului și fierului și titanului, care sunt larg răspândite în rocile magmatice, duce la faptul că vanadiul în procesele hipogene este în întregime într-o stare dispersată și nu își formează propriile minerale. Purtătorii săi sunt numeroase minerale de titan (titanomagnetit, sphene, rutil, ilmenit), mica, piroxene și granate, care au o capacitate izomorfă crescută față de vanadiu. Cele mai importante minerale: patronitul V(S 2) 2, vanadinitul Pb 5 (VO 4) 3 Cl și câteva altele. Principala sursă de vanadiu sunt minereurile de fier care conțin vanadiu ca impuritate.

În 1902, în Spania a fost descoperit primul depozit de vanadinită Pb 5 (VO 4) 3 Cl. În 1925, vanadinitul a fost descoperit în Africa de Sud. Se găsește și în Chile, Argentina, Mexic, Australia și SUA. Depozitele de vanadiu din Peru sunt excepționale în semnificația lor. Sunt situate la munte, la o altitudine de 4700 de metri deasupra nivelului mării. Principala bogăție a zăcămintelor peruviane este patronitul mineral - un compus simplu de vanadiu cu sulf V 2 S 5. La arderea patronitei se obțin concentrate cu un conținut foarte mare de pentoxid de vanadiu - până la 20...30%.

În Rusia, vanadiul a fost găsit pentru prima dată în Valea Fergana, lângă pasul Tyuya-Muyun (tradus din kârgâz ca Cocoașa cămilei). Din aceste minereuri, Societatea Fergana pentru Extracția Metalelor Rare a extras compuși de vanadiu și uraniu în cantități mici și le-a vândut în străinătate. Majoritatea componentelor valoroase ale minereului, inclusiv radiul, nu au putut fi extrase. Abia după instaurarea puterii sovietice, bogăția Tuya-Muyun a început să fie folosită în mod cuprinzător.

Mai târziu, vanadiul a fost descoperit în minereurile de fier din Kerch și s-a stabilit producția internă de ferovanadiu. Cele mai bogate surse de vanadiu s-au dovedit a fi titanomagnetitele Ural. Împreună cu minereul Kerci, au eliberat industria noastră de nevoia de a importa vanadiu din străinătate. În 1927, vanadiul a fost descoperit în Suleiman-Sai, lângă actualul oraș Dzhambul. În zilele noastre, zăcămintele din centrul Kazahstanului, Kârgâzstanului și Teritoriul Krasnoyarsk, regiunea Orenburg. Muntele Kachkanar din Urali conține 8 miliarde de tone de minereu de fier, iar dezvoltarea sa a început abia în anii 60. Acest minereu este mai sărac și... mai valoros decât minereurile din munții de fier faimoși în lume - High and Grace, deoarece nu numai fierul, ci și vanadiul este extras din adâncurile Kachkanarului.

Vanadiul este extras din minereurile care conțin vanadiu (sau concentratele acestora) fie prin levigare directă cu soluții de acizi și alcalii, fie prin levigare a produsului prăjirii oxidative (amestecat cu sare de masă) apă sau acizi diluați. Oxidul de vanadiu (V) V 2 O 5 este izolat din soluții prin hidroliză, care este utilizat pentru topirea ferovanadiului, precum și pentru producerea de vanadiu metalic.

Vanadiul metalic se obține fie prin reducerea directă a oxidului (V), fie în două etape, adică mai întâi oxizii (V) sunt redusi la un oxid inferior folosind un agent reducător, iar apoi oxidul inferior este redus la metal cu altul. agent reducător.

Au fost dezvoltate o serie de metode de obţinere a vanadiului metalic: calcetermică, în care vanadiul maleabil se obţine prin reducerea oxizilor de vanadiu cu calciu; aluminotermic, când principalul agent reducător al metalului este aluminiul; metoda de reducere termică-carbon în vid a oxizilor de vanadiu (folosirea carbonului este cea mai promițătoare); clorură, în care clorura de vanadiu (VCl 3) este redusă de magneziu lichid.

Există și o metodă cu iodură, care constă în disocierea iodurii (VI 2) și oferă cea mai mare puritate a vanadiului, totuși, această metodă poate fi folosită până acum doar pentru a obține cantități mici de metal de înaltă puritate.

Fiecare dintre metodele luate în considerare are propriile avantaje și dezavantaje, prin urmare alegerea uneia sau alteia metode este determinată de obiectivele privind calitatea produsului final, precum și de considerente economice și de capacitățile procesului în sine.

Metalul brut este rafinat prin electroliză în baie cu sare, topirea în cuptoare cu inducție, cu arc și fascicul de electroni, topirea zonelor în vid înalt (puritate de până la 99,8-99,9%).

Vanadiu metal în bucăți obținute prin metoda aluminotermă, conform TU 48-4-520-90, trebuie să conțină ≥95,0 + 0,5% V, ≤2,0% Al și ≤0,3% Fe.

Lingourile de vanadiu sunt produse conform Specificațiilor 48-4-272-73 din două clase VnM-1 și VnM-2 în cazuri de formă cilindrică cu lungimea de 200-800 mm și diametrul de 80, 100, 120, 150 mm, cu o greutate de la 8 la 80 kg. Compoziția chimică și duritatea gradelor de vanadiu VnM-1 și VnM-2:

Vanadiul pulbere, obținut prin rafinarea electrolitică a vanadiului aluminotermic, este disponibil în trei grade; lor compozitia chimica, %:

Vanadiul are o rețea cubică centrată pe corp cu o perioadă a=3,0282Å. În stare pură, vanadiul este maleabil și poate fi prelucrat cu ușurință prin presiune. Densitate 6,11 g/cm3; temperatura de topire 1900°С, temperatura de fierbere 3400°С; capacitate termică specifică (la 20-100°C) 0,120 cal/g grad; coeficientul termic de dilatare liniară (la 20-1000°C) 10,6·10 -6 grade -1; specific rezistenta electrica la 20°C 24,8.10 -8 ohm.m (24.8.10 -6 ohm.cm); Sub 4,5 K Vanadiul intră într-o stare supraconductoare. Proprietăți mecanice ale vanadiului de înaltă puritate după recoacere: modul elastic 135,25 n/m2 (13520 kgf/mm2), rezistență la tracțiune 120 mn/m2 (12 kgf/mm2), alungire 17%, duritate Brinell 700 mn/m2 (70 kgf/ mm 2). Impuritățile gazului reduc drastic ductilitatea vanadiului și cresc duritatea și fragilitatea acestuia.

Vanadiul este un metal ductil de culoare gri-argintie, aspect arata ca otel. Rețea cristalină cubică centrată pe corp, a=3,024 Å, z=2, grup spațial Im3m. Punct de topire 1920 °C, punct de fierbere 3400 °C, densitate 6,11 g/cm³. Când este încălzit în aer peste 300 °C, vanadiul devine casant. Impuritățile de oxigen, hidrogen și azot reduc drastic plasticitatea vanadiului și cresc duritatea și fragilitatea acestuia.

Din punct de vedere chimic, vanadiul este destul de inert. Este rezistent la apa de mare, soluții diluate de acizi clorhidric, azotic și sulfuric și alcalii.

La temperaturi obișnuite, vanadiul nu este afectat de aer, apa de mare și soluții alcaline; rezistent la acizii neoxidanți, cu excepția acidului fluorhidric. În ceea ce privește rezistența la coroziune în acizii clorhidric și sulfuric, vanadiul este semnificativ superior titanului și oțelului inoxidabil. Când este încălzit în aer peste 300°C, vanadiul absoarbe oxigenul și devine casant. La 600-700°C, vanadiul este oxidat intens pentru a forma oxid de V 2 O 5, precum și oxizi inferiori. Când vanadiul este încălzit peste 700°C într-un curent de azot, se formează nitrură VN (bp 2050°C), stabilă în apă și acizi. Vanadiul interacționează cu carbonul când temperatură ridicată, dând carbură refractară VC (topire 2800°C), care are duritate mare.

Cu oxigen, vanadiul formează mai mulți oxizi: VO, V 2 O 3, VO 2, V 2 O 5. Portocaliu V 2 O 5 este un oxid acid, VO 2 albastru închis este amfoter, restul de oxizi de vanadiu sunt bazici. Halogenurile de vanadiu sunt hidrolizate. Cu halogeni, vanadiul formează halogenuri destul de volatile ale compozițiilor VX 2 (X = F, Cl, Br, I), VX 3, VX 4 (X = F, Cl, Br), VF 5 și mai multe oxohalogenuri (VOCl, VOCl 2). , VOF 3 etc.). Se cunosc următorii oxizi de vanadiu:

Compușii de vanadiu în stările de oxidare +2 și +3 sunt agenți reducători puternici în stare de oxidare +5 prezintă proprietățile agenților de oxidare. Sunt cunoscuți carbură de vanadiu refractară VC (t pl = 2800 °C), nitrură de vanadiu VN, sulfură de vanadiu V 2 S 5, siliciură de vanadiu V 3 Si și alți compuși de vanadiu.

Vanadiul dă compuși corespunzători valențelor 2, 3, 4 și 5; Prin urmare, sunt cunoscuți următorii oxizi: VO și V 2 O 3 (de natură bazică), VO 2 (amfoter) și V 2 O 5 (acid). Compușii de vanadiu 2- și 3-valent sunt instabili și sunt agenți reducători puternici. Compușii cu valențe mai mari au importanță practică. Tendința vanadiului de a forma compuși de diferite valențe este utilizată în chimia analitică și determină, de asemenea, proprietățile catalitice ale V 2 O 5. Oxidul de vanadiu (V) se dizolvă în alcalii pentru a forma vanadați.

Vanadiul nu a intrat imediat în principala industrie chimică. Serviciul său față de umanitate a început în producția de sticlă colorată, vopsele și ceramică. Produsele de porțelan și de ceramică au fost acoperite cu o glazură aurie folosind compuși de vanadiu, iar sticla a fost colorată în albastru sau verde cu săruri de vanadiu.

S-a stabilit că vanadiul poate inhiba sinteza acizilor grași și poate suprima formarea colesterolului. Vanadiul inhibă o serie de sisteme enzimatice, inhibă fosforilarea și sinteza ATP, reduce nivelul coenzimelor A și Q, stimulează activitatea monoaminoxidazei și fosforilarea oxidativă. De asemenea, se știe că în schizofrenie conținutul de vanadiu din sânge crește semnificativ.

Aportul excesiv de vanadiu în organism este de obicei asociat cu factori de mediu și industriali. Când sunt expuși acut la doze toxice de vanadiu, lucrătorii experimentează reacții inflamatorii locale ale pielii și mucoaselor ochilor, tractului respirator superior și acumularea de mucus în bronhii și alveole. Apar și reacții alergice sistemice, cum ar fi astmul și eczema; precum și leucopenia și anemie, care sunt însoțite de tulburări ale parametrilor biochimici de bază ai organismului.

Când vanadiul este administrat animalelor (în doze de 25-50 mcg/kg), se observă întârziere de creștere, diaree și mortalitate crescută.

În total, o persoană medie (greutate corporală 70 kg) conține 0,11 mg de vanadiu. Vanadiul și compușii săi sunt toxici. Doza toxică pentru om este de 0,25 mg, doza letală este de 2-4 mg.

Un conținut crescut de proteine ​​și crom în dietă reduce efectul toxic al vanadiului. Standardele de consum pentru acest mineral nu au fost stabilite.

În plus, vanadiul în unele organisme, de exemplu, la locuitorii marini din fundul holoturiilor și ascidielor, este concentrat în fluidul celomic/sânge, iar concentrațiile sale ajung la 10%! Adică, aceste animale sunt un concentrator biologic de vanadiu. Funcția sa în organismul castraveților de mare nu este complet clară, diferiți oameni de știință consideră că este responsabil fie pentru transferul de oxigen în corpul acestor animale, fie pentru transferul de nutrienți. Din punct de vedere al utilizării practice, este posibil să se extragă vanadiul din aceste organisme, rambursarea economică a unor astfel de „plantații marine” este în prezent neclară, dar există opțiuni de încercare în Japonia.

Produse precum brânză de vaci, carne, paste, cereale procesate, bomboane, ciocolată, smântână, cacao și vanadiu nu conțin.

Dintre cele 115 elemente chimice cunoscute astăzi, multe și-au primit numele în onoarea eroilor mituri grecești, zei. Alții i-au numit pe descoperitori și oameni de știință celebri după numele lor de familie. Încă altele au fost numite după țări, orașe și zone geografice. Istoria numelui unui astfel de element precum vanadiul este deosebit de interesantă. Și acest metal în sine este destul de important și are caracteristici speciale. Prin urmare, să-l privim mai detaliat.

Vanadiul este un element chimic din tabelul periodic

Dacă caracterizăm acest elementÎn funcție de situație, se pot distinge mai multe puncte principale.

1. Situat în perioada a patra majoră, grupa a cincea, subgrupul principal.
2. Număr de serie - 23.
3. Masa atomică a elementului este 50,9415.
4. Simbolul chimic este V.
5. Numele latin este vanadiu.
6. Numele rusesc este vanadiu. Elementul chimic din formule este citit ca „vanadiu”.
7. Este un metal tipic și prezintă proprietăți de restaurare.

Pe baza poziției sale în sistemul de elemente, este evident că, ca substanță simplă, acest element va avea proprietăți similare cu cele ale tantalului și niobiului.

Caracteristicile structurii atomului

Vanadiul este un element chimic al cărui total formula electronica 3d 3 4s 2 . Evident, datorită acestei configurații, atât valența cât și starea de oxidare pot prezenta valori diferite.

Această formulă ne permite să prezicem proprietățile vanadiului ca substanță simplă este un metal tipic care se formează număr mare diverse conexiuni, în asta

Valența și starea de oxidare caracteristică

Datorită prezenței a trei electroni nepereche în subnivelul 3d, vanadiul poate prezenta o stare de oxidare +3. Cu toate acestea, ea nu este singura. Există patru valori posibile în total:

În același timp, vanadiul, care are și doi indicatori: IV și V. De aceea, acest atom are pur și simplu mulți compuși și toți au o culoare frumoasă. Complexele apoase și sărurile metalice sunt deosebit de renumite pentru aceasta.

Vanadiu: element chimic. Istoria numelui

Dacă vorbim despre istoria descoperirii acestui metal, ar trebui să ne întoarcem la începutul secolului al XVIII-lea. În această perioadă, în 1801, mexicanul del Rio a reușit să descopere un element necunoscut pentru el în compoziția rocii de plumb, o mostră din care a examinat-o. După ce a efectuat o serie de experimente, del Rio a obținut mai multe săruri de metal frumos colorate. I-a dat numele „eritron”, dar mai târziu a confundat-o cu săruri de crom, așa că nu a primit palma în descoperire.

Mai târziu, un alt om de știință, suedezul Sefström, a reușit să obțină acest metal izolându-l de minereul de fier. Acest chimist nu avea nicio îndoială că elementul era nou și necunoscut. Prin urmare, el este descoperitorul. Împreună cu Jens Berzelius, a dat numele elementului descoperit - vanadiu.

De ce anume asta? În mitologia nordică veche, există o zeiță care este personificarea iubirii, perseverenței, loialității și devotamentului. Ea Numele ei era Vanadis. După ce oamenii de știință au studiat proprietățile compușilor elementului, a devenit destul de evident pentru ei că erau foarte frumoși și colorați. Și adăugarea de metal la aliaje crește dramatic calitatea, rezistența și stabilitatea acestora. Prin urmare, în onoarea zeiței Vanadis, numele a fost dat unui metal neobișnuit și important.

Vanadiul este un element chimic care a fost obținut chiar mai târziu. Abia în 1869, chimistul englez G. Roscoe a reușit să izoleze metalul în formă liberă din roci. Un alt om de știință, F. Weller, a demonstrat că „cromul” descoperit cândva de Del Rio este vanadiul. Cu toate acestea, mexicanul nu a trăit pentru a vedea această zi și nu a aflat niciodată despre descoperirea sa. Numele elementului a venit în Rusia datorită lui G.I Hess.

Substanță simplă vanadiu

Ca substanță simplă, atomul în cauză este un metal. Are o serie de proprietăți fizice.

1. Culoare: alb-argintiu, lucios.
2. Casant, dur, greu, deoarece densitatea este de 6,11 g/cm3.
3. Punctul de topire este de 1920 0 C, ceea ce îi permite să fie clasificat ca metal refractar.
4. Nu se oxidează în aer.

Deoarece este imposibil să-l găsești în formă liberă în natură, oamenii trebuie să-l izoleze de diferite minerale și roci.

vanadiu - element chimic metal, care prezintă o activitate chimică destul de mare atunci când este încălzită și în anumite condiții. Dacă vorbim despre parametri standard mediu, atunci este capabil să reacționeze numai cu acizi concentrați, acva regia.

Formează compuși binari cu unele nemetale reacții au loc la temperaturi ridicate. Se dizolvă în topituri alcaline, formând complexe - vanadați. Oxigenul, ca agent oxidant puternic, se dizolvă în vanadiu, iar cu cât temperatura de încălzire a amestecului este mai mare, cu atât se dizolvă mai mult.

Apariția în natură și izotopi

Dacă vorbim despre prevalența atomului în cauză în natură, atunci vanadiul este un element chimic care este clasificat ca fiind dispersat. Face parte din aproape toate rocile mari, minereurile și mineralele. Dar nicăieri nu este mai mult de 2%.

Acestea sunt rase precum:

• vanadinită;
• patrona;
• carnotită;
• chillit.

Metalul în cauză îl găsiți și în compoziția:

• planta de frasin;
• apa oceanica;
• corpuri de ascidie, holoturii;
• organisme ale plantelor și animalelor terestre.

Dacă vorbim despre izotopi de vanadiu, atunci există doar doi dintre ei: cu un număr de masă de 51, dintre care marea majoritate este de 99,77%, și cu un număr de masă de 50, care este radioactiv difuz și apare în cantități neglijabile.

Compușii de vanadiu

Am indicat deja mai sus că, ca element chimic, acest metal prezintă o activitate suficientă pentru a forma un număr mare de compuși diferiți. Astfel, sunt cunoscute următoarele tipuri de substanțe care conțin vanadiu.

1. Oxizi.
2. Hidroxizi.
3. Săruri binare (cloruri, fluoruri, bromuri, sulfuri, ioduri).
4. Oxicompuși (oxicloruri, oxibromuri, oxitrifluoruri și altele).
5. Săruri complexe.

Deoarece valența unui element variază destul de mult, se obțin o mulțime de substanțe. Acasă trăsătură distinctivă toate sunt de colorat. Vanadiul este un element chimic ai cărui compuși arată că culoarea sa poate varia de la alb și galben la roșu și albastru, inclusiv nuanțe de verde, portocaliu, negru și violet. Acesta este parțial motivul pentru care au dat numele atomului, pentru că chiar arată foarte frumos.

Cu toate acestea, mulți dintre compuși sunt obținuți numai în condiții de reacție destul de stricte. În plus, majoritatea sunt substanțe toxice care sunt periculoase pentru oameni. Starea de agregare a substanțelor poate fi foarte diferită. De exemplu, clorurile, bromurile și fluorurile sunt cel mai adesea cristale de culoare roz închis, verzi sau negre. Iar oxizii sunt sub formă de pulberi.

Producția și utilizarea metalului

Vanadiul se obține prin izolarea lui de roci și minereuri. Mai mult, acele minerale care conțin chiar și 1% din metal sunt considerate extrem de bogate în vanadiu. După separarea probei din amestecul de fier și vanadiu, aceasta este transferată într-o soluție concentrată. Din acesta se izolează vanadatul de sodiu prin acidificare, din care se obține ulterior o probă foarte concentrată, cu un conținut de metal de până la 90%.

Acest reziduu uscat este apoi calcinat într-un cuptor și vanadiul este redus la starea sa metalică. În această formă, materialul este gata de utilizare.

Vanadiul este un element chimic care este utilizat pe scară largă în industrie. În special în inginerie mecanică și topirea aliajelor de oțel. Pot fi identificate mai multe utilizări principale ale metalului.

1. Industria textila.
2. Fabricarea sticlei.
3. Productie ceramica si cauciuc.
4. Industria vopselelor și lacurilor.
5. Preparare si sinteza chimicale(producția de acid sulfuric).
6. Fabricarea reactoarelor nucleare.
7. Aviație și construcții navale, inginerie mecanică.

Vanadiul este o componentă de aliere foarte importantă pentru producția de aliaje ușoare, puternice, rezistente la coroziune, în principal oțel. Nu se numește „metal auto” degeaba.