Vanadyum

özellikleri
[ Ar ] 3 gün 3 4 s 2 23 V Periyodik tablo
Genel olarak
İsim , sembol , atom numarası	Vanadyum, V, 23
Öğe kategorisi	Geçiş metalleri
Grup , nokta , blok	5 , 4 , d
Bak	çelik gri metalik, parıldayan mavimsi
CAS numarası	7440-62-2
EC numarası	231-171-1
ECHA Bilgi Kartı	100.028.337
Dünya zarfının kütle oranı	% 0,041
Atomik
Atom kütlesi	50.9415 (1) ve
Atom yarıçapı (hesaplanmış)	135 (171) öğleden sonra
Kovalent yarıçap	Öğleden sonra 153
Elektron düzenlenişi	[ Ar ] 3 gün 3 4 s 2
1. İyonlaşma enerjisi	6.746187 (21) eV ≈ 650.91 kJ / mol
2. İyonlaşma enerjisi	14'ü.634 (7) eV ≈ 1 412 kJ / mol
3. İyonlaşma enerjisi	29.3111 (25), eV ≈ 2 828.09 kJ / mol
4. İyonlaşma enerjisi	46.709 (5) eV ≈ 4 506.7 kJ / mol
5. İyonlaşma enerjisi	65.28.165 (17) eV ≈ 6 298.72 kJ / mol
Fiziksel olarak
Fiziksel durum	sıkıca
Kristal yapı	gövde merkezli kübik
yoğunluk	6,11 g / cm 3 (20 ° C )
Mohs sertliği	7.0
manyetizma	paramanyetik ( Χ m = 3,8 10 −4 )
Erime noktası	2183 K (1910 ° C)
kaynama noktası	3680 K (3407 ° C)
Molar hacim	8,32 10 −6 m 3 mol −1
Buharlaşma ısısı	444 kJ / mol
Füzyon ısısı	21.5 kJ mol −1
Ses hızı	293,15 K'da 4560 m s -1
Özgül ısı kapasitesi	489 J kg −1 K −1
Elektrik iletkenliği	5 · 10 6 A · V −1 · m −1
Termal iletkenlik	31 W · m · 1 · K · 1
Kimyasal olarak
Oksidasyon durumları	+5 , +4, + 3, + 2
Elektronegatiflik	1,63 ( Pauling ölçeği )
İzotoplar
izotop NH t 1/2 ZA ZE (M eV ) ZP 48 V {syn.} 15,9735 d ε 4.012 48 Ti 49 V {syn.} 330 d ε 0.602 49 Ti 50 V % 0.25 1.5 · 10 17 a ε 2.208 50 Ti β - 1.037 50 Cr 51 V  % 99,75 Kararlı
Diğer izotoplar için izotopların listesine bakın
NMR özellikleri
Kuantum numarası I spin γ içinde rad · T -1 · s -1 E r  ( 1 H) f L de B = 4.7 T içinde MHz 50 V ? 6 0+2.67065 10 7 0,05571 019.977 51 V ? 7/2 0+7,04551 · 10 7 0,3836 052.702
güvenlik talimatları
GHS tehlike etiketlemesi GHS piktogramları yok H ve P ifadeleri H: H ibaresi yok P: P cümlesi yok
Mümkün olduğunca ve geleneksel olarak, SI birimleri kullanılır. Aksi belirtilmedikçe, verilen veriler standart koşullar için geçerlidir .

Vanadyum olarak da bilinen vanadyum , V sembolü ve atom numarası 23 olan kimyasal bir elementtir . Saf haliyle çok yumuşak, çelik grisi, mavimsi parıldayan bir geçiş metalidir . Periyodik tabloda metal, daha ağır niyobyum , tantalum ve dubniyum ile birlikte 5.  IUPAC grubunu veya vanadyum grubunu oluşturur . Vanadyumun çoğu, çelik üretiminde ferrovanadyum olarak kullanılır . Vanadyumun krom - vanadyum çeliklerine ilavesi tokluğu ve dolayısıyla çeliğin direncini arttırır.

Elementin farklı biyolojik anlamları vardır ve birçok canlı için gereklidir . Bu yüzden kontrolünde bir rol oynamaktadır enzimler arasında fosforilasyon ve bakteri tarafından kullanılır azot bağlama kullanılabilir. Öte yandan, bu veya bileşiklerinin mutajenik bir klastojen olarak kromozomal sapmalara neden olduğundan ve dolayısıyla bir zehir ve kanserojen olarak hareket ettiğinden şüphelenilmektedir .

En iyi bilinen vanadyum bileşiği , sülfürik asit üretiminde katalizör olarak kullanılan vanadyum (V) oksittir .

Tarih

Daha sonraki vanadyum ilk kez 1801'de İspanyol mineralog Andrés Manuel del Río tarafından Meksikalı bir kurşun cevherinde, daha sonra vanadinitte keşfedildi . Bileşiklerin birçok rengi nedeniyle yeni elementi Panchromium ve daha sonra Erythronium adını verdi, çünkü tuzlar asitlendiğinde kırmızıya döndü. Bununla birlikte, del Rio, kısa bir süre sonra, önce Alexander von Humboldt ve daha sonra Fransız kimyager HV Collett-Desotils, krom bileşiklerine benzerliği nedeniyle yeni elementin kirlenmiş krom olduğunu iddia ettiklerinde keşfi iptal etti.

İsveçli kimyager Nils Gabriel Sefström , 1830'da elementi yeniden keşfetmeyi başardı . İsveç demir cevheri madeni Taberg'deki demiri hidroklorik asitte çözerek inceledi . Bunu yaparken, bilinen diğer maddelerin yanı sıra, bazı özelliklerinde krom ve diğerlerinde uranyuma benzeyen, ancak daha fazla araştırmadan sonra bu elementlerden biri olmayan bilinmeyen bir element keşfetti . Yeni öğeye , İskandinav tanrısı Freyja'nın bir lakabı olan Vanadis'in adını verdi . Kısa bir süre sonra, Berzelius'taki görevi halihazırda ele almış olan Friedrich Wöhler , vanadyumun eritronyum ile kimliğinin kanıtını sağladı .

Metalik vanadyum tarafından 1867 yılında ilk Henry Enfield Roscoe ile indirgenmesi ve vanadyum (II) klorür ile hidrojen üretilir. John Wesley Marden ve Malcolm Rich , 1925 yılında vanadyum (V) oksidi kalsiyum ile indirgeyerek ilk kez% 99,7 saf vanadyum elde etmeyi başardılar .

Vanadyum ilk olarak 1903 yılında İngiltere'de vanadyum içeren ilk çelik üretildiğinde kullanıldı . Elementin çelik endüstrisindeki artan kullanımı, Henry Ford'un otomobil yapımında vanadyum çelikleri kullanmaya başladığı 1905 yılında başladı .

Oluşum

Vanadyum yeryüzünde yaygın bir elementtir, kıta kabuğundaki payı yaklaşık 120  ppm'dir . Zirkonyum , klor ve krom olan benzer bir bolluk elemanları . Element esas olarak çeşitli minerallerde bağlı bulunur . Bol miktarda vanadyum olmasına rağmen, elementin yüksek konsantrasyonlarına sahip tortular nadirdir ve birçok vanadyum minerali yaygın değildir. Yerkabuğuyla karşılaştırıldığında, deniz suyundaki içerik önemli ölçüde daha düşüktür, yaklaşık 1,3 μg / l'dir.

En önemli vanadyum mineralleri, özellikle de içerir vanadatler gibi Vanadinit [Pb ₅ (VO ₄ ) ₃ Cl], Descloizit [| VO OH Pb (Zn, Cu) ₄ ] ve karnotiti [K ₂ (UO ₂ ) ₂ (VO ₄ ) ₂ · 3H ₂ O], aynı zamanda , vanadyum sülfat Patrónit VS ₄ . Vanadyumun çoğu, diğer minerallerde, özellikle manyetit gibi demir cevherlerinde izlerde bulunur . Titanyum manyetit cevherlerinin vanadyum içeriği genellikle% 0,3 ila 0,8 arasındadır, ancak bazı Güney Afrika cevherlerinde% 1,7'ye kadar ulaşabilir.

Hayvanlar ve bitkiler vanadyum içerir, bu nedenle insanlar yaklaşık 0,3 mg / kg element içerir. Bu çoğunlukla hücre çekirdeklerinde veya mitokondride bulunur . Bazı canlılar, özellikle bazı deniz fıskiyesi türleri ve sinek mantarı vanadyumu zenginleştirebilir. Deniz squirts vanadyum içeriği en fazla 10 olan ⁷ çevreleyen deniz suyundan daha kat daha yüksek. Canlıların vanadyum içeriği nedeniyle bunlardan çıkan kömür ve ham petrol de vanadyum içermektedir. İçerik% 0,1'e kadar. Venezuela ve Kanada'dan gelen petrolde özellikle yüksek seviyelerde vanadyum bulunmaktadır.

2015 yılında toplam 79.400 ton vanadyum cevheri çıkarılmıştır (vanadyum metal olarak hesaplanmıştır). En önemli üretici ülkeler Güney Afrika , Çin ve Rusya'dır . Toplam 15 milyon ton (2015 itibariyle) bilinen rezervlerle, öngörülebilir gelecekte vanadyum için bir teslimat darboğazı beklenmemektedir.

→ Kategori: Vanadyum minerali

Mineral olarak vanadyum

Vanadyum, 2012'den beri Uluslararası Mineraloji Derneği (IMA) tarafından bir mineral olarak kabul edilmektedir. Bu birinci yüksek sıcaklık bir resublimation ürün Mikhail Ostrooumov tarafından keşfedilmiştir ve fumaroles Meksika volkan Colima . Orada ilk kez keşfedilen potasyum vanadyum sülfit Colimait (K ₃ VS ₄ ) ve vanadyum oksit Shcherbinait (V ⁵⁺ ₂ O ₅ ) eşlik eden mineraller olarak ortaya çıktı .

İlk açıklama Ostrooumov ve Yuri Taran tarafından 2015 yılında ilk olarak Macla'da yayınlandı. Revista de la Sociedad Española de Mineralogía ve 2016, Mineralogical Magazine'de .

Onun yanında tip mevkiinde Volkan Colima vanadyum de oldu onurlandırılmaktadırlar sadece belirtilmemiş henüz Hibonit Arjantin'in de -Fundstätte Sierra de los Comechingones fark etmesini sağlayın. Güney Afrika'nın Kuzeybatı eyaletindeki Rustenburg yakınlarındaki Rhovan açık ocak vanadyum madenindeki bir başka bulgu ise henüz doğrulanmadı.

Göre Strunz (9 baskı) göre minerallerin sistematiği , vanadyum hiçbir sistemi altında sınıflandırılmıştır. 1.AF.05 (elementler - metaller ve metaller arası bileşikler - demir-krom ailesi - demir grubu).

Çıkarma ve sunum

Vanadyum birkaç adımda temsil edilir. Her şeyden önce, vanadyum (V) oksit çeşitli başlangıç ​​malzemelerinden elde edilmelidir . Bu daha sonra temel metale indirgenebilir ve gerekirse temizlenebilir.

Vanadyum ekstre edilebildiği mümkün olan başlangıç maddeleri karnotiti veya patronite, vanadyum içeren titanyum-manyetit cevherleri gibi vanadyum cevherleri vardır petrol . Vanadyum cevherleri geçmişte üretim için önemliydi, ancak artık önemli bir rol oynamıyor ve yerini çoğunlukla titanyum-manyetit cevherleri aldı.

Eğer demir cevherleri vanadyum ihtiva edilmektedir indirgenmiş için demir de maden eritme ocağı işleminin , vanadyum, ilk kalır pik demir . Pik demiri çeliğe daha fazla işlemek için , arıtma işlemi sırasında oksijen üflenir. Vanadyum cürufa geçer . Bu,% 25'e kadar vanadyum (V) oksit içerir ve metalin çıkarılması için en önemli kaynaktır. Saf vanadyum (V) oksit elde etmek için, ince öğütülmüş cüruf, sodyum klorür veya sodyum karbonat gibi sodyum tuzları ile oksitleyici bir şekilde kavrulur. İşlemde, kalan cüruftan süzülerek ayrılan suda çözünür sodyum metavanadat oluşur . Oluşan çözünmeyen amonyum polivanadat , asit ve amonyum tuzları eklenerek çözeltiden çökelir . Bu, kavurma yoluyla vanadyum (V) okside dönüştürülebilir . Oksit ayrıca diğer vanadyum içeren cevherlerden aynı şekilde elde edilebilir. Vanadyum , su ve magnezyum nitrat ilavesiyle bir emülsiyon oluşturularak petrolden ekstrakte edilebilir . Diğer işlemler, demir cevherlerinden ekstraksiyonda olduğu gibi gerçekleşir.

Gerçek vanadyum ekstraksiyonu, vanadyum (V) oksidin diğer metallerle indirgenmesiyle gerçekleştirilir. İndirgeyici maddeler olarak alüminyum , kalsiyum , ferrosilikon veya karbon kullanılabilir; ancak ikincisi ile reaksiyonda metalden ayrılması zor olan karbürler oluşur .

${\ displaystyle \ mathrm {V_ {2} O_ {5} +5 \ Ca \ longrightarrow 2 \ V + 5 \ CaO}}$

Kalsiyum ile azalma

Saf vanadyum elde etmek için indirgeyici ajan olarak pahalı kalsiyum veya alüminyum kullanılır , çünkü daha ucuz olan ferrosilikon yüksek saflığa ulaşamaz. Saf vanadyum kalsiyum ile doğrudan elde edilirken, bir vanadyum-alüminyum alaşımı ilk olan alüminyum ile oluşturulur saf vanadyum elde edilir ile süblimasyon bir de vakum .

Vanadyumun büyük bir kısmı saf metal olarak değil , en az% 50 vanadyum içeren demir-vanadyum alaşımı ferrovanadyum biçiminde kullanılır . Bunu üretmek için, saf vanadyumu önceden çıkarmak gerekli değildir. Bunun yerine, vanadyum ve demir içeren cüruf, ferro-silikon ve kireç ile ferrovanadyuma indirgenir. Bu alaşım çoğu teknik uygulama için yeterlidir.

En saf vanadyum, elektrokimyasal olarak veya Van-Arkel-de-Boer yöntemi kullanılarak üretilebilir . Bu amaçla saf vanadyum iyotla birlikte boş bir cam ampulde eritilir. Isıtılmış ampulde oluşan vanadyum (III) iyodür , yüksek saflıkta vanadyum ve iyot oluşturmak için sıcak bir tungsten tel üzerinde ayrışır .

${\ displaystyle \ mathrm {2 \ V + 3 \ I_ {2} \ rightleftharpoons 2 \ VI_ {3}}}$

Van Arkel de Boer sürecinde reaksiyon

özellikleri

Fiziki ozellikleri

Vanadyum bir manyetik olmayan sert, yumuşak ve net bir şekilde çelik mavisi olan ağır metal bir ile yoğunluğu 6.11 g / cm ' ³ . Saf vanadyum nispeten yumuşaktır, ancak diğer elementler eklendiğinde sertleşir ve daha sonra yüksek mekanik mukavemete sahiptir. Özelliklerinin çoğunda periyodik tablodaki komşusu olan titanyuma benzer . Erime noktası saf vanadyum 1910 ° C'dir, fakat bu bir önemli ölçüde artmıştır gibi yabancı maddelerin karbon . % 10 karbon içeriği ile 2700 ° C civarındadır. Vanadyum, krom ya da bu gibi kristalize niyobyum bir bölgesindeki hacim merkezli kübik kristal yapısı ile uzay grubu Im 3 m (boşluk grubu no. 229) ve kristal parametresi a = 302.4 pm ve aynı zamanda iki formül birimi başına birim hücre .Şablon: oda grubu / 229

5.13 K kritik sıcaklığın altında vanadyum süper iletken olur . Tıpkı saf vanadyum gibi, galyum , niyobyum ve zirkonyum içeren vanadyum alaşımları da süper iletkendir. 5.13 K'nin altındaki sıcaklıklarda vanadyum, vanadyum grubu metalleri niyobyum ve tantal gibi , 200 atomluk küçük topaklar halinde, henüz açıklanmayan, aksi takdirde yalnızca metalik olmayan maddeler tarafından sergilenen spontan bir elektriksel polarizasyon gösterir .

Kimyasal özellikler

Vanadyum bir baz metaldir ve birçok metal olmayan ile reaksiyona girebilir. Havada haftalarca parlak metalik kalır. Daha uzun süreler boyunca bakıldığında, açıkça görülebilen yeşil pas algılanır. Vanadyum korunacaksa, argon altında saklanmalıdır. Sıcakta oksijen tarafından saldırıya uğrar ve vanadyum (V) okside oksitlenir. Birlikte C ve nitrojen sadece reaksiyona o zaman vanadyum ile akkor ile reaksiyon flor ve klor soğuk yer alır.

Asit ve bazlarla karşılaştırıldığında vanadyum, ince bir pasifleştirici oksit tabakası nedeniyle genellikle oda sıcaklığında stabildir ; Bu durumda, sadece hidroflorik asit ve sıcak nitrik asit , konsantre sülfürik asit ve aqua regia gibi güçlü oksitleyici asitler tarafından saldırıya uğrar .

500 kadar bir sıcaklığa kadar ° C vanadyum edebilen hidrojen için absorbe . Metal kırılgan hale gelir ve kolayca toz haline getirilebilir. Hidrojen, bir vakumda 700 ° C'de çıkarılabilir.

İzotoplar

Vanadyumun toplam 27 izotop ve diğer 6 çekirdek izomeri bilinmektedir. Bunlardan ikisi doğal olarak meydana gelir. Bunlar, % 0,25 doğal frekanslı ⁵⁰ V ve % 99,75 frekanslı ⁵¹ V izotoplarıdır . ⁵⁰ V zayıf olan radyoaktif bir ile yarı-ömrü 1.5 · 10 ¹⁷ yıl bozunmadan ile% 83'e elektron yakalama için ⁵⁰ Ti, P ile% 17 ^- çürük ⁵⁰ Cr. Her iki çekirdek de NMR spektroskopisi ile araştırmalar için kullanılabilir .

En kararlı yapay izotopları, ⁴⁸ 16 günlük bir yarı ömür ile V ve ⁴⁹ 330 günlük bir yarı ömür ile V. Bunlar izleme aracı olarak kullanılır . Diğer tüm izotoplar ve çekirdek izomerler çok kararsızdır ve dakikalar veya saniyeler içinde parçalanır.

→ Vanadyum izotoplarının listesi

kullanım

Küçük nötron yakalama kesiti nedeniyle nükleer yakıtlar için kaplama malzemesi olarak yalnızca küçük bir saf vanadyum yüzdesi kullanılır . Bununla birlikte, daha dirençli vanadyum alaşımları da kullanılabilir. Üretimin% 90'ından fazlası , çoğunlukla demir, titanyum, nikel, krom, alüminyum veya manganez metalleri olmak üzere çeşitli alaşımlarda kullanılmaktadır . Bileşiklerde, çoğunlukla vanadyum (V) oksit olarak sadece küçük bir kısım kullanılır.

Üretilen vanadyumun% 85'i ile büyük çoğunluğu çelik endüstrisinde tüketilmektedir. Bu yüksek saflık gerektirmediğinden hammadde olarak ferrovanadyum kullanılmaktadır. Vanadyum, küçük miktarlarda bile çeliklerin mukavemetini ve tokluğunu ve dolayısıyla aşınma direncini önemli ölçüde artırır . Bu, sert vanadyum karbür oluşumundan kaynaklanır . Uygulamaya bağlı olarak farklı miktarlarda vanadyum eklenir; yapı çelikleri ve alet çelikleri içeren vanadyum, sadece az miktarda (% 0.2 ila 0.5) , yüksek hızlı çelikten % 5'e kadar. Vanadyum içeren çelikler çoğunlukla mekanik gerilime maruz kalan aletler ve yaylar için kullanılır.

Vanadyum ve çoğunlukla alüminyum içeren titanyum alaşımları özellikle kararlı ve ısıya dayanıklıdır ve uçak motorlarının yük taşıyıcı parçaları ve türbin kanatları için uçak yapımında kullanılır .

Vanadyum bileşikleri, redoks akış hücrelerinde elektrokimyasal enerji depolaması için kullanılabilir , bkz. Vanadyum redoks akümülatörü . Bu uygulamada vanadyum tuzları, tanklarda depolanabilen asidik sulu çözeltilerde kullanılmaktadır.

kanıt

Vanadyumun redüksiyon alevinde karakteristik olarak yeşil göründüğü fosfor tuzu incisi tarafından bir ön numune sağlanır . Oksidasyon alevi isimli sarı ve bu nedenle çok spesifik soluk.

Vanadyumun kalitatif kanıtı, peroksovanadyum iyonlarının oluşumuna dayanmaktadır. Bunu yapmak için, +5 oksidasyon durumunda vanadyum içeren asidik bir çözeltiye biraz hidrojen peroksit eklenir. Kırmızımsı kahverengi [V (O ₂ )] ³⁺ katyonu oluşur. Bu, daha büyük miktarlarda hidrojen peroksit ile reaksiyona girerek soluk sarı peroksovanadik asit H ₃ [VO ₂ (O ₂ ) ₂ ] oluşturur.

Vanadyum, titrasyon ile kantitatif olarak belirlenebilir. Bu amaçla, vanadyum içeren bir sülfürik asit çözeltisi , potasyum permanganat ile beş değerli vanadyuma oksitlenir ve ardından bir demir (II) sülfat çözeltisi ve bir gösterge olarak difenilamin ile geri titre edilir . Demir (II) sülfat ile mevcut beş değerli vanadyumun dört değerlikli oksidasyon durumuna indirgenmesi ve ardından potasyum permanganat çözeltisi ile potansiyometrik titrasyon da mümkündür.

Modern analitikte vanadyum birkaç yöntem kullanılarak tespit edilebilir. Bunlar, örneğin, 318.5 nm'de atomik absorpsiyon spektrometrisi ve 546 nm'de renk reaktifi olarak N-benzoil-N-fenilhidroksilamin ile spektrofotometridir .

Biyolojik önemi

Vanadyum bileşiklerinin çeşitli biyolojik anlamları vardır. Vanadyumun hem anyonik olarak vanadat olarak hem de katyonik olarak VO ₂ ⁺ , VO ²⁺ veya V ³⁺ olarak oluşması karakteristiktir . Vanadatlar fosfatlara çok benzer ve dolayısıyla benzer etkilere sahiptir. Vanadat , uygun enzimlere fosfattan daha güçlü bağlandığından, fosforilasyon enzimlerini bloke edebilir ve böylece kontrol edebilir. Bu, örneğin, sodyum ve potasyumun hücrelere taşınmasını kontrol eden sodyum-potasyum-ATPaz ile ilgilidir. Bu tıkanma, vanadat ile stabil bir kompleks oluşturan desferrioksamin B ile hızla giderilebilir . Vanadyum ayrıca glikoz alımını etkiler . Karaciğerde glikolizi uyarabilir ve kompetitif glukoneogenez sürecini inhibe edebilir . Bu, kandaki glikoz seviyesini düşürür. Bu nedenle, vanadyum bileşiklerinin tip 2 diabetes mellitus tedavisi için uygun olup olmadığı araştırılmaktadır . Ancak henüz net bir sonuç bulunamadı. Vanadyum ayrıca fosfolipidlerin oksidasyonunu uyarır ve karaciğerde bir mikrozomal enzim sistemi olan skualen sentazı inhibe ederek kolesterol sentezini baskılar . Sonuç olarak, bir eksikliği nedeni kolesterol ve yüksek trigliserid içinde kan plazması .

Vanadyum bitkilerde fotosentezde rol oynar . Enzimsiz 5-aminolevulinik asit oluşturmak için reaksiyonu katalize edebilir. Bu, klorofil oluşumunun önemli bir öncüsüdür .

Bazı organizmalarda vanadyum içeren enzimler vardır, örneğin, bazı bakteri türleri nitrojen fiksasyonu için vanadyum içeren nitrojenazlara sahiptir . Bunlar, örneğin Azotobacter ve cyanobacterium Anabaena variabilis cinsinin türleridir . Bununla birlikte, bu nitrojenazlar, daha yaygın molibden nitrojenazlar kadar verimli değildir ve bu nedenle sadece molibden eksikliği olduğunda aktive edilir. Diğer vanadyum içeren enzimler kahverengi alglerde ve likenlerde bulunabilir . Bunlar, organoklor, brom veya iyot-organik bileşikler oluşturdukları vanadyum içeren haloperoksidazlara sahiptir.

Metaloprotein vanabin olarak deniz fıskiyelerinde büyük miktarlarda bulunan vanadyumun işlevi henüz bilinmemektedir. Başlangıçta, hemoglobine benzeyen vanadyumun bir oksijen taşıyıcı görevi gördüğü varsayılıyordu ; ancak bunun yanlış olduğu anlaşıldı.

Tehlikeler

Diğer metal tozları gibi vanadyum tozu da yanıcıdır. Vanadyum ve inorganik bileşiklerinin hayvan deneylerinde kanserojen olduğu gösterilmiştir . Bu nedenle kanserojen kategorisi 2'de sınıflandırılırlar. Vanadyum tozu işçiler tarafından metal eritme işleminde uzun süre solunursa , sözde vanadizm meydana gelebilir. Bu tanınmış meslek hastalığı , mukoza zarının tahrişinde , dilin yeşil-siyah renk değiştirmesinde ve kronik bronş, akciğer ve bağırsak hastalıklarında kendini gösterebilir .

bağlantılar

Vanadyum, çeşitli oksidasyon durumlarındaki bileşiklerde mevcut olabilir . Genellikle seviyeler +5, +4, +3 ve +2'dir, daha nadiren +1, 0, −1 ve −3'tür. En önemli ve en kararlı oksidasyon durumları +5 ve +4'tür.

→ Kategori: Vanadyum bileşiği

Sulu çözelti

Vanadyum, sulu çözelti içinde kolaylıkla çeşitli oksidasyon durumlarına dönüştürülebilir. Farklı vanadyum iyonlarının karakteristik renkleri olduğu için renk değişiklikleri vardır.

Olarak asidik çözelti, beş değerli, vanadyum formları VO renksiz ₂ ⁺ mavi ilk dört değerli VO indirgendikten sonra iyonları, ²⁺ iyonlarıdır. V ³⁺ iyonları ile üç değerlikli seviye yeşildir, sulu çözeltide elde edilebilecek en derin seviye, iki değerlikli V ²⁺ iyonu gri-mordur.

Oksijen bileşikleri

En önemli ve en stabil vanadyum oksijen bileşik olup, vanadyum (V) oksit V ₂ O ₅ . Bu turuncu renkli bileşik, sülfürik asit üretimi için büyük miktarlarda katalizör olarak kullanılır . Orada bir oksijen taşıyıcı görevi görür ve reaksiyon sırasında başka bir vanadyum oksit, vanadyum (IV) oksit VO _2'ye indirgenir. Bundan başka bilinen vanadyum oksitler vanadyum (III) oksit V ₂ O ₃ ve vanadyum (II) oksit VO.

Bir alkali çözelti içinde, vanadyum (V) oksit formları vanadatlar , tuzlar anyon VO ₄ ^3- . Bununla birlikte, benzer fosfatların aksine , vanadat iyonu en kararlı formdur; Hidrojen ve dihidrojen vanadatlar ve serbest vanadyum asit kararsızdır ve sadece seyreltik sulu çözeltilerde bilinir. Bazik vanadat çözeltileri asitleştirilirse, hidrojen vanadatlar yerine polivanadatlar oluşur ve bunlarda on vanadat birimine kadar birikir. Vanadatlar çeşitli minerallerde bulunabilir, örnekleri vanadinit , deskloisit ve karnotittir .

Halojen bileşikleri

Vanadyum , flor , klor , brom ve iyot halojenleri ile çok sayıda bileşik oluşturur . +4, +3 ve +2 oksidasyon durumlarında, tüm halojenlere sahip bileşikler vardır, sadece iyotlu, sadece +2 ve +3 durumlarındaki bileşikler bilinmektedir. Ancak bu halojenürlerden sadece klorürler, vanadyum (IV) klorür ve vanadyum (III) klorür teknik olarak ilgilidir. Diğer şeylerin yanı sıra, etilen-propilen-dien kauçuğunun üretimi için bir katalizör görevi görürler .

Vanadyum oksit klorürler

Vanadyum ayrıca, vanadyum oksit klorürler olarak adlandırılan oksijen ve klor ile karışık tuzlar oluşturur . Vanadyum (III) oksiklorür, VOCl, sarı-kahverengi, suda çözünür bir tozdur. Vanadyum (IV) ' oksiklorid, VOC ₂ , kullanılan olarak fotoğraf ve şekilde tekstil leke yeşil higroskopik kristal oluşmaktadır eriyen tabletler mavi bir renk ile su içinde. Son olarak, vanadyum (V) oksiklorür, VOCl ₃ , suyla çok kolay hidrolize olan sarı bir sıvıdır . VOCl ₃ , düşük basınçlı etilen polimerizasyonunda bir katalizör bileşeni olarak kullanılır.

Daha fazla vanadyum bileşiği

Olarak organik vanadyum bileşikleri, vanadyum en düşük oksidasyon 0, -I ve III belirtmektedir ulaşır. Vanadosenler denilen metalosenler burada özellikle önemlidir. Bunlar için katalizörler olarak kullanılan polimerizasyon ait alkinler .

Vanadyum karbür VC, diğer şeylerin yanı sıra , plazma püskürtme veya plazma tozu biriktirme kaynağı için toz halinde kullanılır . Ayrıca, tane büyümesini azaltmak için sert metallere vanadyum karbür eklenir .

Edebiyat

• Diğerlerinin yanı sıra Günter Bauer: Vanadyum ve Vanadyum Bileşikleri. İçinde: Ullmann'ın Endüstriyel Kimya Ansiklopedisi . Wiley-VCH, Weinheim 2000, doi : 10.1002 / 14356007.a27_367 .
• Norman N. Greenwood, Alan Earnshaw: Elementlerin Kimyası. 1. baskı. VCH, Weinheim 1988, ISBN 3-527-26169-9 .
• AF Holleman , E. Wiberg , N. Wiberg : Ders Kitabı İnorganik Kimya . 102. baskı. Walter de Gruyter, Berlin 2007, ISBN 978-3-11-017770-1 , s. 1542–1552.

İnternet linkleri

• İçin giriş vanadyum. İçinde: Römpp Çevrimiçi . Georg Thieme Verlag, 25 Aralık 2014'te erişildi.

Bireysel kanıt

1. ↑ ^{a b} Harry H. Binder: Kimyasal elementler sözlüğü. S. Hirzel Verlag, Stuttgart 1999, ISBN 3-7776-0736-3 .
2. ↑ Özellikler için değerler (bilgi kutusu), aksi belirtilmedikçe www.webelements.com (vanadyum) adresinden alınmıştır.
3. ↑ CIAAW, Standart Atom Ağırlıkları 2013'te Revize Edildi .
4. ↑ ^{bir b c d e} üzerine kayıt vanadyum Kramida, A., Ralchenko, Yu, Reader, J. ve NIST ASD Takımı (2019) 'de:. NIST Atomik Spektrumlar Veritabanı (ver 5.7.1.) . Ed .: NIST , Gaithersburg, MD. doi : 10.18434 / T4W30F ( https://physics.nist.gov/asd ).  Erişim tarihi: June 11, 2020.
5. ↑ ^{bir b c d e} yönelik giriş vanadyum en WebElements, https://www.webelements.com , 11 Haziran 2020 tarihinde erişilebilir.
6. ^ NN Greenwood, A. Earnshaw: Elementlerin kimyası. 1. baskı. VCH, Weinheim 1988, ISBN 3-527-26169-9 , sayfa 1260.
7. ↑ Robert C. Weast (ed.): CRC Handbook of Chemistry and Physics . CRC (Chemical Rubber Publishing Company), Boca Raton 1990, ISBN 0-8493-0470-9 , s. E-129 ila E-145. Buradaki değerler g / mol'e dayalıdır ve cgs birimlerinde verilmiştir. Burada verilen değer, ölçü birimi olmadan ondan hesaplanan SI değeridir.
8. ↑ ^{a b} Yiming Zhang, Julian RG Evans, Shoufeng Yang: El Kitaplarındaki Elementlerin Buharlaşmasının Kaynama Noktaları ve Entalpileri için Düzeltilmiş Değerler. In: Journal of Chemical & Engineering Data. 56, 2011, s. 328-337, doi: 10.1021 / je1011086 .
9. ↑ David R. Lide (Ed.): CRC Handbook of Chemistry and Physics . 90. baskı. (İnternet Sürümü: 2010), CRC Press / Taylor ve Francis, Boca Raton, FL, Fluid Properties; Entalpi Füzyon, s. 6-135.
10. ↑ ilgili kayıt vanadyum, toz içinde arasında GESTIS madde veritabanı İFA 30 Nisan 2017 tarihinde erişilebilir. (JavaScript gerekli)
11. ↑ Juan J. Rodríguez-Mercado, Rodrigo A. Mateos-Nava, Mario A. Altamirano-Lozano: in vitro vanadyum oksitlere maruz kalan insan hücrelerinde DNA hasarı indüksiyonu. In: Toksikoloji in Vitro. 25, No. 8, 2011, s. 1996-2002, doi: 10.1016 / j.tiv.2011.07.009 .
12. ^ LR Caswell: Andres del Rio, Alexander von Humboldt ve İki Kez Keşfedilen Öğe. (PDF; 124 kB). İçinde: Bull. Chem 28 (1), 2003, sayfa 35-41.
13. ↑ NG Sefstöm: Cevherini Småland'daki Taberg'den alan Eckersholm'un çubuk demirinde bulunan yeni bir metal olan vanadyum hakkında. İçinde: Annal. d. Fizik . 97 (1), 1831, sayfa 1-4.
14. ↑ “Eski zamanlarda, tanrıça Vanadis uzak kuzeyde güzel ve sevimli yaşardı. Bir gün kapı çalındı. Tanrıça rahat bir şekilde oturdu ve şöyle düşündü: başka bir vuruş olabilirdi, ama daha fazla kapı vurmak yoktu, onun yerine kapı merdivenlerden aşağı indi. Tanrıça merak ediyordu […] Oh! [...] bu Schalk Wöhler. [...] Birkaç gün sonra kapı tekrar çalındı; ama defalarca kapıyı çaldı. Tanrıça sonunda geldi ve kapıyı açtı. Sefström geldi ve bu karşılaşmadan Vanadin doğdu. ”( Berzelius'tan Wöhler'e 22 Ocak 1831 tarihli mektup. İçinde: O. Wallach (Ed.): J. Berzelius ve F. Wöhler arasındaki yazışma . Leipzig 1901. )
15. ↑ vanadyum. In: Encyclopædia Britannica. 2008. Encyclopædia Britannica Online, 6 Ekim 2008'de erişildi (çevrimiçi)
16. ↑ ^{bir b c d e f g h i j} Günter Bauer ve ark: Vanadyum ve Vanadyum bileşikleri. In: Ullmann'ın Endüstriyel Kimya Ansiklopedisi. Wiley-VCH, Weinheim 2000, doi : 10.1002 / 14356007.a27_367 .
17. ↑ ^{a b c d} Dieter Rehder: Vanadyumun biyoinorganik kimyası. İçinde: Ange. Chem. 103, 1991, s. 152-172.
18. ↑ ^{a b c d e f} Vanadyum üzerine giriş . İçinde: Römpp Çevrimiçi . Georg Thieme Verlag, 25 Aralık 2014'te erişildi.
19. ^ AF Holleman , E. Wiberg , N. Wiberg : İnorganik Kimya Ders Kitabı . 102. baskı. Walter de Gruyter, Berlin 2007, ISBN 978-3-11-017770-1 , s. 1542.
20. ↑ ^{a b c} A. F. Holleman , E. Wiberg , N. Wiberg : Ders Kitabı İnorganik Kimya . 102. baskı. Walter de Gruyter, Berlin 2007, ISBN 978-3-11-017770-1 , s. 1543.
21. ^ US Geological Survey: Vanadyum. In: Mineral Emtia Özetleri. Ocak 2008 (PDF; 84 kB).
22. ^ PA Williams, f. Hatert, M. Pasero, SJ Mills: IMA / CNMNC Newsletter 14: 2012 ve 2013'te onaylanan yeni mineraller ve isimlendirme değişiklikleri . İçinde: Mineralogical Magazine . bant 77 , hayır. 1 , 2013, s. 1–12 ( main.jp [PDF; 125 kB ; 1 Ocak 2018'de erişildi]). 
23. ↑ Mikhail Ostrooumov, Yuri Taran: Colima Yanardağından Yeni Bir Mineral olan Yerli Vanadyumun Keşfi, Colima Eyaleti (Meksika) . İçinde: Macla. Revista de la Sociedad Española de Mineralogía . bant 20 Temmuz 2015, s. 109–110 ( ehu.eus [PDF; 134 kB ; 1 Ocak 2018'de erişildi]). 
24. ↑ Mikhail Ostrooumov Yuri Taran: Vanadyum V - tüten gaz bileşimi Colima volkan Colima, Meksika State ve etkileri ile ilgili yeni bir yerel eleman mineral . İçinde: Mineralogical Magazine . bant 80 , hayır. 2 , Nisan 2016, s. 371–382 , doi : 10.1180 / minmag.2016.080.006 ( De Gruyter Online üzerinden erişilir ). 
25. ↑ Mindat - Vanadium (İngilizce)
26. ↑ Mineralienatlas : Strunz 9 sistematiği: demir-krom ailesi
27. ↑ K. Schubert: Kimyasal elementlerin kristal yapıları için bir model. İçinde: Açta Crystallographica . 30, 1974, s. 193-204, doi: 10.1107 / S0567740874002469 .
28. ^ Aaron Waxler, William S. Corack: Vanadyumun Süperiletkenliği. In: Fiziksel İnceleme. 85, (1), 1952, s. 85-90, doi: 10.1103 / PhysRev.85.85 .
29. ↑ T. Krome: Yanlış yoldaki metaller. Küçük metal yığınlarının olağandışı düşük sıcaklık davranışı hakkında. İçinde: Spektrumdirekt.de. 22 Mayıs 2003; Özet .
30. ↑ Ramiro Moro, Xiaoshan Xu, Shuangye Yin, Walt A. de Heer: Serbest Niyobyum Kümelerinde Ferroelektrik. İçinde: Bilim . Cilt 300, No. 5623, 2003, sayfa 1265-1269, doi: 10.1126 / science.1083247 .
31. ↑ ^{a b} G. Audi, FG Kondev, Meng Wang, WJ Huang, S. Naimi: NUBASE2016 nükleer özelliklerin değerlendirilmesi. In: Chinese Physics C. 41, 2017, S. 030001, doi : 10.1088 / 1674-1137 / 41/3/030001 ( tam metin ).
32. ↑ vanadyum. İçinde: Fizik Sözlüğü. Erişim tarihi: July 9, 2008.
33. ^ ^{A b} G. Jander, E. Blasius, J. Strähle: İnorganik-kimyasal pratik dersine giriş. 14. baskı. S. Hirzel Verlag, Stuttgart 1995, ISBN 3-7776-0672-3 , s. 218-219.
34. ^ DM Smith, RM Pickering, GT Lewith: Tip 2 diabetes mellitusta glisemik kontrol için oral vanadyum takviyelerinin sistematik bir incelemesi. In: QJM: Uluslararası Tıp Dergisi . 101, (5), 2008, s. 351-358, doi: 10.1093 / qjmed / hcn003 .
35. ↑ vanadyum. İçinde: Biyoloji Sözlüğü. Erişim tarihi: July 9, 2008.
36. ^ ^{A b} Wolfgang Kaim, Brigitte Schwederski: Bioinorganische Chemie. 4. baskı. Teubner, Wiesbaden 2005, ISBN 3-519-33505-0 , s. 241-243.
37. ↑ MAK ve BET değerleri listesindeki değişikliklerle ilgili DFG basın açıklaması ( İnternet Arşivi'nde 13 Ağustos 2007 hatırası ), 19 Temmuz 2005.
38. ↑ Vanadyum Oksit Klorür. İçinde: Kimya Sözlüğü. Erişim tarihi: July 9, 2008.
39. ↑ ilgili kayıt organik vanadyum bileşikleri. İçinde: Römpp Çevrimiçi . Georg Thieme Verlag, 25 Aralık 2014'te erişildi.
40. ↑ HC Starck Group'tan vanadyum karbür kullanımı.

Bu makale, bu sürümde 19 Ekim 2008 tarihinde mükemmel makaleler listesine eklenmiştir .