Наука
Advertisement
Ванадий(V)
Атомный номер 23
Внешний вид Ванадий
Свойства атома
Атомная масса
(молярная масса)
50,9415 а. е. м. (г/моль)
Радиус атома 134 пм
Энергия ионизации
(первый электрон)
650,1(6,74) кДж/моль (эВ)
Электронная конфигурация [Ar] 3d3 4s2
Химические свойства
Ковалентный радиус 122 пм
Радиус иона (+5e)59 (+3e)74 пм
Электроотрицательность
(по Полингу)
1,63
Электродный потенциал 0
Степени окисления 5, 4, 3, 2, 0
Термодинамические свойства
Плотность 6,11 г/см³
Удельная теплоёмкость 0,485 Дж/(K·моль)
Теплопроводность 30,7 Вт/(м·K)
Температура плавления 2160 K
Теплота плавления 17,5 кДж/моль
Температура кипения 3650 K
Теплота испарения 460 кДж/моль
Молярный объём 8,35 см³/моль
Кристаллическая решётка
Структура решётки кубическая
объёмноцентрированная
Период решётки 3,020 Å
Отношение c/a n/a
Температура Дебая 390,00 K

История

Ванадий открыт в 1801 году испанским минералогом А. М. Дель Рио как примесь в свинцовой руде из рудника в Зимапане. Новый элемент Дель Рио назвал эритронием (от греческого erythros — красный) из-за красного цвета его соединений. Однако впоследствии он решил, что им обнаружен не новый элемент, а разновидность хрома, открытого четырьмя годами ранее и еще почти не изученного. В 1830 мексиканским минералом занялся немецкий химик Ф. Велер, однако, отравившись фтористым водородом, он на несколько месяцев прекратил исследования. В том же году шведский химик Нильс Габриель Сефстрем обратил внимание на наличие в железной руде примеси, в которой наряду с известными элементами оказалось какое-то новое вещество. В результате анализа в лаборатории Й. Берцелиуса было доказано, что открыт новый элемент. В 1831 Велер доказал равнозначимость эритрония и ванадия, но за элементом сохранилось название, данное ему Сефстремом и Берцелиусом — ванадий.

Происхождение названия

Этот элемент образует соединения с красивой окраской, отсюда и название элемента, связанное с именем скандинавской богини красоты Ванадис.

Нахождение в природе

В природе ванадий в свободном виде не встречается, относится к рассеянным элементам. Содержание ванадия в земной коре 1,6×10–2% по массе, в воде океанов 3,1×10-7%. Важнейшие минералы: патронит V(S2)2, ванадинит Pb5(VO4)3Cl и некоторые другие. Основной источник получения ванадия — железные руды, содержащие ванадий как примесь.

Получение

В промышленности при получении ванадия из железных руд с его примесью сначала готовят концентрат, в котором содержание ванадия достигает 8-16 %. Далее окислительной обработкой ванадий переводят в высшую степень окисления +5 и отделяют легко растворимый в воде ванадат натрия NaVO3. При подкислении раствора серной кислотой выпадает осадок, который после высушивания содержит более 90 % ванадия. Первичный концентрат восстанавливают в доменных печах и получают концентрат ванадия, который далее используют при выплавке сплава ванадия и железа — так называемого феррованадия (содержит от 35 до 70 % ванадия). Металлический ванадий можно приготовить восстановлением хлорида ванадия водородом, кальцийтермическим восстановлением оксидов ванадия (V2O5 или V2O3), термической диссоциацией VI2 и другими методами.

Физические свойства

Ванадий по внешнему виду похож на сталь, это достаточно твердый, но вместе с тем пластичный металл.

Химические свойства

Химически ванадий довольно инертен. Он стоек к действию морской воды, разбавленных растворов соляной, азотной и серной кислот, щелочей.

С кислородом ванадий образует несколько оксидов: VO, V2O3, VO2,V2O5. Оранжевый V2O5 — кислотный оксид, темно-синий VO2 — амфотерный, остальные оксиды ванадия — основные.

С галогенами ванадий образует довольно летучие галогениды составов VX2 (X = F, Cl, Br, I), VX3, VX4 (X = F, Cl, Br), VF5 и несколько оксогалогенидов (VOCl, VOCl2, VOF3 и др.).

Соединения ванадия в степенях окисления +2 и +3 — сильные восстановители, в степени окисления +5 проявляют свойства окислителей. Известны тугоплавкий карбид ванадия VC (tпл=2800°С), нитрид ванадия VN, сульфид ванадия V2S5, силицид ванадия V3Si и другие соединения ванадия.

При взаимодействии V2O5 с основными оксидами образуются ванадаты — соли ванадиевой кислоты вероятного состава H2[O(V2O5)2].

Применение

Металлурги

Катализаторы

Оксид ванадия V2O5 служит эффективным катализатором, например, при окислении сернистого газа SO2 в серный газ SO3 при производстве серной кислоты, при крекинге сырой нефти. Соединения ванадия находят разнообразное применение в различных отраслях промышленности

Атомно-водородная энергетика

Хлорид ванадия применяется при термохимическом разложении воды в атомно-водородной энергетике(ванадий-хлоридный цикл "Дженерал Моторс",США).

Химические источники тока

Пятиокись ванадия широко применяется в качестве положительного электрода(катода) в мощных литиевых батареях и аккумуляторах.Ванадат серебра в резервных батареях в качестве катода.

Биологическая роль и воздействие

Ванадий постоянно присутствует в тканях всех организмов в ничтожных количествах. В растениях его содержание (0,1—0,2 %) значительно выше, чем в животных (1×10–5—1×10–4 %). Некоторые морские организмы — мшанки, моллюски и, особенно, асцидии — способны концентрировать ванадий в значительных количествах (у асцидий ванадий находится в плазме крови или специальных клетках — ванадоцитах). По-видимому, ванадий участвует в некоторых окислительных процессах в тканях. Мышечная ткань человека содержит 2×10–6 % ванадия, костная ткань — 0,35×10–6 %, в крови — менее 2×10–4 мг/л. Всего в организме среднего человека (масса тела 70 кг) 0,11 мг ванадия.

Токсикология

Ванадий и его соединения весьма токсичны.

Токсическая доза для человека 0,25 мг, летальная доза — 2—4 мг. Для V2O5 ПДК в воздухе 0,1—0,5 мг/м3.

Изотопы

Природный ванадий состоит из двух изотопов: слаборадиоактивного 50V (изотопная распространённость 0,250 %) и стабильного 51V (99,750 %). Период полураспада ванадия-50 равен 1,5×1017 лет, т. е. для всех практических целей его можно считать стабильным; этот изотоп в 83 % случаев посредством электронного захвата превращается в 50Ti, а в 17 % случаев испытывает бета-минус-распад, превращаясь в 50Cr. Известны 24 искусственных радиоактивных изотопа ванадия с массовым числом от 40 до 65 (а также 5 метастабильных состояний). Из них наиболее стабильны 49V (T1/2=330 дней) и 48V (T1/2=15,974 дня).

См. также

Категория:Соединения ванадия

Ссылки


Периодическая система элементов
H He
Li Be B C N O F Ne
Na Mg Al Si P S Cl Ar
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
Cs Ba * Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
Fr Ra ** Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Uub Uut Uuq Uup Uuh Uus Uuo
* La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
** Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr


af:Vanadium ar:فانديوم bg:Ванадий ca:Vanadi co:Vanadiu cs:Vanad da:Vanadium de:Vanadium en:Vanadium eo:Vanado es:Vanadio et:Vanaadium fa:وانادیوم fi:Vanadiini fr:Vanadium gl:Vanadio (elemento) he:ונדיום hr:Vanadij hu:Vanádium id:Vanadium io:Vanadio is:Vanadín it:Vanadio ja:バナジウム jbo:jinmrvanadi ko:바나듐 ku:Vanadyûm la:Vanadium lb:Vanadium lt:Vanadis lv:Vanādijs nl:Vanadium nn:Vanadium no:Vanadium oc:Vanadi pl:Wanad pt:Vanádio sh:Vanadijum simple:Vanadium sk:Vanád sl:Vanadij sr:Ванадијум sv:Vanadin th:วาเนเดียม tr:Vanadyum ug:ۋانادىي uk:Ванадій uz:Vanadiy vi:Vanađi zh:钒



  1. Википедия Ванадий адрес
  2. Викисловарьадрес
  3. Викицитатникадрес
  4. Викиучебникадрес
  5. Викитекаадрес
  6. Викиновостиадрес
  7. Викиверситетадрес
  8. Викигидадрес

Выделить Ванадий и найти в:

  1. Вокруг света адрес
  2. Академик адрес
  3. Астронет адрес
  4. Элементы адрес
  5. Научная Россия адрес
  6. Кругосвет адрес
  7. Научная Сеть
  8. Традицияадрес
  9. Циклопедияадрес
  10. Викизнаниеадрес
  1. Google
  2. Bing
  3. Yahoo
  4. Яндекс
  5. Mail.ru
  6. Рамблер
  7. Нигма.РФ
  8. Спутник
  9. Google Scholar
  10. Апорт
  11. Онлайн-переводчик
  12. Архив Интернета
  13. Научно-популярные фильмы на Яндексе
  14. Документальные фильмы
  1. Список ru-вики
  2. Вики-сайты на русском языке
  3. Список крупных русскоязычных википроектов
  4. Каталог wiki-сайтов
  5. Русскоязычные wiki-проекты
  6. Викизнание:Каталог wiki-сайтов
  7. Научно-популярные сайты в Интернете
  8. Лучшие научные сайты на нашем портале
  9. Лучшие научно-популярные сайты
  10. Каталог научно-познавательных сайтов
  11. НАУКА В РУНЕТЕ: каталог научных и научно-популярных сайтов

  • Страница 0 - краткая статья
  • Страница 1 - энциклопедическая статья
  • Разное - на страницах: 2 , 3 , 4 , 5
  • Прошу вносить вашу информацию в «Ванадий 1», чтобы сохранить ее

Комментарии читателей:

Advertisement