الفاناديوم (عنصر كيميائي): تاريخ الاسم ، التركيب الذري ، التكافؤ. الفاناديوم - سمة من سمات عنصر كيميائي مع صورة ؛ دورها البيولوجي في جسم الإنسان. قائمة المصادر التي يحتوي عليها
تعريف
الفاناديومهو العنصر الثالث والعشرون من الجدول الدوري. التسمية - V من اللاتينية "فاناديوم". تقع في الفترة الرابعة ، مجموعة VB. يشير إلى المعادن. الشحنة النووية - 23.
تتوزع مركبات الفاناديوم على نطاق واسع في الطبيعة ، ولكنها مشتتة للغاية ولا تشكل أي تراكمات كبيرة ؛ يقدر المحتوى الكلي للفاناديوم في قشرة الأرض بحوالي 0.0015٪ (كتلة).
الفاناديوم النقي معدن فضي (الشكل 1) قابل للطرق بكثافة 5.96 جم / سم 3 ، يذوب عند درجة حرارة 1900 درجة مئوية ، مثل التيتانيوم ، تتدهور الخواص الميكانيكية للفاناديوم بشكل حاد إذا كان يحتوي على شوائب من الأكسجين والنيتروجين الهيدروجين.
أرز. 1. الفاناديوم. مظهر.
الوزن الذري والجزيئي للفاناديوم
الوزن الجزيئي النسبي للمادة (M r) هو رقم يوضح عدد المرات التي تكون فيها كتلة جزيء معين أكبر من 1/12 من كتلة ذرة الكربون ، والكتلة الذرية النسبية لعنصر (Ar r) هو عدد المرات التي يكون فيها متوسط كتلة ذرات عنصر كيميائي أكبر من 1/12 من كتلة ذرة كربون.
نظرًا لأنه في الحالة الحرة يوجد الكالسيوم في شكل جزيئات أحادية الذرة V ، فإن قيم كتلته الذرية والجزيئية هي نفسها. إنها تساوي 50.9962.
نظائر الفاناديوم
من المعروف أن الفاناديوم في الطبيعة يمكن أن يكون على شكل النظير المستقر الوحيد 51 فولت. العدد الكتلي هو 51 ، تحتوي النواة الذرية على 23 بروتونًا وثمانية وعشرين نيوترونًا.
هناك نظائر صناعية للفاناديوم بأعداد كتلتها من 40 إلى 65 ، وأكثرها استقرارًا هو 50 فولت مع نصف عمر 1.5 × 10 17 عامًا ، بالإضافة إلى خمسة نظائر نووية.
أيونات الفاناديوم
على مستوى الطاقة الخارجية لذرة الفاناديوم ، هناك خمسة إلكترونات تكافؤ:
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 2 4s 2.
نتيجة للتفاعل الكيميائي ، يتخلى الفاناديوم عن إلكترونات التكافؤ ، أي هو المتبرع بهم ، ويتحول إلى أيون موجب الشحنة:
V o -2e → V 2+ ؛
V o -3e → V 3+ ؛
V o -4e → V 4+ ؛
V o -5e → V 5+.
جزيء وذرة الفاناديوم
في الحالة الحرة ، يوجد الفاناديوم في شكل جزيئات أحادية الذرة V. فيما يلي بعض الخصائص التي تميز ذرة وجزيء الفاناديوم:
سبائك الفاناديوم
يستخدم الفاناديوم بشكل أساسي كمادة مضافة للفولاذ. يتميز الفولاذ الذي يحتوي على 0.1 - 0.3٪ من الفاناديوم فقط بالقوة العالية والمرونة وعدم الحساسية للصدمات والتأثيرات ، وهو أمر مهم بشكل خاص ، على سبيل المثال ، لمحاور السيارات التي تتعرض باستمرار للصدمات. كقاعدة عامة ، يتم إدخال الفاناديوم في الفولاذ مع عناصر صناعة السبائك الأخرى: الكروم والنيكل والتنغستن والموليبدينوم.
أمثلة على حل المشكلات
مثال 1
تعريف
على شكل مادة بسيطة الفاناديوممعدن رمادي حراري مع شعرية مكعبة محور الجسم. وهي تقع في الفترة الرابعة من المجموعة الخامسة من المجموعة الفرعية الثانوية (ب) من الجدول الدوري.
الكثافة - 6.11 جم / سم 3. نقاط الانصهار والغليان هي 1920 درجة مئوية و 3400 درجة مئوية على التوالي. تعتمد الخواص الفيزيائية والكيميائية للفاناديوم بشدة على نقاء المعدن. وبالتالي ، فإن المعدن النقي مرن ، في حين أن وجود الشوائب فيه يضعف إلى حد كبير ليونة المعدن ويزيد من صلابته. في ظل الظروف العادية ، يكون معدنًا مقاومًا كيميائيًا.
تكافؤ الفاناديوم في المركبات
يقع الفاناديوم في الفترة الرابعة في مجموعة VB من الجدول الدوري D. مندليف. الرقم التسلسلي هو 23. تحتوي نواة ذرة الفاناديوم على 23 بروتونًا و 27 نيوترونًا (الرقم الكتلي هو 50). توجد أربعة مستويات للطاقة في ذرة الفاناديوم ، والتي تحتوي على 23 إلكترونًا (الشكل 1).
أرز. 1. هياكل ذرة الفاناديوم.
الصيغة الإلكترونية لذرة الفاناديوم في الحالة الأرضية هي كما يلي:
1س 2 2س 2 2ص 6 3س 2 3ص 6 3د 3 4س 2 .
ومخطط الطاقة (المبني فقط للإلكترونات ذات مستوى الطاقة الخارجي ، والتي تسمى التكافؤ):
يشير وجود ثلاثة إلكترونات غير متزاوجة إلى أن الفاناديوم في مركباته يمكن أن يظهر التكافؤ III (V III 2 O 3 ، V III F 3 ، V III Cl 3).
يمكن لذرة الفاناديوم أن تنتقل إلى حالة الإثارة: إلكترونات المستوى الفرعي 4s غير متزاوجة ويحتل أحدها مدارًا شاغرًا من المستوى الفرعي ثلاثي الأبعاد:
يشير وجود خمسة إلكترونات غير متزاوجة إلى أن الفاناديوم يُظهر أيضًا التكافؤ V في مركباته (V V 2 O 5 ، V V F 5).
من المعروف أن الفاناديوم له تكافؤات II (V II O) و IV (V IV O 2 ، V IV Cl 4).
أمثلة على حل المشكلات
مثال 1
← الفاناديوم → الكروم
↓
ملحوظة
(الكتلة المولية)
(أول إلكترون)
تتمحور حول الجسم
قصة
الخواص الكيميائية
كيميائيا ، الفاناديوم خامل إلى حد ما. إنه مقاوم لمياه البحر والمحاليل المخففة من أحماض الهيدروكلوريك والنتريك والكبريتيك والقلويات.
مع الأكسجين ، يشكل الفاناديوم عدة أكاسيد: VO ، V 2 O 3 ، VO 2 ، V 2 O 5. البرتقالي V 2 O 5 هو أكسيد حمضي ، والأزرق الداكن VO 2 مذبذب ، وبقية أكاسيد الفاناديوم أساسية.
أكاسيد الفاناديوم التالية معروفة:
| اسم | معادلة | كثافة | درجة حرارة الانصهار | درجة حرارة الغليان | اللون |
|---|---|---|---|---|---|
| أكسيد الفاناديوم الثنائي | صوت | 5.76 جم / سم مكعب | ~ 1830 درجة مئوية | 3100 درجة مئوية | أسود |
| أكسيد الفاناديوم الثلاثي | الخامس 2 يا 3 | 4.87 جم / سم مكعب | 1967 درجة مئوية | 3000 درجة مئوية | أسود |
| أكسيد الفاناديوم (الرابع) | VO2 | 4.65 جم / سم مكعب | 1542 درجة مئوية | 2700 درجة مئوية | أزرق غامق |
| أكسيد الفاناديوم (الخامس) | الخامس 2 يا 5 | 3.357 جم / سم مكعب | 670 درجة مئوية | 2030 درجة مئوية | احمر اصفر |
يتم تحلل هاليدات الفاناديوم. مع الهالوجينات ، يشكل الفاناديوم هاليدات متطايرة إلى حد ما من التركيبات VX 2 (X = ، ، ،) ، VX 3 ، VX 4 (X = ، ،) ، VF 5 والعديد من الهاليدات (VOCl ، VOCl 2 ، VOF 3 ، إلخ.) .
مركبات الفاناديوم في حالات الأكسدة +2 و +3 هي عوامل اختزال قوية ، في حالات الأكسدة +5 تظهر خصائص العوامل المؤكسدة. معروف كربيد الفاناديوم المقاوم للحرارة VC (t pl = 2800 ° C) ، نيتريد الفاناديوم VN ، كبريتيد الفاناديوم V 2 S 5 ، سيليكات الفاناديوم V 3 Si ومركبات الفاناديوم الأخرى.
عندما يتفاعل V 2 O 5 مع الأكاسيد الأساسية ، يتلاشى- أملاح حمض الفانيديك من التركيبة المحتملة HVO 3.
طلب
80 % [ ] من جميع الفاناديوم المنتج يستخدم في السبائك ، خاصة للفولاذ المقاوم للصدأ والأدوات.
طاقة الهيدروجين الذرييستخدم كلوريد الفاناديوم في التحلل الكيميائي الحراري للماء في طاقة الهيدروجين النووي (دورة الفاناديوم - كلوريد "جنرال موتورز" ، الولايات المتحدة الأمريكية). في علم المعادن ، يُشار إلى الفاناديوم بالحرف F.
في إنتاج المعادن من حامض الكبريتيك
يتم استخدامه (بشكل فعال بشكل خاص مع الموليبدينوم والنيكل) كمادة مضافة في صناعة السبائك في إنتاج الصلب ، في إنتاج المعادن ثنائية المعدن.
صناعة السياراتيستخدم الفاناديوم في الأجزاء التي تتطلب قوة عالية جدًا ، مثل مكابس محرك السيارات. أشار الصناعي الأمريكي هنري فورد إلى الدور المهم للفاناديوم في صناعة السيارات. "لو لم يكن هناك فاناديوم ، لما كانت هناك سيارة". - قال فورد.
إلكترونياتيتم استخدام مادة تعتمد على الفاناديوم وثاني أكسيد التيتانيوم في إنشاء أجهزة الكمبيوتر والأجهزة الإلكترونية الأخرى.
انتاج البتروليستخدم فولاذ الفاناديوم في إنشاء منصات الحفر الغاطسة لحفر آبار النفط.
منتجات تذكارية
إنتاج
الدور والتأثير البيولوجي
الفاناديوم وكافة مركباته سامة. مركبات الفاناديوم خماسي التكافؤ هي الأكثر سمية. أكسيده (V) سام للغاية (سام عند تناوله واستنشاقه ، ويؤثر على الجهاز التنفسي). الجرعة المميتة المميتة من أكسيد الفاناديوم (V) للجرذان عن طريق الفم هي 10 مجم / كجم.
الفاناديوم ومركباته شديدة السمية للكائنات المائية (البيئة).
ثبت أن الفاناديوم يمكن أن يمنع تكوين الأحماض الدهنية ويمنع تكوين الكوليسترول. يثبط الفاناديوم عددًا من أنظمة الإنزيم [ ] ، يمنع الفسفرة وتخليق ATP ، ويقلل من مستوى الإنزيمات المساعدة A ويحفز نشاط أوكسيديز أحادي الأمين والفسفرة المؤكسدة. ومن المعروف أيضًا أنه في مرض انفصام الشخصية ، يزداد محتوى الفاناديوم في الدم بشكل كبير [ ] .
عادة ما يرتبط تناول الفاناديوم الزائد في الجسم بعوامل بيئية وإنتاجية. تحت التعرض الحاد للجرعات السامة من الفاناديوم ، يعاني العمال من تفاعلات التهابية موضعية للجلد والأغشية المخاطية للعينين والجهاز التنفسي العلوي وتراكم المخاط في القصبات والحويصلات الهوائية. هناك أيضًا تفاعلات حساسية جهازية مثل الربو والأكزيما. وكذلك قلة الكريات البيض وفقر الدم ، المصحوبة بانتهاكات للمعلمات البيوكيميائية الرئيسية للجسم.
عند إعطاء الفاناديوم للحيوانات (بجرعات 25-50 ميكروغرام / كغ) ، يلاحظ تأخر في النمو وإسهال وزيادة في معدل الوفيات.
في المجموع ، يحتوي جسم الشخص العادي (وزن الجسم 70 كجم) على 0.11 مجم من الفاناديوم. الجرعة السامة للإنسان 0.25 مجم والجرعة المميتة 2-4 مجم.
وصف وخصائص الفاناديوم
تم اكتشاف الفاناديوم في الأصل من قبل المكسيكي A.M. Del Rio في خامات بنية تحتوي على الرصاص ، والتي عند تسخينها تعطي لونًا ضارب إلى الحمرة.
لكن العنصر حصل على اعتراف رسمي فيما بعد ، عندما اكتشفه الكيميائي السويدي ، N.G. Sefstrem ، أثناء دراسته لخام الحديد من الرواسب المحلية ، وأطلق عليه اسم Vanadium ، بما يتوافق مع اسم Vanadis ، الذي كان يرتديه اليوناني القديم الهة الجمال.
في المظهر ، يشبه المعدن الصلب بلونه الرمادي الفضي. لكن هذا هو المكان الذي ينتهي فيه التشابه. هيكل الفاناديوم: شعرية مكعبة محورها الجسم مع المعلمات a = 3.024A و z = 2. الكثافة 6.11 جم / سم 3.
يذوب عند درجة حرارة 1920 درجة مئوية ، ويبدأ في الغليان عند 3400 درجة مئوية ، لكن التسخين في الهواء الطلق لدرجة حرارة تزيد عن 300 درجة مئوية يقلل من الخصائص البلاستيكية للمعدن ويجعله هشًا ، مع زيادة الصلابة. يساعد هيكل ذرة المعدن على فهم هذا السلوك.
عنصر الفاناديوم ،ذات العدد الذري 23 والكتلة الذرية 50.942 ، فهي تنتمي إلى المجموعة الخامسة من الفترة الرابعة من نظام D. وهذا يعني ذلك ذرة الفاناديوميتكون من 23 بروتونًا و 23 إلكترونًا و 28 نيوترونًا.
على الرغم من أنه عنصر من عناصر المجموعة الخامسة ، تكافؤ الفاناديوملا تساوي دائمًا 5. إنها 2 و 3. 4 و 5 بإشارة موجبة. يتم تفسير قيم التكافؤ المختلفة بطرق مختلفة لملء قذائف الإلكترون ، والتي تصل فيها إلى حالة مستقرة.
من المعروف أن القيمة الموجبة للتكافؤ تتحدد بعدد الإلكترونات التي تبرع بها ذرة عنصر كيميائي ، ويتم تحديد القيمة السالبة بعدد الإلكترونات المتصلة بمستوى الطاقة الخارجية لتكوين ثباتها. الصيغة الإلكترونية للفاناديوم- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 3.
يمكنه التبرع بسهولة بإلكترونين من المستوى الفرعي الرابع ، في حين أن حالة الأكسدة ترجع إلى المظهر الإيجابي ثنائي التكافؤ. لكن ذرة من هذا العنصر قادرة على التبرع بثلاثة إلكترونات أخرى من المدار الذي يسبق المستوى الثانوي الخارجي وتظهر حالة أكسدة قصوى تبلغ +5.
أكاسيد هذا العنصر ذات التكافؤ من 2 إلى 5 تختلف في مظهرها الكيميائي. أكاسيد VO و V 2 O 3 قاعدية ، VO 2 مذبذبة ، و V 2 O 5 حمضية.
يتميز المعدن النقي بلونه وبالتالي تتم معالجته بشكل جيد عن طريق الختم والضغط والدرفلة. يجب أن تتم المعالجة باللحام والقطع في بيئة خاملة ، حيث يتم فقدان اللدونة عند التسخين.
أثناء المعالجة ، لا يخضع المعدن عمليًا للتصلب ويمكنه تحمل الأحمال العالية أثناء تقليل البرودة دون تلدين وسيط. مقاوم للتآكل ولا يتغير تحت تأثير الماء بما في ذلك مياه البحر وكذلك المحاليل الضعيفة لبعض الأحماض والأملاح والقلويات.
رواسب واستخراج الفاناديوم
عنصر الفاناديوم الكيميائي، شائع جدًا في الصخور الأرضية ، ولكنه لا يحدث في شكله النقي ، حيث يكون موجودًا في المعادن في حالة تشتت. تراكماته في الصخور نادرة جدا. هذا معدن نادر. يصنف الخام الذي يحتوي على نسبة 1٪ من المواد النقية على أنه غني.
في الصناعة ، لا يتم إهمال الخامات التي تحتوي على 0.1٪ من عنصر ناقص. بتركيزات منخفضة يوجد في أكثر من أربعين معدن. هام للصناعة يمكن أن يطلق عليه roscoelite ، يسمى الفاناديوم الميكا ، والذي يحتوي على ما يصل إلى 29٪ خامس أكسيد V 2 O 5 ، كارنويت (ميكا اليورانيوم) يحتوي على 20٪ V 2 O 5 ، و vanadinite مع محتوى من 19٪ V 2 يا 5.
توجد رواسب كبيرة من الخامات المحتوية على معادن في أمريكا وجنوب إفريقيا وروسيا وفنلندا وأستراليا. يوجد رواسب كبيرة في جبال بيرو ، حيث يمثلها الراعي V 2 S 5 المحتوي على الكبريت. عندما يتم إطلاقه ، يتم تكوين مركز يحتوي على ما يصل إلى 30٪ V 2 O 5.
تم العثور على المعدن في قيرغيزستان وكازاخستان. يعد حقل Kyzylorda الشهير واحدًا من أكبر الحقول. في روسيا ، يتم استخراجها بشكل رئيسي في إقليم كراسنودار (رواسب كيرتش) وفي جبال الأورال (ترسبات جوسيفوغورسك من التيتانيوم المغنطيسي).
تعتمد تقنية استخلاص المعادن على متطلبات نقاوتها ومجال استخدامها. الطرق الرئيسية المستخدمة في تكنولوجيا إنتاجها هي اليوديد ، الكالسيثيرمال ، الألمنيوم الحراري ، الكربون الحراري في الفراغ ، الكلوريد.
تعتمد تقنية طريقة اليوديد على التفكك الحراري لليوديد. من الشائع الحصول على معدن عن طريق تقليل V 2 O 5 بالطريقة الحرارية باستخدام الكالسيوم أو الألومنيوم.
في هذه الحالة ، يحدث التفاعل وفقًا للصيغة: V 2 O 5 + 5Ca \ u003d 2V + 5CaC + 1460 kJ مع إطلاق الحرارة ، وهو ما يكفي لإذابة V الناتج ، مما يسمح له بالتجفيف والتجمع في مادة صلبة شكل. يصل نقاء المعدن الذي تم الحصول عليه بهذه الطريقة إلى 99.5٪.
الطريقة الحديثة لاستخراج V هي تقليل الأكاسيد في ظروف الفراغ بالكربون عند درجات حرارة من 1250 درجة مئوية إلى 1700 درجة مئوية. تتكون طريقة استخلاص الكلوريد في اختزال VCl 3 بالمغنيسيوم السائل.
تطبيق الفاناديوم
أحد التطبيقات الرئيسية للمعدن الموجود كمادة مضافة لصناعة السبائك - ferrovanadium لتحسين جودة الفولاذ. تزيد إضافة الفاناديوم من معايير قوة الفولاذ ، فضلاً عن متانته ومقاومته للتآكل وخصائص أخرى.
في هذه الحالة ، تؤدي المادة المضافة وظيفة كل من مزيل الأكسدة ومكون مكون الكربيد. يتم توزيع الكربيدات بالتساوي في السبيكة ، مما يمنع النمو الهيكلي لحبيبات الصلب عند تسخينها. كما يعمل الحديد الزهر المخلوط بالفاناديوم على تحسين جودته.
يستخدم الفاناديوملتحسين سبائك التيتانيوم. يوجد تيتانيوم يحتوي على ما يصل إلى 13٪ من مضافات السبائك هذه. يوجد الفاناديوم أيضًا في سبائك النيوبيوم والتنتالوم والكروم المستخدمة في صناعة الطيران ، وكذلك الألمنيوم والتيتانيوم ومواد أخرى في صناعة الطيران والصواريخ.
إن تفرد العنصر يجعل من الممكن استخدامه في الصناعة النووية في إنتاج أنابيب القناة لقضبان الوقود لمحطات الطاقة النووية ، لأنه ، مثل الزركونيوم ، له خاصية التقاط عرضي صغير للنيوترونات الحرارية ، وهو أمر مهم في التفاعلات النووية. في تكنولوجيا الهيدروجين الذري ، يستخدم كلوريد الفاناديوم للتفاعل الكيميائي الحراري مع الماء.
يستخدم الفاناديوم في الصناعات الكيميائية والزراعية والأدوية وإنتاج الزجاج وصناعة النسيج وصناعة الطلاء والورنيش وتصنيع البطاريات. يد سبيكة والأدوات المستخدمة على نطاق واسع الكروم الفاناديوم،تتميز بمتانتها.
تعتبر الإلكترونيات من أحدث المجالات. مادة مثيرة للاهتمام وواعدة بشكل خاص هي المواد التي تعتمد على ثاني أكسيد. التيتانيوم والفاناديوم. متصلين بطريقة معينة ، فهم ينشئون نظامًا لديه القدرة على زيادة ذاكرة وسرعة أجهزة الكمبيوتر والأجهزة الإلكترونية الأخرى بشكل كبير.
سعر الفاناديوم
كمادة خام منتهية يتم تحرير الفاناديومعلى شكل قضبان ودوائر وأكاسيد. في مجموعة متنوعة من العديد من الشركات العاملة في إنتاج هذا المعدن المقاوم للحرارة ، يتم تقديم سبائك من مختلف الدرجات. يعتمد السعر إلى حد كبير على الغرض ونقاء المعدن وطريقة الإنتاج بالإضافة إلى نوع المنتج.
على سبيل المثال ، تبيع شركة Ekaterinburg NPK "Special Metallurgy" السبائك بسعر 7 آلاف لكل كيلوغرام - بسعر يتراوح بين 440 إلى 500 ألف طن للطن ، سبائك ماركة VNM-1 بسعر 500 ألف للطن. قد يتغير السعر أيضًا اعتمادًا على ظروف السوق والطلب على المنتجات.
الفاناديوم
فاناديوم-أنا؛ م.[خطوط الطول. الفاناديوم من نورد.] عنصر كيميائي (V) ، معدن صلب رمادي فاتح يستخدم لصنع درجات قيمة من الفولاذ. ● سميت على اسم إلهة الجمال الإسكندنافية فاناديس بسبب اللون الجميل لأملاحها.
◁ الفاناديوم ، ال ، ال. خامس عشر خامات. الفولاذ الخامس.
الفاناديوم(اللات. الفاناديوم) ، عنصر كيميائي من المجموعة الخامسة من النظام الدوري. يأتي الاسم من إلهة الجمال الإسكندنافية القديمة فاناديس. معدن صلب رمادي. الكثافة 6.11 جم / سم 3 ، ررر 1920 درجة مئوية. مقاومة للماء والعديد من الأحماض. منتشر في قشرة الأرض ، وغالبًا ما يكون مصحوبًا بالحديد (تعتبر خامات الحديد مصدرًا صناعيًا مهمًا للفاناديوم). مكون من مكونات سبائك الفولاذ الإنشائي والسبائك المستخدمة في تكنولوجيا الطيران والفضاء ، وبناء السفن البحرية ، وهو أحد مكونات السبائك فائقة التوصيل. تستخدم مركبات الفاناديوم في صناعات النسيج والطلاء والورنيش والزجاج.
فاناديومفاناديوم (لات. فاناديوم) ، V (بعبارة "فاناديوم") ، عنصر كيميائي برقم ذري 23 ، كتلته الذرية 50.9415. الفاناديوم الطبيعي هو خليط من نويدات (سم.نوكليد): ثابت 51 فولت (99.76٪ بالكتلة) ومشع ضعيف 52 فولت (نصف عمر أكثر من 3.9 10 17 سنة). تكوين طبقتين من الإلكترون الخارجيين 3 س 2
ص 6
د 3
4س 2
. في نظام مندليف الدوري ، يقع في الفترة الرابعة في المجموعة VB. يشكل الفاناديوم مركبات في حالات الأكسدة من +2 إلى +5 (التكافؤات من II إلى V).
نصف قطر ذرة الفاناديوم المحايدة هو 0.134 نانومتر ، نصف قطر الأيونات V 2+ هو 0.093 نانومتر ، V 3+ 0.078 نانومتر ، V 4+ 0.067-0.086 نانومتر ، V 5+ هو 0.050-0.068 نانومتر. طاقات التأين المتتالية لذرة الفاناديوم هي 6.74 و 14.65 و 29.31 و 48.6 و 65.2 فولت. على مقياس بولينج ، تبلغ كهرسلبية الفاناديوم 1.63.
في شكل حر - معدن فضي لامع.
تاريخ الاكتشاف
تم اكتشاف الفاناديوم في عام 1801 من قبل عالم المعادن المكسيكي إيه إم ديل ريو كمزيج من خام الرصاص من منجم في زيمابان. أطلق Del Rio على العنصر الجديد erythronium (من الإريثروس اليوناني ، الأحمر) بسبب اللون الأحمر لمركباته. ومع ذلك ، قرر لاحقًا أنه لم يكتشف عنصرًا جديدًا ، بل مجموعة متنوعة من الكروم ، تم اكتشافها قبل أربع سنوات وما زالت غير مستكشفة تقريبًا. في عام 1830 ، تناول الكيميائي الألماني ف. ويهلر المعدن المكسيكي. (سم.ويهلر فريدريش)ومع ذلك ، بعد أن تسمم بفلوريد الهيدروجين ، توقف عن البحث لعدة أشهر. في نفس العام ، قام الكيميائي السويدي ن. سيفستروم (سم.سيفسترم نيلز جابرييل)لفت الانتباه إلى وجود شوائب في خام الحديد ، والتي تبين ، إلى جانب العناصر المعروفة ، وجود بعض المواد الجديدة. نتيجة التحليل في مختبر J. Berzelius (سم.بيرسيليوس ينس جاكوب)تم إثبات اكتشاف عنصر جديد. يشكل هذا العنصر مركبات ذات ألوان جميلة ، ومن هنا جاء اسم العنصر المرتبط باسم إلهة الجمال الاسكندنافية فاناديس. في عام 1831 ، أثبت Wöhler هوية الإريثرونيوم والفاناديوم ، لكن العنصر احتفظ بالاسم الذي أطلقه عليه Sefstrom و Berzelius.
التواجد في الطبيعة
في الطبيعة ، لا يوجد الفاناديوم في شكل حر ، إنه ينتمي إلى العناصر النزرة. (سم.أثر العناصر). محتوى الفاناديوم في قشرة الأرض هو 1.6 10 -2٪ بالوزن ، في مياه المحيطات 3.10 -7٪. أهم المعادن هي Patronite V (S 2) 2 و vanadinite Pb 5 (VO 4) 3 Cl وبعض المعادن الأخرى. المصدر الرئيسي للفاناديوم هو خامات الحديد التي تحتوي على الفاناديوم كشوائب.
إيصال
في الصناعة ، عندما يتم الحصول على الفاناديوم من خامات الحديد مع مزجه ، يتم أولاً تحضير المركز ، حيث يصل محتوى الفاناديوم إلى 8-16٪. علاوة على ذلك ، عن طريق المعالجة المؤكسدة ، يتم نقل الفاناديوم إلى أعلى حالة أكسدة تبلغ +5 ويتم فصل فانات الصوديوم القابل للذوبان في الماء بسهولة NaVO 3. عندما يتم تحمض المحلول بحمض الكبريتيك ، يتشكل راسب يحتوي ، بعد التجفيف ، على أكثر من 90 ٪ من الفاناديوم.
يتم تقليل التركيز الأساسي في أفران الصهر ويتم الحصول على تركيز الفاناديوم ، والذي يستخدم بعد ذلك في صهر سبيكة من الفاناديوم والحديد - ما يسمى بالفيروفاناديوم (يحتوي على 35 إلى 70٪ فاناديوم). يمكن تحضير معدن الفاناديوم عن طريق اختزال كلوريد الفاناديوم بالهيدروجين ، والاختزال الحراري للكالسيوم لأكاسيد الفاناديوم (V 2 O 5 أو V 2 O 3) ، والتفكك الحراري لـ VI 2 وطرق أخرى.
الخصائص الفيزيائية والكيميائية
الفاناديوم مشابه في المظهر للصلب ، إنه صعب للغاية ، لكن في نفس الوقت معدن مطيل. نقطة الانصهار 1920 درجة مئوية ، نقطة الغليان حوالي 3400 درجة مئوية ، الكثافة 6.11 جم / سم 3. الشبكة البلورية متمركزة حول الجسم ، المعلمة a = 0.3024 نانومتر.
كيميائيا ، الفاناديوم خامل إلى حد ما. إنه مقاوم لمياه البحر والمحاليل المخففة من أحماض الهيدروكلوريك والنتريك والكبريتيك والقلويات. يشكل الفاناديوم عدة أكاسيد مع الأكسجين: VO، V 2 O 3، V 3 O 5، VO 2، V 2 O 5. البرتقالي V 2 O 5 هو أكسيد حمضي ، والأزرق الداكن VO 2 مذبذب ، وبقية أكاسيد الفاناديوم أساسية. مع الهالوجينات ، يشكل الفاناديوم هاليدات التراكيب VX 2 (X = F ، Cl ، Br ، I) ، VX 3 ، VX 4 (X = F ، Cl ، Br) ، VF 5 والعديد من الهاليدات (VOCl ، VOCl 2 ، VOF 3 ، إلخ.).
مركبات الفاناديوم في حالات الأكسدة +2 و +3 هي عوامل اختزال قوية ، في حالات الأكسدة +5 تظهر خصائص العوامل المؤكسدة. معروف كربيد الفاناديوم المقاوم للحرارة VC (t pl = 2800 ° C) ، نيتريد الفاناديوم VN ، كبريتيد الفاناديوم V 2 S 5 ، سيليكات الفاناديوم V 3 Si ومركبات الفاناديوم الأخرى.
عندما يتفاعل V 2 O 5 مع الأكاسيد الأساسية ، تتشكل الفانات (سم. VANADATES)- أملاح حمض الفانيديك من التركيبة المحتملة H 2.
طلب
يستخدم الفاناديوم بشكل أساسي كمادة مضافة لصناعة السبائك في إنتاج سبائك مقاومة للتآكل ومقاومة للحرارة ومقاومة للتآكل (خاصة الفولاذ الخاص) ، كمكون في إنتاج المغناطيس. يعمل أكسيد الفاناديوم V 2 O 5 كمحفز فعال ، على سبيل المثال ، في أكسدة ثاني أكسيد الكبريت SO 2 إلى غاز الكبريت SO 3 في إنتاج حامض الكبريتيك. تجد مركبات الفاناديوم مجموعة متنوعة من التطبيقات في مختلف الصناعات (النسيج ، والزجاج ، والطلاء ، والورنيش ، إلخ).
الدور البيولوجي
يوجد الفاناديوم باستمرار في أنسجة جميع الكائنات الحية بكميات ضئيلة. في النباتات ، محتواها (0.1-0.2٪) أعلى بكثير من الحيوانات (1 10 -5 -1 10 -4٪). بعض الكائنات البحرية - البريوزوان ، الرخويات ، وخاصة الأسكيديين - قادرة على تركيز الفاناديوم بكميات كبيرة (في الزقدين ، يوجد الفاناديوم في بلازما الدم أو الخلايا الخاصة - الفانادوسيتيس). على ما يبدو ، يشارك الفاناديوم في بعض عمليات الأكسدة في الأنسجة. تحتوي الأنسجة العضلية البشرية على 2 10 - 6٪ فاناديوم ، وأنسجة عظمية - 0.35 10 - 6٪ ، في الدم - أقل من 2 - 10 - 4٪ مجم / لتر. في المجموع ، يحتوي جسم الشخص العادي (وزن الجسم 70 كجم) على 0.11 مجم من الفاناديوم. الفاناديوم ومركباته سامة. الجرعة السامة للإنسان 0.25 مجم والجرعة المميتة 2-4 مجم. بالنسبة لـ V 2 O 5 MPC في الهواء هو 0.1-0.5 مجم / م 3.
قاموس موسوعي. 2009 .
المرادفات:شاهد ما هو "الفاناديوم" في القواميس الأخرى:
- (لات. فاناديوم). معدن هش ، أبيض ، اكتشف عام 1830 وسمي على اسم الإله الاسكندنافي الفاناديوم. قاموس الكلمات الأجنبية المدرجة في اللغة الروسية. Chudinov A.N. ، 1910. VANADIUM lat. الفاناديوم ، فاناديا ، ... ... قاموس الكلمات الأجنبية للغة الروسية
- (القيمة الكيميائية V ، الوزن الذري 51) عنصر كيميائي مشابه لمركبات الفوسفور والنيتروجين. غالبًا ما تلتقي وصلات V. ، وإن كانت بكميات صغيرة جدًا ، في خامات الحديد وبعض الطين ؛ في معالجة خامات الحديد الفانيدي ، الجزء الخامس ... ... موسوعة بروكهاوس وإيفرون
قاموس فاناد من المرادفات الروسية. الفاناديوم n. ، عدد المرادفات: 2 فاناديوم (1) عنصر ... قاموس مرادف
فاناديوم- فاناديوم ، كيمياء. تسجيل V ، في. في. 51.0 ، معدن صلب مرن صلب ، درجة انصهار 1715 ° ، sp. الوزن 5.688. اتصالات V. موزعة على نطاق واسع في الطبيعة. وهذه المركبات هي سموم لا تقل شدتها عن تلك الموجودة في الزرنيخ. يملكون…… موسوعة طبية كبيرة
- (الفاناديوم) ، V ، عنصر كيميائي من المجموعة V من النظام الدوري ، العدد الذري 23 ، الكتلة الذرية 50.9415 ؛ معدن ، MP 1920shC. تستخدم لسبائك الفولاذ والحديد الزهر ، كعنصر من مكونات السبائك المقاومة للحرارة والصلبة والمقاومة للتآكل ، مثل ... الموسوعة الحديثة
- (لات. فاناديوم) V ، عنصر كيميائي للمجموعة V من النظام الدوري ، العدد الذري 23 ، الكتلة الذرية 50.9415. يأتي الاسم من إلهة الجمال الإسكندنافية القديمة فاناديس. معدن صلب رمادي. الكثافة 6.11 جم / سم و sup3 ، MP 1920 -C.… ... قاموس موسوعي كبير
- (الرمز V) ، عنصر الانتقال ، اكتشف عام 1801. معدن أبيض فضي ، مرن ، لزج. توجد في خامات الحديد والرصاص واليورانيوم وكذلك في الفحم والنفط. يستخدم في سبائك الصلب لزيادة القوة ومقاومة الحرارة .... ... القاموس الموسوعي العلمي والتقني الموسوعة الفيزيائية
الفاناديوم- V عنصر المجموعة V الدورية. الأنظمة. في. ن. 23 ، في. م .50.942 ؛ معدن رمادي الصلب. يتكون Natural V من نظيرين: 51V (99.75٪) و 50V (0.25٪). تم اكتشاف V في عام 1801 بواسطة Mex. عالم المعادن A. M. del Rio. في الحفلة الراقصة. المقياس الخامس ... ... دليل المترجم الفني
كيف تبدأ كمدرس؟
تعلم اللغة الإنجليزية عن بعد
الأفعال الإنجليزية المنتظمة وغير المنتظمة