vanádium / V
(ferrovanádium)

Név: az északi mitológiai egy istennőjéről nevezték el

Rendszám: a periódusos rendszer 23. eleme

Felfedezés: Selfström fedezte fel 1830-ban, ö nevezte el.

Relatív atomtömeg: 50,942

Izotópok:
A természetben két izotóp keveréke 50V (0.24%) és 51V (99.76%).
Az 50-es tömegszámú izotóp kissé radioaktív, felezési ideje nagyobb mint 3,9x 10¹⁷ év.
Kilenc további radioaktív izotópja ismert..

Elektronkonfiguráció: [Ar](3d)3(4s)2

Fizikai tulajdonságok:
Szürkés, fémfényű, kemény fém.
Olvadáspontja magas, 1890°C
Sűrűsége 6,1 g/cm³.
Már kevés hidrogén, szén vagy nitrogén erősen módosítja tulajdonságait.

Kémiai tulajdonságok:
A vanádiumcsoport első eleme.
Halogénekkel könnyen vegyül.
Levegőn közönséges hőmérsékleten nem változik, magas hőmérsékleten oxidálódik.
Nitrogénáramban hevítve nitridet ad, szénnel karbidot.
Forró tömény kénsav, hidrogén-fluorid és forró tömény foszforsav oldja.
Alkáli-hidroxidok nem támadják meg.
Kettő, három vagy négy vegyértékű ionjai csökkenő mértékben pozitívak;
az öt vegyértékű vanádium kifejezetten negatív.
A két vegyértékű vanádium igen erősen redukáló hatású, vízből hidrogént fejleszt.
Savai csak oldatban léteznek, illetve sóik ismertek.
Vegyületeinek száma igen nagy.

Előfordulás:
A ritkafémek közé tartozik. Legfontosabb érce a patronit (VS₂). Lényeges mennyiségű vanádiumot tartalmaz a carnotizt (KUO₂VO₄.4 H₂O), továbbá a roscoelit, amely vanádiumcsillám, a desclozit [(Pb,Zn)₂OHVO₄], és a vanadinit (a képen) [Pb₅(VO₄)₃Cl].
A kőolaj és a bitumen mindíg tartalmaz vanádiumot, az utóbbiban akár a 0,9 %-ot is elérheti.
Agyagokban és bauxitban, illetve bizonyos vasércekben is előfordul kis mennyiségben.

Előállítás:
Az ércet először dúsítják, majd nátrium-kloriddal keverve 850°C-on pörkölik és a terméket szóda oldattal kezelik. így vörös nátrium-polivanadátot kapnak. Ezt vörösizzáson Na₂V₆O₁₅ képletű nátrium-pirovanadáttá alakítják át, amely már ferrovanádiummá (ferroötvözet) redukálható. A vanádium-pentoxid redukciója a következő:
V₂O₅ + 5 Ca = 2 V + 5 CaO
Ferrovanádiumot vanádium-pentoxidból vagy nátrium-pirovanadátból állítanak elő vassal keverve, majd ferroszilíciummal vagy szénnel elektromos kemencében izzítva.

Felhasználás:
A fémet, rendszerint krómmal együtt, elsősorban az acélgyártásban használják. (A képen krómmal és vanádiummal ötvözött acél szerszámok.)
Kemény, szívós tulajdonsága miatt fogaskerékgyártásban és az autógyártásban alkalmazzák.
Vegyületei katalizátorként is használatosak, pl. a kénsavgyártásnál.
Pentoxidját a kerámia gyártásban alkalmazzák.
Szupravezető mágnes előállítására is használják.

Biológia:
A legújabb kutatások szerint a vanádium biológiai rendszerek létfontosságú eleme.
Igazolták inzulin-szerű hatását, diabeteszes állapotokban csökkenti a kórosan magas vércukorszintet.
A vanádium és vegyületei egyébként mérgezőek, óvatosan kezelendők.
A levegőben megengedett maximális vanádium-pentoxid por koncentráció kb. 0,05 %.

Felhasznált irodalom