Vanadium
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| Vanadium | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
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23 V | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Apparence | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
bleu-gris argent m??tal  | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Propri??t??s g??n??rales | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Nom, symbole, nombre | vanadium, V, 23 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Prononciation | / v ə n eɪ r?? Je ə m / və- NAY -dee-əm | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Cat??gorie Metallic | m??tal de transition | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Groupe, p??riode, bloc | 5, 4, r?? | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Poids atomique standard | 50,9415 (1) | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Configuration ??lectronique | [ Ar ] 3d 3 4s 2 2, 8, 11, 2  | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Histoire | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
| D??couverte | Andr??s Manuel del R??o (1801) | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Premier isolement | Nils Gabriel Sefstr??m (1830) | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Nomm?? par | Nils Gabriel Sefstr??m (1830) | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Propri??t??s physiques | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Phase | solide | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Densit?? (?? proximit?? rt) | 6,0 g ?? cm -3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Liquid densit?? au mp | 5,5 g ?? cm -3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Point de fusion | 2183 K , 1910 ?? C, 3470 ?? F | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Point d'??bullition | 3680 K, 3407 ?? C, 6165 ?? F | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| La chaleur de fusion | 21,5 kJ ?? mol -1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Chaleur de vaporisation | 459 kJ ?? mol -1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Capacit?? thermique molaire | 24,89 J ?? mol -1 .K -1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| La pression de vapeur | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Propri??t??s atomiques | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ??tats d'oxydation | 5, 4, 3, 2, 1, -1 ( l'oxyde amphot??re) | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| ??lectron??gativit?? | 1,63 (??chelle de Pauling) | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| ??nergies d'ionisation ( plus) | 1e: 650,9 kJ ?? mol -1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| 2??me: 1414 kJ ?? mol -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 3??me: 2830 kJ ?? mol -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Rayon atomique | 134 h | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Rayon covalente | 153 ?? 20 heures | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Miscellan??es | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Crystal structure | cubique centr??  | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Ordre magn??tique | paramagn??tique | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| R??sistivit?? ??lectrique | (20 ?? C) 197 nΩ ?? m | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Conductivit?? thermique | 30,7 W ?? m -1 ?? K -1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Dilatation thermique | (25 ?? C) de 8,4 um ?? m -1 ?? K -1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Vitesse du son (tige mince) | (20 ?? C) 4,560 m ?? s -1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Le module d'Young | 128 GPa | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Module de cisaillement | 47 GPa | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Module Bulk | 160 GPa | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Coefficient de Poisson | 0,37 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Duret?? Mohs | 6,7 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Num??ro de registre CAS | 7440-62-2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| La plupart des isotopes stables | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Article d??taill??: Isotopes de vanadium | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Le vanadium est un ??l??ment chimique avec le symbole V et le num??ro atomique 23. Ce est un dur, gris argent??, et ductile mall??able m??tal de transition . L'??l??ment ne se trouve que sous forme combin??e chimiquement dans la nature, mais une fois isol?? artificiellement, la formation d'une couche d'oxyde stabilise le m??tal libre un peu contre l'oxydation. Andr??s Manuel del R??o d??couvert compos??s de vanadium en 1801 par l'analyse d'un nouveau min??ral du plomb qu'il a appel?? "fil brun," et pr??sum?? ses qualit??s ??taient dus ?? la pr??sence d'un nouvel ??l??ment, qu'il nomma Erythronium (grec pour ??rouge??) puisque, lors du chauffage, la plupart de ses sels revenaient de leur couleur initiale au rouge. Quatre ans plus tard, cependant, il a ??t?? convaincu par d'autres scientifiques que Erythronium ??tait identique au chrome. Chlorures de vanadium ont ??t?? g??n??r??s en 1830 par Nils Gabriel Sefstr??m qui de ce fait se est av??r?? qu'un nouvel ??l??ment a ??t?? impliqu??, qu'il nomma "vanadium" apr??s la D??esse germanique de la beaut?? et de la fertilit??, VANADIS ( Freyja). Les deux noms ont ??t?? attribu??s ?? la large gamme de couleurs trouv??es dans les compos??s de vanadium. Min??rale plomb de Del Rio a ??t?? rebaptis??e plus tard Vanadinite pour sa teneur en vanadium. Bien que Berzelius a pr??tendu avoir isol?? premi??re vanadium dans les ann??es 1830, en 1867 Henry Enfield Roscoe a montr?? qu'il ne avait obtenu que l'oxyde, et enfin en 1869 Roscoe d??montr?? une m??thode pour obtenir l'??l??ment pur.
Vanadium se produit naturellement dans environ 65 diff??rents min??raux et combustibles fossiles d??p??ts. Elle est produite en Chine et la Russie de fonderie d'acier laitier; autres pays produisent ce soit ?? partir de la poussi??re de fum??e de l'huile lourde, ou en tant que sous-produit de l'extraction d'uranium. Il est principalement utilis?? pour produire de l'acier de sp??cialit?? alliages tels que aciers ?? outils ?? haute vitesse. Le compos?? de vanadium industriel le plus important, le pentoxyde de vanadium est utilis?? en tant que catalyseur pour la production d' acide sulfurique .
De grandes quantit??s d'ions vanadium se trouvent dans quelques organismes, peut-??tre comme une toxine. L'oxyde et quelques autres sels de vanadium ont une toxicit?? mod??r??e. En particulier, dans l'oc??an, le vanadium est utilis?? par certaines formes de vie comme un centre actif d'enzymes, tels que la vanadium bromoperoxydase de certaines algues de l'oc??an. Le vanadium est probablement une micronutriments chez les mammif??res, y compris les humains, mais son r??le pr??cis ?? cet ??gard est inconnue.
Histoire
Le vanadium est ?? l'origine d??couverte par Andr??s Manuel del R??o, min??ralogiste mexicain d'origine espagnole, en 1801. Del R??o extrait l'??l??ment ?? partir d'un ??chantillon de minerai mexicaine "de fil brun", nomm?? plus tard vanadinite. Il a constat?? que ses sels pr??sentent une grande vari??t?? de couleurs, et en cons??quence il a nomm?? l'panchromium ??l??ment (en grec: παγχρώμιο "toutes les couleurs"). Plus tard, Del R??o rebaptis?? Erythronium ??l??ment (en grec: ερυθρός "rouge") comme la plupart de ses sels vir?? au rouge lors du chauffage. En 1805, le chimiste fran??ais Hippolyte Victor Collet-Descotils, soutenu par l'ami de Baron del R??o Alexander von Humboldt, ?? tort d??clar?? que nouvel ??l??ment de del R??o ne ??tait qu'un ??chantillon impur de chrome . Del R??o accept?? la d??claration de Collet-Descotils et r??tract?? sa demande.
En 1831, le chimiste su??dois Nils Gabriel Sefstr??m red??couvert l'??l??ment dans une nouvelle oxyde il a trouv?? tout en travaillant avec minerais de fer. Plus tard cette m??me ann??e, Friedrich W??hler a confirm?? les travaux ant??rieurs de del R??o. Sefstr??m choisi un nom commen??ant par V, qui ne avait pas encore ??t?? attribu??e ?? ne importe quel ??l??ment. Il a appel?? l'??l??ment vanadium apr??s Vieux norrois VANADIS (autre nom pour le Norse Vanr d??esse Freyja, dont les facettes inclure des connexions ?? la beaut?? et de la fertilit??), en raison des nombreux magnifiquement color??s compos??s chimiques qu'elle produit. En 1831, le g??ologue George William Featherstonhaugh sugg??r?? que le vanadium devrait ??tre rebaptis?? "rionium" apr??s del R??o, mais cette suggestion n'a pas ??t?? suivie.
L'isolement du vanadium m??tallique se est av??r?? difficile. En 1831, Berzelius a rapport?? la production du m??tal, mais Henry Enfield Roscoe montr?? que Berzelius avait en effet produit le nitrure, nitrure de vanadium (VN). Roscoe finalement produit le m??tal en 1867 par la r??duction des vanadium (II) chlorure, VCl 2, avec hydrog??ne . En 1927, le vanadium pur a ??t?? produite par la r??duction du pentoxyde de vanadium avec le calcium . La premi??re utilisation industrielle ?? grande ??chelle de vanadium dans les aciers a ??t?? trouv??e dans le ch??ssis de la Ford Model T, inspir??e par les voitures de course fran??ais. Vanadium a permis de r??duire le poids tout en augmentant simultan??ment r??sistance ?? la traction.
Caract??ristiques
Le vanadium est un dur, ductile, gris argent?? m??tallique. Certaines sources d??crivent vanadium comme "soft", peut-??tre parce que ce est ductile, mall??able et pas fragile. Le vanadium est plus difficile que la plupart des m??taux et aciers (voir Duret??s des ??l??ments (page de donn??es) et fer ). Il a une bonne r??sistance ?? la corrosion et il est stable par rapport ?? alcalis, sulfurique et chlorhydrique acides. C'est oxyd?? dans l'air ?? environ 933 K (660 ?? C, 1220 ?? F), bien que se forme une couche d'oxyde, m??me ?? temp??rature ambiante.
Isotopes
Naturellement vanadium survenant est compos?? d'un stable isotope 51 V et une isotope radioactif 50 V. Ce dernier a une demi-vie de 1,5 ?? 10 17 ann??es et une abondance naturelle 0,25%. 51 V a une 2.7 de spin nucl??aire qui est utile pour la spectroscopie RMN . 24 artificielle des radio-isotopes ont ??t?? caract??ris??s, allant dans un nombre de masse de 40 ?? 65. La plupart de ces isotopes stables sont 49 V avec une demi-vie de 330 jours, et 48 V avec une demi-vie de 16,0 jours. Tout le reste isotopes radioactifs ont une demi-vie plus courte d'une heure, dont la plupart sont en dessous de 10 secondes. Au moins quatre isotopes ont ??tats excit??s m??tastables. capture d'??lectrons est le principal mode de d??sint??gration des isotopes plus l??ger que le 51 V. Pour les plus lourds, le mode le plus commun est d??sint??gration b??ta. Les r??actions de capture d'??lectrons conduisent ?? la formation de l'??l??ment 22 ( titane ) isotopes, tandis que pour la d??sint??gration b??ta, il conduit ?? 24 ??l??ments ( chrome ) isotopes.
Chimie et compos??s
La chimie du vanadium est remarquable pour l'accessibilit?? des quatre adjacentes ??tats d'oxydation 2-5. En solution aqueuse les couleurs sont V lilas 2+ (aq), vert V 3+ (aq), VO bleu 2+ (aq) et, ?? un pH ??lev??, VO jaune 4 2-. Vanadium (II) compos??s sont des agents r??ducteurs, et le vanadium (V) compos??s sont des agents oxydants. Vanadium (IV) compos??s existe souvent que d??riv??s de vanadyle qui contiennent le centre de la VO.
vanadate d'ammonium (V) (NH 4 VO 3) peut ??tre successivement r??duit avec ??l??mentaire zinc pour obtenir les diff??rentes couleurs du vanadium dans ces quatre ??tats d'oxydation. ??tats d'oxydation inf??rieurs se produisent dans des compos??s tels que V (CO) 6, [V (CO) 6] - et les d??riv??s substitu??s.
Le Batterie redox vanadium utilise tous les quatre ??tats d'oxydation; une ??lectrode utilise le + 5 / + 4 couple et l'autre utilise le couple + 3 / + 2. La conversion de ces ??tats d'oxydation est illustr??e par la r??duction d'une solution fortement acide d'un compos?? de vanadium (V) avec de la poussi??re de zinc ou d'amalgame. La caract??ristique de couleur jaune initiale de l'ion pervanadyl [VO 2 (H 2 O) 4] + est remplac?? par la couleur bleue de [VO (H 2 O) 5] 2+, suivie par la couleur verte de [V (H 2 O) 6] 3+, puis la couleur violette cause de [V (H 2 O) 6] 2+.
Le compos?? le plus important dans le commerce est le pentoxyde de vanadium, qui est utilis?? en tant que catalyseur pour la production d'acide sulfurique. Ce compos?? se oxyde le dioxyde de soufre (SO 2) ?? la trioxyde (SO 3). Dans ce r??action d'oxydor??duction, le soufre est oxyd?? 4-6, et le vanadium est r??duit de 5 ?? 3:
- V 2 O 5 + 2 SO 2 → V 2 O 3 + 2 SO 3
Le catalyseur est r??g??n??r?? par oxydation avec de l'air:
- V 2 O 3 + O 2 → V 2 O 5
Oxy-anions et cations
La chimie de l'oxyanion de vanadium (V) est complexe: le diagramme de pr??dominance pour vanadates en solution aqueuse montre au moins 11 esp??ces ?? ??tre pr??dominant dans des conditions sp??cifi??es de pH et de la concentration. L'ion vanadate t??tra??drique, VO 3-
4, est les principales esp??ces pr??sentes ?? pH 12-14. Lors de l'acidification, le monom??re [HVO 4] 2- et dim??re [V 2 O 7] - sont form??es, avec le monom??re pr??dominant ?? une concentration de vanadium de moins de ca. 10 -2 M (pV> 2; pv est ??gal au moins le logarithme de la concentration totale de vanadium / M). La formation de l'ion divanadate est analogue ?? la formation de la ions dichromate. Lorsque le pH est r??duit, et en outre polym??risation de protonation polyvanadates se produisent: ?? pH 4-6 [H 2 VO 4] - est pr??dominant au pV sup??rieure ?? ca. 4, tout en concentrations plus ??lev??es trim??res et t??tram??res sont form??s. Entre pH 2-4 decavanadates pr??dominent. Dans decavanadates il ya un octa??dre d??form?? d'atomes d'oxyg??ne autour de chaque atome de vanadium. Acide vanadique, H 3 VO 4 a une concentration tr??s faible en raison protonation des esp??ces t??tra??driques [H 2 VO 4] - conduit ?? la formation pr??f??rentielle de l'octa??drique [VO 2 (H 2 O) 4] + esp??ces. Dans les solutions fortement acides, de pH <2. [VO 2 (H 2 O) 4] + est l'esp??ce pr??dominante, tandis que l'oxyde de V 2 O 5 pr??cipite de la solution ?? des concentrations ??lev??es. L'oxyde est formellement le anhydride inorganique de l'acide vanadique. Les structures de plusieurs de ceux-ci et d'autres ions vanadate ont ??t?? d??termin??es par cristallographie aux rayons X de compos??s cristallins.
Les constantes de dissociation acide de la s??rie de vanadium et de phosphore sont remarquablement similaire. Cha??nes, anneaux et clusters impliquant vanadium t??tra??drique, analogues ?? la polyphosphates, sont connus. La correspondance entre la chimie et le vanadate de phosphate peut ??tre attribu??e ?? la similitude de taille et de charge de phosphore (V) et le vanadium (V). Orthovanadate V O 3-
4 est utilis?? dans cristallographie des prot??ines pour ??tudier la biochimie de phosphate.
Le Diagramme de Pourbaix de vanadium dans l'eau, ce qui montre la potentiels redox entre diverses esp??ces de vanadium dans diff??rents ??tats d'oxydation est ??galement complexe.
Vanadium (V) forme ??galement des complexes peroxo diff??rents. L'esp??ce VO (O) 2 (H 2 O) 4 + est pr??sent dans les solutions acides. Dans alcalines esp??ces solutions avec 2, 3 et 4 groupes peroxyde sont pr??sents; les formes derniers cristaux violets M 3 V (O 2) 4 nH 2 O (M = Li, Na, K, NH 4 +), dans lequel le vanadium a une structure de coordonn??es 8 dod??ca??drique.
compos??s chalcog??nures et halog??nures
Vanadium forme une tr??s grande vari??t?? de compos??s binaires du soufre, du s??l??nium et du tellure, avec souvent des structures complexes. Le t??tra??drique sulfamides-anion [VS 4] 3-, analogue ?? l'ion orthovanadate, est bien connu, mais il n'y a pas thio-analogues des oxo-vanadates polym??res.
Tous les quatre halog??nures sont connus pour des ??tats d'oxydation 2 et 3, mais l'iodure est pas connu pour V (IV) et VF 5 est le seul halog??nures connu pour ??tat d'oxydation 5. VCl 4 peut ??tre utilis?? comme catalyseur pour la polym??risation de di??nes.
Des exemples de oxyhalog??nures comprennent.
- vanadium (V): VOF 3, VOX 3 et VO 2 X (X = F, Cl)
- vanadium (IV): VOX 2 (X = F, Cl, Br)
- vanadium (III): VOX, (X = Cl, Br)
compos??s de coordination
La position de d??but de vanadium dans le m??tal de transition conduit ?? trois s??ries caract??ristiques plut??t inhabituelles de la chimie de coordination de vanadium. Tout d'abord, le vanadium m??tallique a la configuration ??lectronique [Ar] 3d 3 4s 2, donc compos??s de vanadium sont relativement pauvre en ??lectrons. Par cons??quent, la plupart des compos??s binaires sont Acides de Lewis (paire accepteurs d'??lectrons); exemples sont tous les halog??nures formant adduits octa??driques avec la formule VX n L 6- n (X = halog??nure; L = autre ligand). Deuxi??mement, l'ion vanadium est plut??t grand et peut atteindre un nombre de coordination sup??rieur ?? 6, comme ce est le cas en [V (CN) 7] 4-. En troisi??me lieu, la Vanadyle, VO 2+, est en vedette dans de nombreux complexes de vanadium (IV) tels que l'ac??tylac??tonate de vanadyle (V (= O) 5 (C 5 H 7) 2). Dans ce complexe, le vanadium est de 5 coordonn??e, pyramidale carr??e, ce qui signifie que sixi??me ligand, tel que la pyridine, peut ??tre fix??, si le constante d'association de ce proc??d?? est faible. Beaucoup 5 coordonner complexes de vanadyle ont une g??om??trie trigonale bypyramidal, comme VOCl 2 (NMe 3) 2.
Compos??s organom??talliques
La chimie organom??tallique de vanadium est bien d??velopp??, mais les compos??s organom??talliques sont d'une importance commerciale mineure. Le dichlorure de vanadoc??ne est un r??actif de d??part polyvalent et trouve des applications m??me mineures dans la chimie organique. Vanadium carbonyle, V (CO) 6, est un exemple rare d'un carbonyle m??tallique contenant un ??lectron non appari??, mais qui existe sans dim??risation. L'addition d'un rendement d'??lectrons V (CO) -
6 ( iso??lectronique avec Cr (CO) 6), qui peut ??tre encore r??duit avec du sodium dans l'ammoniac liquide pour donner V (CO) 3-
6 (iso??lectronique avec Fe (CO) 5).
Occurrence
Vanadium m??tallique ne est pas trouv?? dans la nature, mais on sait qu'il existe dans environ 65 diff??rents min??raux . Exemples ??conomiquement significatifs comprennent patronite (VS 4), vanadinite (Pb 5 (VO 4) 3 Cl), et carnotite (K 2 (UO 2) 2 (VO 4) 2 ?? 3H 2 O). Une grande partie de la production de vanadium du monde provient de vanadium-roulement magn??tite trouv?? dans ultramafique organismes de gabbro. Le vanadium est extrait principalement en Afrique du Sud , au nord-ouest de la Chine , et l'est de la Russie . En 2010, ces trois pays min??s plus de 98% de la 56000 tonnes de vanadium produite.
Le vanadium est ??galement pr??sent dans bauxite et en combustibles fossiles des d??p??ts tels que le p??trole brut , le charbon , l'huile de schiste et sables bitumineux. Dans le p??trole brut, des concentrations allant jusqu'?? 1 200 ppm ont ??t?? rapport??s. Lorsque ces produits p??troliers sont br??l??s, les traces de vanadium peuvent initier la corrosion dans les moteurs et les chaudi??res. On estime ?? 110 000 tonnes par an de vanadium sont lib??r??s dans l'atmosph??re par la combustion de combustibles fossiles. Vanadium a ??galement ??t?? d??tect??e par spectroscopie ?? la lumi??re de la Sun et quelques autres ??toiles .
Production
Les plus vanadium est utilis?? comme un alliage appel?? ferrovanadium comme additif pour am??liorer les aciers . Ferrovanadium est produit directement par r??duction d'un m??lange d'oxyde de vanadium, les oxydes de fer et de fer dans un four ??lectrique. Vanadium-roulement le minerai de magn??tite de fer est la principale source pour la production de vanadium. Le vanadium se retrouve dans la fonte brute produite ?? partir de vanadium magn??tite palier. Pendant la production d'acier, de l'oxyg??ne est souffl?? dans la fonte, l'oxydation du carbone et la plupart des autres impuret??s, formant scories. Selon le minerai utilis??, le laitier contient jusqu'?? 25% de vanadium.
Vanadium m??tallique est obtenu par un proc??d?? en plusieurs ??tapes qui commence avec le grillage de minerai broy?? avec NaCl ou Na 2 CO 3 ?? environ 850 ?? C pour donner m??tavanadate de sodium (NaVO 3). Un extrait aqueux de ce solide est acidifi?? pour donner "g??teau rouge", un sel polyvanadate, qui est r??duite avec du calcium m??tallique. Comme une alternative pour la production ?? petite ??chelle, le pentoxyde de vanadium est r??duit avec de l'hydrog??ne ou de magn??sium . De nombreux autres proc??d??s sont ??galement en cours d'utilisation, dans laquelle l'ensemble de vanadium est produit en tant que sous-produit d'autres processus. La purification du vanadium est possible par la processus de barre de cristal d??velopp?? par Eduard van Arkel et Jan Hendrik de Boer en 1925. Il se agit de la formation de l'iodure m??tallique, dans cet exemple vanadium (III) de l'iodure, et la d??composition ult??rieure pour donner m??tal pur.
- 2 + V 3 I 2
2 VI 3
Applications
Alliages
Environ 85% de vanadium est utilis?? comme produit ferrovanadium ou en acier additif. L'augmentation consid??rable de la r??sistance dans l'acier contenant de petites quantit??s de vanadium a ??t?? d??couvert au d??but du 20??me si??cle. Vanadium forme de nitrures et de carbures stables, entra??nant une augmentation significative de la r??sistance de l'acier. Depuis ce temps vanadium a ??t?? utilis?? pour des applications dans cadres essieux, v??lo, vilebrequins, engrenages et autres composants critiques. Il existe deux groupes de vanadium contenant des groupes d'alliages d'acier. Vanadium ?? haute carbone alliages d'acier contiennent 0,15% ?? 0,25% de vanadium et aciers ?? outils ?? haute vitesse (HSS) ont une teneur en vanadium de 1% ?? 5%. Pour les aciers ?? outils ?? grande vitesse, une duret?? au-dessus HRC 60 peut ??tre obtenue. HSS acier est utilis?? dans et les instruments chirurgicaux outils.
Le vanadium stabilise la forme b??ta de titane et augmente la stabilit?? de la r??sistance et de la temp??rature de titane. M??lang?? avec l'aluminium en titane alliages il est utilis?? dans les moteurs ?? r??action , cellules ?? grande vitesse et implants dentaires. Un des alliages courants est 6Al-4V titane, un alliage de titane avec 6% d'aluminium et 4% de vanadium.
D'autres utilisations
Le vanadium est compatible avec le fer et le titane, le vanadium donc feuille est utilis??e dans rev??tement de titane ?? l'acier. Le mod??r??e capture de neutrons thermiques la section transversale et la courte demi-vie des isotopes produits par capture de neutrons vanadium fait un mat??riau adapt?? ?? la structure int??rieure d'un r??acteur de fusion. Plusieurs alliages de vanadium pr??sentent un comportement supraconducteur. La premi??re A15 supraconducteur de phase est un compos?? de vanadium, V 3 Si, qui a ??t?? d??couvert en 1952. Bande-vanadium de gallium est utilis?? dans supraconducteurs aimants (17,5 teslas ou 175000 gauss). La structure de l'??tape A15 supraconducteur de V 3 Ga est similaire ?? celle de la plus fr??quente Nb 3 Sn et Nb 3 Ti.
L'oxyde le plus commun de vanadium, vanadium V 2 O 5 pentoxyde, est utilis?? comme catalyseur dans la fabrication d'acide sulfurique par le processus de contact et comme comburant dans la production de l'anhydride mal??ique. Le pentoxyde de vanadium est ??galement utilis?? dans la fabrication c??ramiques. Un autre oxyde de vanadium, dioxyde de vanadium VO 2, est utilis?? dans la production de rev??tements de verre, qui bloque rayonnement infrarouge (et la lumi??re non visible) ?? une temp??rature sp??cifique. L'oxyde de vanadium peut ??tre utilis?? pour induire des centres de couleur en corindon pour cr??er des simul??e bijoux alexandrite, bien alexandrite dans la nature est un chrysob??ryl. La possibilit?? d'utiliser des couples redox de vanadium dans les deux demi-cellules, ce qui ??limine le probl??me de contamination crois??e par diffusion des ions ?? travers la membrane est l'avantage de vanadium redox piles rechargeables. Vanadate peut ??tre utilis?? pour prot??ger l'acier contre la rouille et la corrosion par ??lectrochimique rev??tement de conversion. Oxyde de lithium et de vanadium a ??t?? propos?? pour une utilisation comme anode ?? haute densit?? d'??nergie pour les batteries lithium-ion, ?? 745 Wh / L quand il est associ?? avec un oxyde de lithium cobalt cathode. Il a ??t?? propos?? par certains chercheurs qu'une petite quantit??, de 40 ?? 270 ppm, de vanadium dans Wootz et acier de Damas , am??liore significativement la r??sistance du mat??riau, mais il est difficile que soit la source du vanadium ??tait.
R??le biologique
Vanadium joue un r??le tr??s limit?? dans la biologie , et est plus important dans les environnements oc??aniques que sur terre.
Bromoperoxydases dans les algues
Compos??s organo-brom??s dans un certain nombre d'esp??ces de marine algues sont g??n??r??es par l'action d'un vanadium d??pendante bromoperoxydase. C'est un haloperoxydase dans les algues qui exige bromure et est une enzyme absolument vanadium-d??pendante. La plupart des compos??s organobrom??s dans la mer en fin de compte se pr??sentent sous l'action de cette vanadium bromoperoxydase.
Accumulation vanadium dans tuniciers et ascidies
Chimiste allemand Martin Henze d??couvert vanadium dans le cellules sanguines (ou c??lomiques cellules) de Ascidiacea (des ascidies) en 1911. Il est essentiel de ascidies et tuniciers, o?? il est stock?? dans le tr??s acidifi?? vacuoles de certains types de cellules sanguines, vanadocytes d??sign??s. Vanabins (Les prot??ines de liaison de vanadium) ont ??t?? identifi??s dans le cytoplasme de ces cellules. La concentration de vanadium dans le sang est de 10 millions de fois sup??rieure ?? la concentration de vanadium dans l'eau de mer qui les entoure. La fonction de ce syst??me de concentration de vanadium, et ces prot??ines contenant du vanadium, est encore inconnue.
Fixation de l'azote
Un nitrog??nase vanadium est utilis?? par certains fixateurs d'azote micro-organismes, tels que Azotobacter. Dans ce r??le de vanadium remplace plus fr??quente de molybd??ne ou de fer , et donne le nitrog??nase des propri??t??s l??g??rement diff??rentes.
Champignons
Plusieurs esp??ces de champignons sup??rieurs, ?? savoir Amanita muscaria et les esp??ces apparent??es, accumulent vanadium (jusqu'?? 500 mg / kg en poids sec). Le vanadium est pr??sent dans le complexe de coordination, amavadin, dans les fruits-organismes fongiques. Cependant, l'importance biologique du processus d'accumulation est inconnue. fonctions de toxines ou peroxydase fonctions enzymatiques ont ??t?? propos??s.
Mammif??res et oiseaux
Les rats et les poulets sont ??galement connus pour n??cessiter vanadium en tr??s petites quantit??s et les irr??gularit??s conduisent ?? une croissance r??duite et alt??r??e reproduction. Le vanadium est relativement controvers??e compl??ment alimentaire, principalement pour augmenter l'insuline sensibilit?? et body-building. Que cela fonctionne pour le dernier objectif n'a pas ??t?? prouv??e, et il existe des preuves que les athl??tes qui le prennent sont simplement connaissent une effet placebo. Sulfate Vanadyl peut am??liorer le contr??le glyc??mique chez les personnes atteintes le diab??te de type 2. En outre, d??cavanadate et oxovanadates sont des esp??ces qui ont potentiellement de nombreuses activit??s biologiques et qui ont ??t?? utilis??es avec succ??s comme outils dans la compr??hension de plusieurs processus biochimiques.
S??curit??
Tous les compos??s du vanadium doivent ??tre consid??r??s comme toxiques. T??travalent VOSO 4 a ??t?? signal?? comme ??tant plus de cinq fois plus toxique que trivalent V 2 O 3. Le S??curit?? et administration de la sant?? au travail (OSHA) a fix?? une limite d'exposition de 0,05 mg / m 3 pour la poussi??re de pentoxyde de vanadium et de 0,1 mg / m 3 pour les fum??es de pentoxyde de vanadium dans l'air en milieu de travail pour une journ??e de travail de 8 heures, 40 heures semaines de travail. Le Institut national de s??curit?? et sant?? au travail (NIOSH) a recommand?? que 35 mg / m 3 de vanadium ??tre consid??r?? comme un danger imm??diat pour la vie et la sant??. Ce est le niveau d'un produit chimique qui est susceptible de causer des probl??mes de sant?? permanents ou la mort exposition.
Les compos??s de vanadium sont mal absorb??s par le syst??me gastro-intestinal. expositions par inhalation au vanadium et des compos??s de vanadium r??sultent principalement des effets n??fastes sur le syst??me respiratoire. Les donn??es quantitatives sont, cependant, insuffisante pour calculer une dose de r??f??rence de l'inhalation subchronique ou chronique. D'autres effets ont ??t?? rapport??s apr??s exposition par voie orale ou par inhalation sur les param??tres sanguins, sur le foie, sur le d??veloppement neurologique chez les rats et d'autres organes.
Il ya peu de preuves que les compos??s de vanadium ou de vanadium sont toxiques pour la reproduction ou t??ratog??nes. Le pentoxyde de vanadium a ??t?? cit?? comme canc??rog??ne chez les rats m??les et les souris m??les et femelles par inhalation dans une ??tude NTP, bien que l'interpr??tation des r??sultats a r??cemment ??t?? contest??. Vanadium n'a pas ??t?? class?? comme canc??rig??ne par le Environmental Protection Agency des ??tats-Unis.
Vanadium traces dans carburants diesel pr??sentent un risque de corrosion; ce est la composante principale de carburant influencer corrosion ?? haute temp??rature. Lors de la combustion, il se oxyde et r??agit avec le sodium et le soufre, ce qui donne des compos??s de vanadate avec des points de fusion bas pour 530 ?? C, qui attaquent le couche de passivation sur l'acier, les rendant sensibles ?? la corrosion. Les compos??s solides du vanadium provoquent ??galement l'abrasion des composants du moteur.
