Таблица Менделеева
Среда, 26.02.2020, 18:38
Меню сайта

Категории раздела
Щелочные металлы [6]
Щелочноземельные металлы [6]
Переходные металлы [38]
Легкие металлы [11]
Полуметаллы [7]
Галогены [6]
Инертные газы [7]
Неметаллы [7]
Актиноиды [15]
Лантаноиды [15]

Вход на сайт

Поиск
Случайные элементы:
ТИТАН (лат. Titanium)
ИОД (лат. Iodum)
ФЕРМИЙ (лат. Fermium)
НАТРИЙ (лат. Natrium)
БЕРКЛИЙ (лат. Berkelium)

Статистика

Новости, новости Беларуси, последние новости, новости мира на Uvaga.By
Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0

Главная » Статьи » Элементы » Переходные металлы

ВАНАДИЙ (лат. Vanadium)

ВАНАДИЙ (лат. Vanadium)

Общие сведения

Химический элемент таблицы Менделеева, металл.
Символ элемента: V.
Атомный номер: 23.
Положение в таблице: 4-й период, группа - VВ (5)
Относительная атомная масса: 50,9415.
Степени окисления: от +2 до +5
Валентности:от II до V
Электроотрицательность: 1,63
Электронная конфигурация: [Ar]3s2p6d34s2.
Природный ванадий представляет собой смесь двух нуклидов: стабильного 51V (99,76% по массе)и слаборадиоактивного 52V (период полураспада более 3,9·1017 лет). В свободном виде - блестящий серебристо-серый металл.

Строение атома

Число электронов: 23.
Число протонов: 23.
Радиус нейтрального атома ванадия 0,134 нм, радиус ионов V2+ - 0,093 нм, V3+ - 0,078 нм, V4+ -0,067-0,086 нм, V5+ - 0,050-0,068 нм. Энергии последовательной ионизации атома ванадия 6,74, 14,65, 29,31, 48,6 и 65,2 эВ.

История открытия

Ванадий открыт в 1801 году мексиканским 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 Н. 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. Этот элемент образует соединения с красивой окраской, отсюда и название элемента, связанное с именемскандинавской богини красоты Ванадис. В 1831 Велер доказал тождественность эритрония и ванадия, но за элементом сохранилось название, данное ему Сефстремом и Берцелиусом.

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 3.10-7%. 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, кальций термическим восстановлением оксидов ванадия (V2O5или V2O3), термической диссоциацией VI2и другими методами.

Физические и химические свойства

Ванадий по внешнему виду похож на сталь, это достаточно твердый, но вместе с тем пластичный металл. Температура плавления1920°C, температура кипения около 3400°C, плотность 6,11 г/см3. Кристаллическая решетка кубическая объемно центрированная, параметр а=0,3024нм.

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,V3O5, VO2,V2O5.Оранжевый V2O5 - кислотный оксид, темно-синий VO2- амфотерный, остальные оксиды ванадия - основные. С галогенами ванадий образует 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)2,5].

Применение

Ванадий в основном используется как легирующая добавка при получении износоустойчивых, жаропрочных и коррозионностойких сплавов (прежде всего, специальных сталей), как компонент при получении магнитов. Оксид ванадия V2O5 служит эффективным катализатором, например, при окислении сернистого газа SO2 в серный газ SO3 при производстве серной кислоты. Соединения ванадия находят разнообразное применение в различных отраслях промышленности (текстильной, стекольной, лакокрасочной и др.).

Биологическая роль

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 тела70 кг) 0,11 мг ванадия. Ванадий и его соединения токсичны. Токсическая доза для человека 0,25 мг, летальная доза - 2-4 мг. Для V2O5 ПДК в воздухе 0,1-0,5 мг/м3.

Категория: Переходные металлы | Добавил: ischavliuga (24.10.2017)
Просмотров: 420 | Рейтинг: 0.0/0

Посмотрите также:

ТИТАН (лат. Titanium)
ИОД (лат. Iodum)
ФЕРМИЙ (лат. Fermium)
НАТРИЙ (лат. Natrium)
БЕРКЛИЙ (лат. Berkelium)

Последние новости:

Древнейшие кристаллы помогли узнать истинный возраст магнитного поля Земли
Очередная проверка emdrive
На Земле гораздо больше рек и озер, чем думали ученые
Ученые выяснили, сколько нужно людей для полета к планете Проксима b
Биологи выделили клетку, из которой можно восстановить всё тело

Мы в телеграмм

Всего комментариев: 0
avatar
(С)Обратная связь © 2020 Каталог сайтов Всего.RU Каталог сайтов OpenLinks.RU Бесплатный каталог AddsSites, регистрация сайтов.