Удивительный металл, который неизвестно зачем накапливают асцидии и мухоморы. Ванадия много в морской и минеральной воде. А источники горы Фудзиямы содержат рекордное (до 54 микрограмм на литр) количество металла. Отчего природа так распорядилась своим богатством, еще предстоит выяснить ученым.
Содержание
История ⌛
Ванадий — металл, который открыли два раза.
Первый раз это было, когда минералог дель-Рио исследовал свинцовые руды из Мексики.
«Сводил» руду с разными веществами и получал соли и окислы неведомого металла. Ученого очаровали цвета соединений, потому он и назвал новый металл панхромием (многоцветный). Правда, потом он переименовал новый элемент в эритроний (красный). Этот цвет имеют один из окислов ванадия и некоторые его соли.
Дель-Рио сообщил ученому миру об открытии, и ревнивые химики ринулись перепроверять опыты. То же проделал и минералог. То ли он разочаровался в открытии, то ли что-то еще, но от открытия он отказался.
«Второе пришествие» нового элемента состоялось через 30 лет. Химик Сефстрем исследует шведскую руду, и находит отвергнутый элемент. Сефстрему повезло — он работал с Берцелиусом, а его авторитет в мире химии не подвергался сомнению. Так что металл признали, а открыватели нового элемента дали ему название ванадий.
Имя дали в честь прекрасной скандинавской богини любви и войны Фрейи, или Ванадис.
Свойства ?
Простое вещество расположено в V группе четвертого периода таблицы Менделеева.
Только характеристиками сильно отличается.
Химические свойства ванадия:
- При нагреве до 200-300 градусов образует с галогенами соединения (йодид, бромид, фторид).
- Нагрейте металл до 700 градусов, и он прореагирует с азотом; получится нитрид 2VN.
- В реакции с кислородом дает несколько разновалентных окислов. Известны модификации окисла ванадия V2O5, существующие при высоких давлениях.
- С водородом образует твердые растворы.
Известны следующие оксиды ванадия:
| Систематическоенаименование | Хим. формула | Плотность, г/см³ | Температура плавления, °C | Температура кипения, °C | Молярная масса, г/моль | Цвет |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Оксид ванадия(II) | VO | 5,76 | ~1830 | 3100 | 66,94 | Чёрный |
| Оксид ванадия(III) | V2O3 | 4,87 | 1967 | 3000 | 149,88 | Чёрный |
| Оксид ванадия(IV) | VO2 | 4,571 г/см³ | 1542 | 2700 | 82,94 | Тёмно-голубой |
| Оксид ванадия(V) | V2O5 | 3,357 | 670 | 2030 | 181,88 | Красно-жёлтый |
Растворяется в смеси HF + HNO3.
Со щелочами не реагирует. С металлами образует сплавы.
| Свойства атома | |
|---|---|
| Название, символ, номер | Вана́дий / Vanadium (V), 23 |
| Атомная масса (молярная масса) |
50,9415(1)[1] а. е. м. (г/моль) |
| Электронная конфигурация | [Ar] 3d3 4s2 |
| Радиус атома | 134 пм |
| Химические свойства | |
| Ковалентный радиус | 122 пм |
| Радиус иона | (+5e)59 (+3e)74 пм |
| Электроотрицательность | 1,63 (шкала Полинга) |
| Электродный потенциал | |
| Степени окисления | 5, 4, 3, 2, 0 |
| Энергия ионизации (первый электрон) |
650,1 (6,74) кДж/моль (эВ) |
| Термодинамические свойства простого вещества | |
| Плотность (при н. у.) | 6,11[2] г/см³ |
| Температура плавления | 2160 К (1887 °C) |
| Температура кипения | 3650 К (3377 °C) |
| Уд. теплота плавления | 17,5 кДж/моль |
| Уд. теплота испарения | 460 кДж/моль |
| Молярная теплоёмкость | 24,95[2] Дж/(K·моль) |
| Молярный объём | 8,35 см³/моль |
| Кристаллическая решётка простого вещества | |
| Структура решётки | кубическая объёмноцентрированная |
| Параметры решётки | 3,024 Å[2] |
| Температура Дебая | 390 K |
| Прочие характеристики | |
| Теплопроводность | (300 K) 30,7 Вт/(м·К) |
| Номер CAS | 7440-62-2 |
Вот такой тяжелый характер у металла.
Добыча: из руды, асцидий и мухоморов ⛏️
Основными месторождениями владеют:
- Китай;
- ЮАР;
- США;
- Россия;
- Армения.
Лидером в производстве ванадия является Китай, он и диктует цены на металл.
Некоторые мухоморы тоже очень богаты ванадием. Так что и в наших лесах можно открывать добычу ценного элемента.
Наш пострел везде поспел ⚙️
Применение ванадия и его соединений ограничивается довольно высокой ценой. Но во многих случаях эти вещества просто необходимы.
Почти весь ванадий (по разным данным от 87% до 90%) использует черная и цветная металлургия.
По статистике ванадий лидер среди легирующих металлов. Используется для придания сплавам требуемых свойств.
Ванадиевая лигатура придает сплавам износоустойчивость, хорошо повышает вязкость и прочность сплавов.
Все свойства ценного металла еще не исследованы; металлурги и ученые находят все больше привлекательных характеристик металла Ванадис.
Оставшиеся проценты используют:
- автомобильная промышленность;
- электроника;
- производители серной кислоты (в качестве катализатора вместо очень дорогой платины);
- в литиевых аккумуляторах и батареях;
- при крекинге нефти;
- производство красок и керамики.
Соединения ванадия использует атомно-водородная энергетика.
Многоцветьем соединений ванадия пользуются в производстве тканей для их окраски.
Война требует порох, а для его производства нужна серная кислота.
Купить металл богини Ванадис ?
Металл продают в виде порошка и слитков. Желающие могут купить прокат ванадия: проволоку, прутки, листы, полосы, трубчатый профиль.
Ванадий — удовольствие не дешевое. Посмотрите цены и убедитесь.
| Продукция | Цена в рублях за килограмм |
| Лист | От 20 000 |
| Пруток | От 30 000 |
| Проволока | От 45 000 |
Однако металл богини Ванадис того стоит.
