Vanadio ( vəˈneɪdiəm ) es un elemento químico que tiene el V del símbolo y número atómico 23. Un elemento suave y dúctil, vanadio ocurre naturalmente en ciertos minerales y se utiliza principalmente para producir ciertas aleaciones que es uno de los 26 elementos encontrados en la mayoría de los organismos vivos.

Características notables

El vanadio es un metal suave y dúctil, gris perla. Tiene buena resistencia a la corrosión al lado el ácido hidroclórico sulfúrico de de los álcalis y. oxida el 933 K de fácilmente aproximadamente (660 C). El vanadio tiene buena fuerza estructural y una sección representativa de neutrón baja de fisión, haciéndola útil en usos nucleares. Aunque un metal, él comparta con el cromo y el manganeso la característica del tener óxidos de la valencia con las características ácidas .

Los estados de oxidación comunes del vanadio incluyen +2, +3, +4 y +5. Un experimento popular con el vanadate NH4VO3 del amonio, reduciendo el compuesto con el metal del cinc, puede demostrar colorimétrico los cuatro de estos estados de oxidación del vanadio. Un estado de oxidación +1 se considera raramente.

Usos

El aproximadamente 80% de vanadio producido se utiliza como ferrovanadio o como añadido de acero . Otro utiliza:
En tal alea como acero inoxidable de la especialidad, e. para el uso en los instrumentos quirúrgicos y las herramientas
Moho aceros resistentes y de alta velocidad de de herramienta.
mezclado con el aluminio en las aleaciones Titanium usadas en los motores de jet y las armaduras de avión de alta velocidad
Las aleaciones del acero de vanadio se utilizan en engranajes de los cigüeñales de los árboles, y otros componentes críticos.
Es un estabilizador importante del carburo en la fabricación de los aceros.
Debido a su sección representativa baja del neutrón de la fisión, el vanadio tiene usos nucleares.
La hoja del vanadio se utiliza en titanio del revestimiento al acero.
la cinta del Vanadio-galio se utiliza en los imanes superconductores (gauss de 175.
El pentóxido de vanadio V2O5 se utiliza como catalizador en el ácido sulfúrico de la fabricación (vía el proceso de contacto ) y el anhídrido maleico . También se utiliza en la fabricación de la cerámica
Revestido de cristal con el dióxido VO2 del vanadio puede bloquear la radiación infrarroja (y la luz no visible) en una temperatura específica.
Pilas de combustible eléctricas y baterías de almacenaje tales como baterías redox del vanadio.
Agregado al corindón para hacer simuló la joyería del Alexandrite .
Escalas de conversión electroquímicas del Vanadate para el acero de protección contra moho y la corrosión
Utilizado para hacer los ejes del lacrosse
  • Utilizado posiblemente para hacer el acero de Wootz y el acero de Damasco .

Historia

El vanadio era original descubierto al lado de Andrés Manuel del Río (mineralogista mexicano Español-nato) en el Ciudad de México, en el 1801 . Él lo llamó " lead" marrón; (ahora nombrado Vanadinite ). Con la experimentación, sus colores lo recordaron el cromo, así que él nombró el panchromium del elemento. Él retituló más adelante este erythronium compuesto, desde la mayor parte de las sales dadas vuelta rojas cuando estaba calentado. El Collar-Descotils francés del vencedor de Hipólito del químico declaró incorrectamente que el nuevo elemento de del Río era solamente el cromo impuro . Del Río se pensó que se confundirá y aceptó la declaración del químico francés que también fue movido hacia atrás por el Alexander von Humboldt del barón del amigo de del Río.

En el 1831, el Sefström Suecia volvió a descubrir el vanadio en un nuevo óxido que él encontró mientras que trabajaba con algunos minerales del hierro y ese Friedrich Wöhler del mismo año confirmó más adelante trabajo anterior de del Río. Más adelante, George Guillermo Featherstonhaugh, uno de los primeros geólogos de los E., sugerido que el elemento fuera nombrado " rionium" después de del Río, pero de éste nunca sucedió.

El vanadio metálico fue aislado con el Henry Enfield Roscoe en el 1867, que redujo el vanadio (III) el cloruro VCl3 con el hidrógeno . El vanadio conocido viene Vanadis, diosa en la mitología escandinava, porque el elemento tiene compuestos químicos multicolor hermoso

Papel biológico

En la biología, un átomo del vanadio es un componente esencial de algunas enzimas particularmente el Nitrogenase del vanadio usado por algunos microorganismos nitrificantes . El vanadio es esencial para los ascidians o las ascidias en las proteínas del chromagen del vanadio. La concentración de vanadio en su sangre es más de 100 veces más arriba que la concentración de vanadio en el agua de mar alrededor de ellas. Las ratas y los pollos también se saben para requerir el vanadio en mismo pequeñas cantidades y las deficiencias dan lugar al crecimiento reducido y a la reproducción deteriorada .

El diez por ciento del pigmento del glóbulo del pepino de mar es vanadio. Apenas pues el cangrejo de herradura tiene sangre azul algo que la sangre roja (coloreado por el hierro en la hemoglobina ) debido a el cobre en el pigmento de Hemocyanin, la sangre del pepino de mar es amarilla debido a el vanadio en el pigmento del vanabin . No obstante, no hay evidencia que los vanabins llevan el oxígeno, en contraste con la hemoglobina y el hemocyanin. Una forma del vanadio, sulfato del vanadyl, parece mejorar control de la glucosa en gente con el tipo - diabetes 2.

Suplemento mineral en agua potable

La mayoría de las aguas continentales demuestran una concentración del vanadio menos de 3 Ppb . Sin embargo, el agua subterránea Mt. Fuji contiene una concentración muy alta de vanadio-para arriba al ppb 150. Este vanadio es solubilized del basalto por el agua subterránea. El contenido del vanadio en Mt. Fuji llega a ser más arriba en los lugares más cerca el la cumbre y más profundo en la tierra. Esta agua del alto-vanadio de Mt. Fuji ha sido vendida recientemente por muchas compañías como agente para hacer frente a diabetes. Sin embargo, no hay evidencia concreta de su eficacia. La trucha de arco iris que vive en la acumulación mucho más alta demostrada agua del Mt. Fuji de vanadio en riñones y hueso.

Ocurrencia

El vanadio nunca se encuentra desatado en naturaleza pero ocurre en cerca de 65 diversos minerales entre los cuales esté el Patronite VS4, Vanadinite Pb5 (VO4) 3Cl, y vanadio del Carnotite K2 (UO2) 2 (VO4) 2. está también presente en la bauxita, y en el carbón que contiene depósitos tales como petróleo crudo, carbón, pizarra de aceite y arenas del alquitrán . El vanadio también se ha detectado espectroscópico en luz Sun y de algunas otras estrellas

Mucho del metal del vanadio que es producido ahora es hecho por la reducción del calcio V2O5 en un recipiente del reactor. El vanadio se recupera generalmente como un subproducto o co-producto, y así que los recursos del mundo del elemento no son realmente indicativos de fuente disponible. el

l considera también el : categoría: minerales del vanadate.

Aislamiento

El vanadio está disponible comercialmente y la producción de una muestra en el laboratorio no se requiere normalmente. Comercialmente, las rutas que llevan al vanadio metálico como producto principal no se requieren generalmente tan bastante se producen como el subproducto en otros procesos.

En industria, la calefacción del mineral del vanadio o los residuos de otros procesos con el sala el NaCl de o el carbonato sódico Na2CO3 aproximadamente 850°C da el vanadate NaVO3 del sodio. Esto se disuelve en agua y se acidifica para dar un sólido rojo que alternadamente se derrita para formar una forma cruda del pentóxido de vanadio V2O5. La reducción del pentóxido de vanadio con el calcio da el vanadio puro. Una alternativa conveniente para las pequeñas escalas es la reducción del pentacloruro VCl5 del vanadio con el hidrógeno o el magnesio . Muchos otros métodos son también funcionando.

Industrial, se utiliza la mayoría del vanadio mientras que un añadido para mejorar los aceros algo que procede vía el metal puro del vanadio que es a menudo suficiente reaccionar el petróleo bruto del pentóxido de vanadio V2O5 con el hierro crudo . Esto produce el ferrovanadio conveniente para el trabajo adicional.

Compuestos

El pentóxido de vanadio V2O5 se utiliza como catalizador principalmente en la producción de ácido sulfúrico. Es la fuente de vanadio usada en la fabricación de ferrovanadio. Puede ser utilizado como un tinte y color-fijador.

Sulfato VOSO4 de Vanadyl, también llamado vanadio (IV) hidrato del óxido del sulfato, se utiliza como suplemento dietético relativamente polémico, sobre todo para la sensibilidad y el Body-building cada vez mayores de la insulina . Si trabaja para el 3ultimo propósito no se ha probado, y hay una cierta evidencia que los atletas que la toman están experimentando simplemente un efecto del placebo.

Vanadio (IV) el cloruro VCl4 es una forma soluble de vanadio que sea de uso general en el laboratorio. V (IV) es la forma reducida de V (V), y ocurre comúnmente después de la respiración anaerobia por el metal dissimilatory que reduce las bacterias . VCl4 reacciona violentamente con agua.

Toxicidad de los compuestos del vanadio

La toxicidad del vanadio depende de su estado fisicoquímico; particularmente en su estado y solubilidad de valencia. VOSO4 tetravalente se ha divulgado para ser tóxico de más de 5 veces tan como V2O3 trivalente (Roschin, 1967). Los compuestos del vanadio se absorben mal a través del sistema gastrointestinal. Las exposiciones de inhalación al vanadio y los compuestos del vanadio dan lugar sobre todo a efectos nocivos al sistema respiratorio (Sax, 1984; ATSDR, 1990; Ress y otros, 2003; Worle-Knirsch y otros, 2007). Los datos cuantitativos son, sin embargo, escasos para derivar una dosis de referencia subcrónica o crónica de la inhalación. Otros efectos se han divulgado sobre parámetros de la sangre después de las exposiciones orales o de inhalación (Scibior y otros, 2006; González-Villalva y otros, 2006), en el hígado (Kobayashi y otros, 2006), el desarrollo neurológico en ratas (Soaso y García, 2007), y otros órganos.

Hay poca evidencia que el vanadio o los compuestos del vanadio es toxinas o teratógenos reproductivos. El pentóxido de vanadio fue divulgado para ser carcinógeno en las ratas masculinas y los ratones masculinos y femeninos por la inhalación en un NTP estudian (Ress y otros, 2003), aunque la interpretación de los resultados se haya disputado recientemente (Duffus, 2007). El vanadio no ha sido clasificado en cuanto a carcinogenicidad por los E.

Varios estados de oxidación de los iones del vanadio

Se sabe que el vanadio consigue los estados de oxidación +2, +3, +4, +5. Para observar los colores de estos estados, el metavanadato (NH4VO3) del amonio se puede utilizar como agente que comienza. Debe ser acidificado de antemano así que dioxovanadium (V) se produce el ion, VO2+ (número de la oxidación del amarillo +5). En entorno alcalino, la forma estable de vanadio (V) el estado es VO3-.

Agregando el cubrir con cinc el polvo de y el ácido hidroclórico concentrado continuamente, VO2+ se reduce en VO2+ azul.

Puede ser visto que durante la reacción, la mezcla es verde en color pues el amarillo original del estado +5 y el azul de los +4 están presentes.

Continuamente agregando el polvo del Zn y el ácido clorhídrico concentrado, VO2+ azul se reduce para poner verde V3+. V3+ entonces es reducido a V2+ violeta por el polvo de Zn y el ácido clorhídrico concentrado otra vez. el

l considera también los compuestos del vanadio. el del
de considera también el vanadio (V) el óxido .

Isótopos

considera también: Isótopos l vanadio El vanadio natural se compone de un isótopo estable 51V y de un isótopo radiactivo 50V con un período de los años 1. 24 radioisótopos artificiales se han caracterizado (en la gama del número total entre 40 y 65) con ser más estable 49V con un período de 330 días, y 48V con un período de 15. Todos los isótopos radiactivos restante tienen períodos más cortos que una hora, la mayoría de ellos debajo de 10 segundos. En 4 isótopos, los estados emocionados metaestables fueron encontrados (2 estados metaestables incluyendo para 60V).

El modo de decaimiento primario antes del isótopo estable más abundante 51V es la captura de electrón . El modo más común siguiente es el decaimiento beta . Los productos de decaimiento primarios antes de que 51V sean isótopos del elemento 22 (titanio ) y los productos primarios después de son isótopos del elemento 24 (cromo ).

Precauciones

El vanadio metálico pulverizado es un riesgo de incendios, y a menos que esté sabido de otra manera, todos los compuestos del vanadio se debe considerar alto tóxico. Generalmente, cuanto más alto es el estado de oxidación del vanadio, más tóxico el compuesto es. El compuesto más peligroso es el pentóxido de vanadio .

La Occupational Safety and Health Administration (OSHA) ha establecido un límite de exposición de 0.05 mg/m3 para el polvo del pentóxido de vanadio y de 0.1 mg/m3 para los humos del pentóxido de vanadio en el aire por un día laborable de ocho horas, semana del lugar de trabajo del trabajo de 40 horas.

El instituto nacional para la seguridad y sanidad ocupacional (NIOSH) ha recomendado que 35 mg/m3 del vanadio estén considerados inmediatamente peligrosos a la vida y a la salud. Éste es el nivel de exposición de un producto químico que sea probable causar problemas o muerte permanentes de salud.

Ver también

El vanadio compone
Minerales del vanadio
Minerales del Vanadate

.

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