Təhsil

vanadium ( kimyəvi element): ad tarixi, atom quruluşu, valentlik

Bu gün məlum olan 115 kimyəvi element arasında bir çoxu adlarını Yunan miflərinin qəhrəmanlarının, tanrılarının şərəfinə aldı. Digərləri kəşf edənləri və məşhur alimləri soyadları ilə adlandırdılar. Digərləri ölkələrin, şəhərlərin, coğrafi obyektlər. Vanadium kimi bir elementin adının tarixi xüsusilə maraqlıdır. Və bu metalın özü olduqca vacibdir və xüsusi xüsusiyyətlərə malikdir. Buna görə də, daha ətraflı baxaq.

Vanadium dövri cədvəldəki kimyəvi elementdir

Bu elementi dövri cədvəldəki mövqeyi ilə xarakterizə etsək, bir neçə əsas məqamı vurğulaya bilərik.

1. Dördüncü əsas dövrdə, beşinci qrup, əsas alt qrupda yerləşir.
2. Seriya nömrəsi - 23.
3. Elementin atom kütləsi 50,9415-dir.
4. Kimyəvi simvol V-dir.
5. Latın adı vanadiumdur.
6. Rus adı vanadiumdur. Düsturlarda kimyəvi element "vanadium" kimi oxunur.
7. Tipik bir metaldır və bərpaedici xüsusiyyətlərə malikdir.

Elementlər sistemindəki mövqeyinə əsasən, aydındır ki, bu element sadə bir maddə kimi tantal və niobiumun xüsusiyyətlərinə oxşar xüsusiyyətlərə malik olacaqdır.

Atomun quruluşunun xüsusiyyətləri

Vanadium atom quruluşu 3d 3 4s 2 ümumi elektron düsturu ilə ifadə olunan kimyəvi elementdir. Aydındır ki, bu konfiqurasiyaya görə həm valentlik, həm də oksidləşmə vəziyyəti fərqli dəyərlər nümayiş etdirə bilər.

Bu düstur vanadiumun xüsusiyyətlərini proqnozlaşdırmağa imkan verir sadə maddəçoxlu sayda müxtəlif birləşmələr, o cümlədən mürəkkəb birləşmələr əmələ gətirən tipik metaldır.

Xarakterik valentlik və oksidləşmə vəziyyəti

3d alt səviyyəsində üç qoşalaşmamış elektronun olması səbəbindən vanadium +3 oksidləşmə vəziyyətini nümayiş etdirə bilər. Bununla belə, o tək deyil. Ümumilikdə dörd mümkün dəyər var:

Üstəlik, vanadium kimyəvi elementdir, onun valentliyi də iki göstəriciyə malikdir: IV və V. Buna görə də bu atomun sadəcə çoxlu birləşmələri var və onların hamısı gözəl rəngə malikdir. Bunun üçün xüsusilə sulu komplekslər və metal duzları məşhurdur.

Vanadium: kimyəvi element. Adın tarixi

Bu metalın kəşf tarixindən danışsaq, onda 18-ci əsrin əvvəllərinə müraciət etməliyik. Məhz bu dövrdə, 1801-ci ildə meksikalı del Rio, nümunəsini araşdırdığı qurğuşun qayasının tərkibində ona məlum olmayan elementi kəşf edə bildi. Bir sıra təcrübələr apardıqdan sonra del Rio bir neçə gözəl rəngli metal duzları əldə etdi. O, ona "eritron" adını verdi, lakin sonradan xrom duzları ilə səhv saldı, buna görə də kəşfdə xurma almadı.

Daha sonra başqa bir alim, isveçli Sefström bu metalı dəmir filizindən təcrid edərək əldə edə bildi. Bu kimyaçı elementin yeni və naməlum olduğuna şübhə etmirdi. Buna görə də kəşf edəndir. Jens Berzelius ilə birlikdə kəşf edilmiş elementə - vanadium adını verdi.

Niyə məhz bu? Qədim Norse mifologiyasında məhəbbət, əzm, sədaqət və sədaqətin təcəssümü olan bir tanrıça var. O, gözəllik ilahəsidir. Onun adı Vanadis idi. Alimlər elementin birləşmələrinin xassələrini öyrəndikdən sonra onların çox gözəl və rəngarəng olduğu aydın oldu. Və ərintilərə metalın əlavə edilməsi onların keyfiyyətini, gücünü və dayanıqlığını kəskin şəkildə artırır. Buna görə də, tanrıça Vanadisin şərəfinə, ad qeyri-adi və vacib bir metala verildi.

Vanadium daha sonra sadə maddə şəklində əldə edilən kimyəvi elementdir. Yalnız 1869-cu ildə ingilis kimyaçısı Q.Rosko metalı sərbəst formada süxurlardan təcrid edə bildi. Başqa bir alim F.Veller sübut etdi ki, vaxtilə Del Rionun kəşf etdiyi “xrom” vanadiumdur. Bununla belə, meksikalı bu günü görmək üçün yaşamadı və onun kəşfindən heç vaxt xəbər tutmadı. Elementin adı Rusiyaya G.I.Hess sayəsində gəldi.

Sadə maddə vanadium

Sadə bir maddə olaraq sözügedən atom bir metaldır. Bir sıra fiziki xüsusiyyətlərə malikdir.

1. Rəng: gümüşü-ağ, parlaq.
2. Sıxlığı 6,11 q/sm3 olduğundan kövrək, sərt, ağırdır.
3. Ərimə nöqtəsi 1920 0 C-dir ki, bu da onu odadavamlı metal kimi təsnif etməyə imkan verir.
4. Havada oksidləşmir.

Təbiətdə onu sərbəst formada tapmaq mümkün olmadığından insanlar onu müxtəlif minerallardan və qayalardan təcrid etməli olurlar.

Vanadium qızdırıldıqda və müəyyən şərtlərdə kifayət qədər yüksək kimyəvi aktivlik nümayiş etdirən kimyəvi metal elementdir. Standart parametrlər haqqında danışsaq mühit, onda o, yalnız konsentratlı turşularla, aqua regia ilə reaksiya verə bilir.

Bəzi qeyri-metallarla ikili birləşmələr əmələ gətirir; reaksiyalar yüksək temperaturda baş verir. Qələvi ərimələrində həll olur, komplekslər - vanadatlar əmələ gətirir. Oksigen güclü oksidləşdirici agent kimi vanadiumda həll olur və qarışığın qızdırılmasının temperaturu nə qədər yüksək olarsa, bir o qədər çox həll olur.

Təbiətdə rast gəlinməsi və izotoplar

Sözügedən atomun təbiətdə yayılmasından danışırıqsa, vanadium dağılmış kimi təsnif edilən kimyəvi elementdir. Demək olar ki, bütün böyük süxurların, filizlərin və mineralların bir hissəsidir. Amma heç bir yerdə 2%-dən çox deyil.

Bunlar aşağıdakı cinslərdir:

• vanadinit;
• himayə edir;
• karnotit;
• çilli.

Sözügedən metalı kompozisiyada da tapa bilərsiniz:

• bitki külü;
• okean suyu;
• assidiyaların, holoturianların bədənləri;
• orqanizmlər torpaq bitkiləri və heyvanlar.

Əgər vanadium izotopları haqqında danışırıqsa, onda onlardan yalnız ikisi var: kütləvi sayı 51, böyük əksəriyyəti 99,77% və diffuz radioaktiv olan və cüzi miqdarda baş verən kütlə sayı 50 ilə.

Vanadium birləşmələri

Yuxarıda qeyd etdik ki, kimyəvi element kimi bu metal çoxlu sayda müxtəlif birləşmələr yaratmaq üçün kifayət qədər aktivlik nümayiş etdirir. Beləliklə, tərkibində vanadium olan maddələrin aşağıdakı növləri məlumdur.

1. Oksidlər.
2. Hidroksidlər.
3. İkili duzlar (xloridlər, ftoridlər, bromidlər, sulfidlər, yodidlər).
4. Oksikompoundlar (oksixloridlər, oksibromidlər, oksitrifluoridlər və s.).
5. Kompleks duzlar.

Elementin valentliyi kifayət qədər geniş dəyişdiyi üçün çoxlu maddələr alınır. ev fərqləndirici xüsusiyyət hamısı boyanır. Vanadium kimyəvi elementdir, onun birləşmələri onun rənginin ağ və sarıdan qırmızı və maviyə, o cümlədən yaşıl, narıncı, qara və bənövşəyi çalarları ola biləcəyini göstərir. Atomun adını vermələrinin səbəbi qismən budur, çünki həqiqətən çox gözəl görünür.

Bununla belə, birləşmələrin çoxu yalnız kifayət qədər sərt reaksiya şəraitində əldə edilir. Bundan əlavə, onların əksəriyyəti insanlar üçün təhlükəli olan zəhərli maddələrdir. Maddələrin fiziki vəziyyəti çox fərqli ola bilər. Məsələn, xloridlər, bromidlər və flüoridlər ən çox tünd çəhrayı, yaşıl və ya qara rəngli kristallardır. Oksidlər isə toz şəklindədir.

Metalın istehsalı və istifadəsi

Vanadium onu ​​süxurlardan və filizlərdən təcrid etməklə əldə edilir. Üstəlik, hətta 1% metal ehtiva edən minerallar vanadiumla olduqca zəngin hesab olunur. Dəmir və vanadium qarışığının nümunəsi ayrıldıqdan sonra qatılaşdırılmış məhlula köçürülür. Natrium vanadat ondan turşulaşma yolu ilə təcrid olunur, ondan sonra 90% -ə qədər metal tərkibi olan yüksək konsentrasiyalı bir nümunə alınır.

Bu qurudulmuş qalıq sonra sobada kalsine edilir və vanadium metal halına salınır. Bu formada material istifadəyə hazırdır.

Vanadium sənayedə geniş istifadə olunan kimyəvi elementdir. Xüsusilə maşınqayırmada və polad ərintilərinin əridilməsində. Metalın bir neçə əsas istifadəsi müəyyən edilə bilər.

1. Tekstil sənayesi.
2. Şüşəqayırma.
3. Keramika və rezin istehsalı.
4. Boya və lak sənayesi.
5. Hazırlanması və sintezi kimyəvi maddələr(sulfat turşusu istehsalı).
6. Nüvə reaktorlarının istehsalı.
7. Aviasiya və gəmiqayırma, maşınqayırma.

Vanadium yüngül, güclü, korroziyaya davamlı ərintilərin, əsasən polad istehsalı üçün çox vacib bir ərinti komponentidir. Əbəs yerə "avtomobil metalı" adlandırılmır.

Vanadium

VANADIUM-mən; m.[lat. Köhnə Skanddan Vanadium.] Kimyəvi element (V), açıq boz rəngli sərt metal, qiymətli polad növlərini hazırlamaq üçün istifadə olunur. ● Duzlarının gözəl rənginə görə qədim Norveç gözəllik ilahəsi Vanadisin şərəfinə adlandırılmışdır.

◁ Vanadium, -ay, -oh. İkinci filizlər. İkinci polad.

(lat. Vanadium), V qrupun kimyəvi elementi Dövri Cədvəl. Adı qədim Nors gözəllik ilahəsi Vanadisdən gəlir. Polad boz sərt metal. Sıxlıq 6,11 q/sm 3 t yüksək 1920 ° C. Suya və bir çox turşuya davamlıdır. IN yer qabığı səpələnmiş, tez-tez dəmiri müşayiət edir (dəmir filizləri vanadiumun mühüm sənaye mənbəyidir). Aviasiya və kosmik texnologiyada, dəniz gəmiqayırmasında istifadə olunan struktur poladların və ərintilərin ərinti komponenti, superkeçirici ərintilərin komponenti. Vanadium birləşmələri toxuculuq, boya və lak, şüşə sənayesində istifadə olunur.

VANADIUM (lat. Vanadium), V (“vanadium” oxuyun), atom nömrəsi 23 olan kimyəvi element, atom çəkisi 50,9415. Təbii vanadium iki nuklidin qarışığıdır (santimetr. NÜKLİD): sabit 51 V (kütləvi olaraq 99,76%) və zəif radioaktiv 52 V (yarımparçalanma dövrü 3,9 10 17 ildən çox). İki xarici elektron təbəqənin konfiqurasiyası 3 s 2 səh 6 d 3 4s 2 . Mendeleyevin dövri cədvəlində VB qrupunda dördüncü dövrdə yerləşir. Vanadium +2-dən +5-ə qədər oksidləşmə vəziyyətində birləşmələr əmələ gətirir (valentlik II-dən V-ə qədər).
Neytral vanadium atomunun radiusu 0,134 nm, V 2+ ionlarının radiusu 0,093 nm, V 3+ 0,078 nm, V 4+ 0,067-0,086 nm, V 5+ 0,050-0 nm-dir. Vanadium atomunun ardıcıl ionlaşma enerjiləri 6,74, 14,65, 29,31, 48,6 və 65,2 eV-dir. Pauling şkalasına görə vanadiumun elektronmənfiliyi 1,63-dür.
Sərbəst formada parlaq gümüşü-boz metaldır.
Kəşf tarixi
Vanadium 1801-ci ildə meksikalı mineralog A. M. del Rio tərəfindən Zimapan şaxtasından qurğuşun filizində çirk kimi aşkar edilmişdir. Del Rio yeni elementi eritronium (yunan dilindən erythros - qırmızı) adlandırdı, çünki birləşmələri qırmızı rəngdədir. Ancaq sonradan o, kəşf etmədiyinə qərar verdi yeni element, lakin dörd il əvvəl kəşf edilmiş və hələ də demək olar ki, öyrənilməmiş müxtəlif xrom. 1830-cu ildə alman kimyaçısı F. Wöhler Meksika mineralını tədqiq etdi. (santimetr. WELER Friedrich) Lakin hidrogen flüoridlə zəhərləndikdən sonra bir neçə ay araşdırmalarını dayandırıb. Həmin ildə isveçli kimyaçı N. Sefström (santimetr. SEFStröm Nils Gabriel) varlığına diqqət çəkdi dəmir filizi tərkibində məlum elementlərlə yanaşı, yeni bir maddənin də olduğu murdarlıq. J. Berzeliusun laboratoriyasında aparılan təhlillər nəticəsində (santimetr. BERZELİUS Jens Jacob) yeni elementin kəşf edildiyi sübut edilmişdir. Bu element gözəl rənglərlə birləşmələr əmələ gətirir, buna görə də elementin adı Skandinaviya gözəllik ilahəsi Vanadisin adı ilə bağlıdır. 1831-ci ildə Wöhler eritronium və vanadiumun eyniliyini sübut etdi, lakin element Sefström və Berzelius tərəfindən ona verilən adı saxladı.
Təbiətdə olmaq
Vanadium təbiətdə sərbəst formada olmur, iz elementi kimi təsnif edilir. (santimetr.İZƏ Elementləri). Yer qabığında vanadiumun miqdarı kütləcə 1,6 10 -2%, okean sularında 3,10 -7% təşkil edir. Ən vacib minerallar: patronit V(S 2) 2, vanadinit Pb 5 (VO 4) 3 Cl və bəziləri. Vanadiumun əsas mənbəyi çirk kimi tərkibində vanadium olan dəmir filizləridir.
Qəbz
Sənayedə dəmir filizlərindən onun qatqısı ilə vanadium alınarkən əvvəlcə konsentrat hazırlanır ki, onun tərkibində vanadium 8-16%-ə çatır. Sonra oksidləşdirici müalicə ilə vanadium çevrilir ən yüksək dərəcə oksidləşmə +5 və suda asanlıqla həll olunan natrium vanadatı NaVO 3 ayrılır. Məhlul sulfat turşusu ilə turşulaşdırıldıqda, quruduqdan sonra 90% -dən çox vanadium ehtiva edən bir çöküntü meydana gəlir.
Əsas konsentrat domna sobalarında azaldılır və vanadium konsentratı alınır, sonra vanadium və dəmir ərintisi - sözdə ferrovanadium (35% -dən 70% vanadium ehtiva edir) əridilməsində istifadə olunur. Metallik vanadium vanadium xloridinin hidrogenlə reduksiya edilməsi, vanadium oksidlərinin kalsium-termik reduksiyası (V 2 O 5 və ya V 2 O 3), VI 2-nin termik dissosiasiyası və digər üsullarla hazırlana bilər.
Fiziki və kimyəvi xassələri
Vanadium görünüşcə polada bənzəyir, olduqca sərt, lakin eyni zamanda çevik metaldır. Ərimə nöqtəsi 1920 °C, qaynama nöqtəsi təxminən 3400 °C, sıxlıq 6,11 q/sm3. Kristal hüceyrə kub bədən mərkəzli, parametr a = 0,3024 nm.
Kimyəvi cəhətdən vanadium olduqca təsirsizdir. Dəniz suyuna, xlorid, azot və sulfat turşularının seyreltilmiş məhlullarına, qələvilərə davamlıdır. Oksigenlə vanadium bir neçə oksid əmələ gətirir: VO, V 2 O 3, V 3 O 5, VO 2, V 2 O 5. Narıncı V 2 O 5 turş oksiddir, tünd mavi VO 2 amfoterdir, qalan vanadium oksidləri əsasdır. Halojenlərlə vanadium VX 2 (X = F, Cl, Br, I), VX 3, VX 4 (X = F, Cl, Br), VF 5 və bir neçə oksohalidlərin (VOCl, VOCl 2, VOF) halogenidlərini əmələ gətirir. 3 və s.).
+2 və +3 oksidləşmə vəziyyətində olan vanadium birləşmələri güclü reduksiyaedicilərdir, +5 oksidləşmə vəziyyətində isə oksidləşdirici maddələrin xüsusiyyətlərini nümayiş etdirirlər. Odadavamlı vanadium karbid VC (t pl =2800 °C), vanadium nitridi VN, vanadium sulfid V 2 S 5, vanadium silisidi V 3 Si və digər vanadium birləşmələri məlumdur.
V 2 O 5 əsas oksidlərlə qarşılıqlı əlaqədə olduqda vanadatlar əmələ gəlir (santimetr. VANADALAR)- ehtimal olunan tərkibli vanadik turşu duzları H 2 .
Ərizə
Vanadium, əsasən, aşınmaya davamlı, istiliyədavamlı və korroziyaya davamlı ərintilərin (ilk növbədə xüsusi poladlar) istehsalında, maqnit istehsalında isə komponent kimi istifadə olunur. Vanadium oksidi V 2 O 5, məsələn, kükürd turşusu istehsalında kükürd dioksidi SO 2-nin kükürd qazı SO 3-ə oksidləşməsində təsirli katalizator kimi xidmət edir. Vanadium birləşmələri müxtəlif sənaye sahələrində (tekstil, şüşə, boya və lak və s.) müxtəlif tətbiqlər tapır.
Bioloji rol
Vanadium bütün orqanizmlərin toxumalarında daima az miqdarda olur. Bitkilərdə onun tərkibi (0,1-0,2%) heyvanlara nisbətən xeyli yüksəkdir (1·10 –5 -1·10 –4%). Bəzi dəniz orqanizmləri - bryozoanlar, mollyuskalar və xüsusən də assidiyalar - vanadiumu əhəmiyyətli miqdarda cəmləşdirməyə qadirdirlər (assidiyalarda vanadium qan plazmasında və ya xüsusi hüceyrələrdə - vanadositlərdə olur). Göründüyü kimi, vanadium toxumalarda bəzi oksidləşdirici proseslərdə iştirak edir. İnsan əzələ toxumasında 2·10 - 6% vanadium, sümük toxumasında - 0,35·10 - 6%, qanda - 2·10 - 4% mq/l-dən az olur. Ümumilikdə orta adamda (bədən çəkisi 70 kq) 0,11 mq vanadium var. Vanadium və onun birləşmələri zəhərlidir. İnsanlar üçün zəhərli doza 0,25 mq, öldürücü doza 2-4 mq təşkil edir. V 2 O 5 üçün havada maksimum icazə verilən konsentrasiya 0,1-0,5 mq/m3 təşkil edir.

ensiklopedik lüğət . 2009 .

Digər lüğətlərdə "vanadium"un nə olduğuna baxın:

- (lat. vanadium). 1830-cu ildə kəşf edilmiş və Skandinaviya tanrısı Vanadiumun adını daşıyan ağ rəngli kövrək metal. Lüğət xarici sözlər, rus dilinə daxildir. Çudinov A.N., 1910. VANADIUM lat. vanadium, Vanadia adlı,...... Rus dilinin xarici sözlərin lüğəti

- (kimyəvi dəyəri V, atom çəkisi 51) fosfor və azotla birləşmələrə bənzər kimyəvi element. V. birləşmələri çox vaxt cüzi miqdarda olsa da, dəmir filizlərində və bəzi gillərdə olur; vanadik dəmir filizlərinin ilkin emalı, V. hissəsi... ... Brockhaus və Efron ensiklopediyası

Vanad Rus sinonimlərinin lüğəti. vanadium adı, sinonimlərin sayı: 2 vanadium (1) element... Sinonim lüğət

VANADIUM- VANADIUM, kimyəvi. işarəsi V, at. V. 51.0, bərk, elastik polad rəngli metal, ərimə temperaturu 1715°, sp. çəki 5.688. V. birləşmələri təbiətdə geniş yayılmışdır. Bu birləşmələr zəhərdir, gücü baxımından arsenikdən aşağı deyil; onların var... ... Böyük Tibb Ensiklopediyası

- (Vanadium), V, dövri sistemin V qrupunun kimyəvi elementi, atom nömrəsi 23, atom kütləsi 50,9415; metal, ərimə temperaturu 1920°C. İstiliyədavamlı, sərt və korroziyaya davamlı ərintilərin tərkib hissəsi kimi polad və çuqun ərintisi üçün istifadə olunur. Müasir ensiklopediya

- (lat. Vanadium) V, dövri sistemin V qrupunun kimyəvi elementi, atom nömrəsi 23, atom kütləsi 50,9415. Adı qədim Nors gözəllik ilahəsi Vanadisdən gəlir. Polad boz sərt metal. Sıxlıq 6,11 q/sm³, ərimə nöqtəsi 1920 .C.… … Böyük ensiklopedik lüğət

- (simvol V), KEÇİD ELEMENTİ, 1801-ci ildə kəşf edilmişdir. Gümüş-ağ, elastik, möhkəm metal. DƏMİR, QURŞUNUN VƏ URAN filizlərində, həmçinin kömür və neftdə tapılır. Güc və istilik müqavimətini artırmaq üçün polad ərintilərində istifadə olunur.… … Elmi-texniki ensiklopedik lüğət Fiziki ensiklopediya

vanadium- V V qrupun elementi Dövri. sistemləri; saat. n. 23, saat. m 50.942; polad boz metal. Təbii V iki izotopdan ibarətdir: 51V (99,75%) və 50V (0,25%). V 1801-ci ildə Meksikada açılmışdır. mineralog A. M. del Rio. Baloda. V miqyası ...... Texniki Tərcüməçi Bələdçisi

TƏrif

Vanadium Dövri cədvəlin ikinci dərəcəli (B) yarımqrupunun V qrupunun dördüncü dövründə yerləşir.

d-ailəsinin elementlərinə aiddir. Metal. Təyinatı - V. Seriya nömrəsi - 23. Nisbi atom kütləsi - 50,941 amu.

Vanadium atomunun elektron quruluşu

Vanadium atomu müsbət yüklü nüvədən (+23) ibarətdir, onun daxilində 23 proton və 28 neytron və 23 elektron dörd orbitdə hərəkət edir.

Şəkil 1. Vanadium atomunun sxematik quruluşu.

Orbitallar arasında elektronların paylanması aşağıdakı kimidir:

1s 2 2s 2 2səh 6 3s 2 3səh 6 3d 3 4s 2 .

Vanadium atomunun xarici enerji səviyyəsi valent elektronları olan 5 elektrondan ibarətdir. Kalsiumun oksidləşmə vəziyyəti +5-dir. Əsas vəziyyətinin enerji diaqramı aşağıdakı formanı alır:

Diaqrama əsasən, vanadiumun da +3 oksidləşmə vəziyyətinə sahib olduğunu iddia etmək olar.

Problemin həlli nümunələri

NÜMUNƏ 1

Vanadiumun təsviri və xassələri

Vanadium əvvəlcə Meksikalı A.M. Qızdırıldıqda qırmızımtıl rəng verən qurğuşun olan qəhvəyi filizlərdə Del Rio.

Lakin bu element daha sonra, İsveçli kimyaçı N.G. Sefstrom tərəfindən yerli yatağın dəmir filizini öyrənərkən aşkar edildikdən və ona qədim yunan gözəllik ilahəsi tərəfindən daşınan Vanadis adı ilə uyğun gələn Vanadium adını verəndə rəsmi tanınıb. .

Görünüşünə görə metal gümüşü-boz rəngi ilə poladı xatırladır. Ancaq oxşarlıqlar burada bitir. Vanadium quruluşu: a=3.024A və z=2 parametrləri olan kub bədən mərkəzli qəfəs. Sıxlıq 6,11 q/sm3 təşkil edir.

1920 o C temperaturda əriyir və 3400 o C-də qaynamağa başlayır. Amma açıq havada 300 o C-dən yuxarı temperaturda qızdırmaq metalın plastik xüsusiyyətlərini azaldır və onu kövrək edir, eyni zamanda sərtliyini artırır. Metal atomunun quruluşu bu davranışı anlamağa kömək edir.

vanadium elementi, atom nömrəsi 23 və atom kütləsi 50,942 olan D sisteminin dördüncü dövrünün V qrupuna aiddir. Və bu o deməkdir ki vanadium atomu 23 proton, 23 elektron və 28 neytrondan ibarətdir.

Bunun V qrup elementi olmasına baxmayaraq, vanadium valentliyi həmişə 5-ə bərabər deyil. Müsbət işarə ilə 2, 3, 4 və 5 ola bilər. Fərqli mənalar valentliklər müxtəlif doldurma variantları ilə izah olunur elektron qabıqlar, bu zaman onlar sabit vəziyyətə gəlirlər.

Məlumdur ki, valentliyin müsbət qiyməti kimyəvi elementin atomunun verdiyi elektronların sayı ilə, mənfi qiymət isə onun sabitliyini yaratmaq üçün xarici enerji səviyyəsinə qoşulan elektronların sayı ilə müəyyən edilir. Vanadiumun elektron formulu- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 3 .

O, 4-cü alt səviyyədən asanlıqla iki elektron verə bilər, oksidləşmə vəziyyəti isə 2 valentlik müsbət təzahürü ilə bağlıdır. Ancaq bu elementin bir atomu xarici alt səviyyədən əvvəlki orbitdən daha 3 elektron verə və maksimum +5 oksidləşmə vəziyyətini nümayiş etdirməyə qadirdir.

Valentliyi 2-dən 5-ə qədər olan bu elementin oksidləri kimyəvi təzahürlərində fərqlidir. VO və V 2 O 3 oksidləri əsas təbiətlidir, VO 2 amfoter, V 2 O 5 isə turşudur.

Saf metal çevikliyi ilə seçilir və buna görə də ştamplama, presləmə və yuvarlama yolu ilə asanlıqla emal edilə bilər. Qaynaq və kəsmə inert bir mühitdə aparılmalıdır, çünki qızdırılan zaman çeviklik itirilir.

Emal zamanı metal praktiki olaraq işin sərtləşməsinə məruz qalmır və aralıq yumşalma olmadan soyuq sıxılma zamanı ağır yüklərə davam edə bilər. O, korroziyaya davamlıdır və suyun, o cümlədən dəniz suyunun, həmçinin bəzi turşuların, duzların və qələvilərin zəif məhlullarının təsiri altında dəyişmir.

Vanadium yataqları və mədənçilik

Vanadium kimyəvi elementi, yerüstü süxurlarda olduqca yaygındır, lakin təmiz formada baş vermir, dağılmış vəziyyətdə minerallarda mövcuddur. Onun qayalarda toplanması çox nadirdir. Bu nadir metaldır. Tərkibində 1% olan filiz təmiz maddə zənginlər kateqoriyasına aiddir.

Sənaye hətta 0,1% qıt elementi olan filizləri də diqqətdən kənarda qoymur. Qırxdan çox mineralda aşağı konsentrasiyalarda olur. Sənaye üçün vacib olanlara 29% -ə qədər V 2 O 5 pentoksidi olan vanadium slyuda adlanan roskoelit, 20% V 2 O 5 olan karnotit (uran mika) və 19% V 2 O 5 olan vanadinit daxildir.

Tərkibində metal olan iri filiz yataqları Amerika, Cənubi Afrika, Rusiya, Finlandiya və Avstraliyada yerləşir. Peru dağlarında böyük bir yataq var, burada kükürdlü patronit V 2 S 5 ilə təmsil olunur. Yandırıldıqda, tərkibində 30%-ə qədər V 2 O 5 olan konsentrat əmələ gəlir.

Mineral Qırğızıstan və Qazaxıstanda tapılıb. Məşhur Qızılorda yatağı ən böyük yataqlardan biridir. Rusiyada əsasən hasil olunur Krasnodar bölgəsi(Kerç yatağı) və Uralda (Qusevogorsk titanomagnetit yatağı).

Metalın çıxarılması texnologiyası onun təmizliyinə və istifadə sahəsinə olan tələblərdən asılıdır. Onun istehsal texnologiyasında istifadə olunan əsas üsullar yodid, kalsetermik, alüminotermik, vakuumda karbon-termik və xloriddir.

Yodid metodunun texnologiyası yodidin termal dissosiasiyasına əsaslanır. Kalsium və ya alüminiumdan istifadə edərək termal üsulla V 2 O 5-in azaldılması ilə metal əldə etmək adi haldır.

Bu zaman düstura görə reaksiya baş verir: V 2 O 5 +5Ca = 2V+5CaC+1460 kJ istilik ayrılması ilə, bu, yaranan V-ni əritmək üçün kifayətdir ki, bu da onun boşaldılmasına və bərk formada yığılmasına imkan verir. . Bu üsulla alınan metalın təmizliyi 99,5%-ə çatır.

Müasir yol V ekstraksiyası 1250 o C-dən 1700 o C-ə qədər temperaturda karbonla vakuum şəraitində oksidlərin azaldılmasıdır. Xlorid çıxarılması üsulu maye maqnezium ilə VCl 3-ün azaldılmasını nəzərdə tutur.

Vanadiumun tətbiqi

Metalın əsas istifadə sahələrindən biri poladların keyfiyyətini yaxşılaşdırmaq üçün alaşımlı bir əlavə - ferrovanadium kimi idi. Vanadiumun əlavə edilməsi poladın möhkəmlik parametrlərini, eləcə də onun möhkəmliyini, aşınma müqavimətini və digər xüsusiyyətlərini artırır.

Bu halda aşqar həm oksidləşdirici, həm də karbid əmələ gətirən komponent kimi fəaliyyət göstərir. Karbidlər ərintidə bərabər paylanır, qızdırılan zaman polad taxıllarının struktur artımının qarşısını alır. Vanadium ilə ərintilənmiş çuqun da onun keyfiyyətlərini yaxşılaşdırmağa kömək edir.

Vanadium istifadə olunur titan əsaslı ərintilərin təkmilləşdirilməsi üçün. Bu alaşımlı əlavənin 13%-ə qədərini ehtiva edən titan var. Vanadium həmçinin aviasiya sənayesində istifadə olunan niobium, tantal və xrom ərintilərində, həmçinin aviasiya və raket texnikası üçün alüminium, titan və digər materiallarda mövcuddur.

Elementin unikallığı onu nüvə sənayesində atom elektrik stansiyaları üçün yanacaq çubuqları üçün kanal borularının istehsalında istifadə etməyə imkan verir, çünki o, sirkonium kimi, nüvə enerjisi zamanı vacib olan istilik neytronlarını aşağı eninə tutma xüsusiyyətinə malikdir. reaksiyalar. Atom hidrogen texnologiyasında vanadium xlorid su ilə termokimyəvi qarşılıqlı əlaqə üçün istifadə olunur.

Vanadium kimya və kənd təsərrüfatı sənayesində, tibbdə, şüşə istehsalında, toxuculuqda, boya və lak istehsalında və akkumulyator istehsalında istifadə olunur. Geniş yayılmış əl və ərinti alətləri xrom vanadium, davamlılığı ilə seçilir.

Ən son sahələrdən biri elektronikadır. Xüsusilə maraqlı və perspektivli dioksidlərə əsaslanan bir materialdır. titan və vanadium. Xüsusi bir şəkildə birləşdirilərək, kompüterlərin və digər elektron cihazların yaddaşını və sürətini əhəmiyyətli dərəcədə artırmaq qabiliyyətinə malik bir sistem yaradırlar.

Vanadium qiyməti

Bitmiş xammal kimi vanadium ayrılırçubuqlar, dairələr, həmçinin oksidlər şəklində. Bu odadavamlı metalın istehsalı ilə məşğul olan bir çox müəssisələrin çeşidinə müxtəlif dərəcəli ərintilər daxildir. Qiymət əsasən təyinatdan, metalın təmizliyindən, istehsal üsulundan, həmçinin məhsulun növündən asılıdır.

Məsələn, Yekaterinburqdakı NPK "Xüsusi Metallurgiya" müəssisəsi külçələri kq-ı 7 min, ton üçün 440-500 min, VNM-1 markalı külçələri tonu üçün 500 min qiymətə satır. Bazar şəraitindən və məhsullara tələbatdan asılı olaraq qiymət də dəyişə bilər.

Vanadium(Vanadium), V, Mendeleyevin dövri sisteminin V qrupunun kimyəvi elementi; atom nömrəsi 23, atom kütləsi 50,942; metal boz-polad rəng. Təbii vanadium iki izotopdan ibarətdir: 51 V (99,75%) və 50 V (0,25%); sonuncu zəif radioaktivdir (yarımparçalanma dövrü T ½ = 10 14 il). Vanadium 1801-ci ildə meksikalı mineralog A. M. del Rio tərəfindən Meksikanın qəhvəyi qurğuşun filizində kəşf edilmiş və qızdırılan duzların gözəl qırmızı rənginə görə eritronium (yunan dilindən erythros - qırmızı) adlandırılmışdır. 1830-cu ildə isveçli kimyaçı N. G. Sefström Tabergdən (İsveç) dəmir filizində yeni element kəşf etdi və onu qədim İskandinav gözəllik ilahəsi Vanadisin şərəfinə Vanadium adlandırdı. 1869-cu ildə ingilis kimyaçısı Q.Roskoe hidrogenlə VCl 2-ni azaltmaqla toz halında metal Vanadium əldə etdi. Vanadium 20-ci əsrin əvvəllərindən sənaye miqyasında hasil edilir.

Yer qabığında vanadiumun miqdarı kütləcə 1,5·10 -2% təşkil edir, kifayət qədər yayılmış elementdir, lakin süxurlarda və minerallarda səpələnmişdir. From çox sayda Sənaye əhəmiyyətli vanadium mineralları patronit, roskoelit, deklozit, karnotit, vanadinit və başqalarıdır. Vanadiumun mühüm mənbəyi titanomagnetit və çöküntü (fosforlu) dəmir filizləri, həmçinin oksidləşmiş mis-qurğuşun-sink filizləridir. Vanadium uran xammalının, fosforitlərin, boksitlərin və müxtəlif üzvi yataqların (asfaltitlər, neft şistlərinin) emalı zamanı əlavə məhsul kimi çıxarılır.

Vanadiumun fiziki xassələri. Vanadium a=3,0282Å dövrü olan bədən mərkəzli kub qəfəsə malikdir. Saf vəziyyətdə vanadium elastikdir və təzyiqlə asanlıqla işlənə bilər. Sıxlıq 6,11 q/sm3; ərimə temperaturu 1900°С, qaynama temperaturu 3400°С; xüsusi istilik tutumu (20-100°C-də) 0,120 kal/q deq; xətti genişlənmənin istilik əmsalı (20-1000°C-də) 10,6·10 -6 deq -1; spesifik elektrik müqaviməti 20°C-də 24,8·10 -8 ohm·m (24,8·10 -6 ohm·sm); 4,5 K-dan aşağı vanadium super keçiricilik vəziyyətinə keçir. Yuyulduqdan sonra yüksək təmizlikli vanadiumun mexaniki xassələri: elastik modul 135,25 n/m2 (13520 kqf/mm2), dartılma gücü 120 n/m2 (12 kqf/mm2), uzanma 17%, Brinell sərtliyi 700 mn/m 2 (70 kqf/) mm 2). Qaz çirkləri vanadiumun çevikliyini kəskin şəkildə azaldır və onun sərtliyini və kövrəkliyini artırır.

Vanadiumun kimyəvi xassələri. Adi temperaturda Vanadium hava, dəniz suyu və qələvi məhlullardan təsirlənmir; hidrofluorik turşu istisna olmaqla, oksidləşdirici olmayan turşulara davamlıdır. Xlorid və sulfat turşularında korroziyaya davamlılıq baxımından Vanadium titan və paslanmayan poladdan əhəmiyyətli dərəcədə üstündür. 300°C-dən yuxarı havada qızdırıldıqda vanadium oksigeni udur və kövrək olur. 600-700°C-də Vanadium V 2 O 5 oksidi, həmçinin aşağı oksidlər əmələ gətirmək üçün intensiv oksidləşir. Vanadiumu azot axınında 700°C-dən yuxarı qızdırdıqda suda və turşularda sabit olan nitrid VN əmələ gəlir (bp 2050°C). Vanadium yüksək temperaturda karbonla reaksiya verir və yüksək sərtliyə malik odadavamlı karbid VC (mp 2800°C) verir.

Vanadium 2, 3, 4 və 5 valentliyə uyğun birləşmələr verir; Müvafiq olaraq, aşağıdakı oksidlər məlumdur: VO və V 2 O 3 (təbiətdə əsas), VO 2 (amfoter) və V 2 O 5 (turşu). 2 və 3 valentli vanadiumun birləşmələri qeyri-sabitdir və güclü reduksiyaedici maddələrdir. Praktik əhəmiyyəti yüksək valentliyə malik birləşmələrə malikdir. Vanadiumun müxtəlif valentli birləşmələr meydana gətirmə meylindən istifadə olunur analitik kimya, və həmçinin V 2 O 5-in katalitik xüsusiyyətlərini təyin edir. Vanadium (V) oksidi vanadatlar əmələ gətirmək üçün qələvilərdə həll olunur.

Vanadiumun hazırlanması. Vanadiumu çıxarmaq üçün aşağıdakılardan istifadə olunur: filizin və ya filiz konsentratının turşuların və qələvilərin məhlulları ilə birbaşa yuyulması; xammalın qovrulması (çox vaxt NaCl əlavələri ilə), sonra qovurma məhsulunun su və ya seyreltilmiş turşularla yuyulması. Hidratlanmış Vanadium (V) oksidi məhlullardan hidroliz yolu ilə ayrılır (pH = 1-3). Tərkibində vanadium olan dəmir filizləri domna sobasında əridildikdə vanadium çuquna, poladda emal edildikdə isə 10-16% V 2 O 5 olan şlak alınır. Vanadium şlakları süfrə duzu ilə qovrulur. Yanmış material su ilə, sonra isə seyreltilmiş sulfat turşusu ilə yuyulur. V 2 O 5 məhlullardan təcrid olunur. Sonuncu ferrovanadiumun (35-70% vanadiumlu dəmir ərintiləri) əridilməsi və metal vanadium və onun birləşmələrinin alınması üçün istifadə olunur. Dövülən metal Vanadium təmiz V 2 O 5 və ya V 2 O 3-ün kalsium-termik reduksiyası ilə əldə edilir; alüminium ilə V 2 O 5-in azaldılması; V 2 O 3-ün vakuum karbon-termik azaldılması; VCl 3-ün maqnezium-termik azaldılması; vanadium yodidin termal dissosiasiyası. Vanadium istehlak elektrodu olan vakuum qövs sobalarında və elektron şüa sobalarında əridilir.

Vanadiumun tətbiqi. Qara metallurgiya Vanadiumun əsas istehlakçısıdır (istehsal olunan bütün metalın 95%-ə qədəri). Vanadium yüksək sürətli poladın, onun əvəzedicilərinin, aşağı alaşımlı alət poladlarının və bəzi struktur çeliklərinin bir hissəsidir. 0,15-0,25% Vanadiumun tətbiqi ilə poladın gücü, möhkəmliyi, yorulma müqaviməti və aşınma müqaviməti kəskin şəkildə artır. Polada daxil olan vanadium həm oksidləşdirici, həm də karbid əmələ gətirən elementdir. Dağılmış daxilolmalar şəklində paylanan vanadium karbidləri, polad qızdırıldıqda taxıl böyüməsinin qarşısını alır. Vanadium poladda əsas ərinti - ferrovanadium şəklində daxil edilir. Vanadium həmçinin çuqun ərintisi üçün istifadə olunur. Vanadiumun istehlakçısı titan ərintisi sənayesidir; bəzi titan ərintiləri 13%-ə qədər vanadium ehtiva edir. Tərkibində vanadium əlavələri olan niobium, xrom və tantal əsasında ərintilər aviasiya, raket və texnologiyanın digər sahələrində istifadə edilmişdir. Aviasiya, raket və nüvə texnologiyalarında istifadə üçün Ti, Nb, W, Zr və Al əlavələri ilə Vanadium əsasında istiliyədavamlı və korroziyaya davamlı ərintilərin müxtəlif kompozisiyaları hazırlanır. Vanadiumun Ga, Si və Ti ilə superkeçirici ərintiləri və birləşmələri maraq doğurur.

Saf metal Vanadium nüvə enerjisində (yanacaq elementləri üçün qabıqlar, borular) və elektron cihazların istehsalında istifadə olunur. Vanadium birləşmələri kimya sənayesində katalizator kimi istifadə olunur Kənd təsərrüfatı və tibb, tekstil, boya və lak, rezin, keramika, şüşə, foto və kino sənayesində.

Vanadium birləşmələri zəhərlidir. Tərkibində Vanadiz birləşmələri olan tozları nəfəs almaqla zəhərlənmə mümkündür.Onlar tənəffüs yollarının qıcıqlanmasına, ağciyərlərə qanaxmalara, başgicəllənməyə, ürəyin, böyrəklərin fəaliyyətinin pozulmasına və s.

Bədəndə vanadium. Vanadium - sabit komponent bitki və heyvan orqanizmləri. Vanadiumun mənbəyi maqmatik süxurlar və şistlər (təxminən 0,013% Vanadium ehtiva edir), həmçinin qumdaşı və əhəngdaşlarıdır (təxminən 0,002% Vanadium). Torpaqlarda Vanadium təxminən 0,01% təşkil edir (əsasən humusda); şirin və dəniz sularında 1·10 -7 -2·10 -7%. Quruda və suda yaşayan bitkilərdə vanadiumun miqdarı quruda və dəniz heyvanlarında (1,5·10 -5 - 2·10 -4%) olduğundan xeyli yüksəkdir (0,16-0,2%). Vanadiumun konsentratorları bunlardır: bryozoan Plumatella, mollyuska Pleurobranchus plumula, dəniz xiyarları Stichopus mobii, bəzi ascidianslar, qəliblərdən - qara aspergillus, göbələklərdən - toadstool (Amanita muscaria).