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Vanadium


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Vanadium auch: Vanadin (v.altnord.: Vanadis [Name der germanischen Göttin der Schönheit Freya ; nach dem farbenprächtigen Aussehen mancher V-Verbindungen]) ein chemisches Element im Periodensystem der Elemente mit dem Symbol V und der Ordnungszahl 23.
Eigenschaften
Titan_(Element) - Vanadium - Chrom
V
Nb   
 
 
Allgemein
Name Symbol Ordnungszahl Vanadium V 23
Serie Übergangsmetalle
Gruppe Periode Block 5 4 d
Dichte Mohshärte 6110 kg/m 3 7.0
Aussehen silbrig grau metallisch
Atomar
Atomgewicht 50.9415 amu
Atomradius (berechnet) 135 (171) pm
Kovalenter Radius 125 pm
van der Waals-Radius k.A. pm
Elektronenkonfiguration [Ar]3d 3 4s 2
e - 's pro Energieniveau 2 8 11 2
Oxidationszustände ( Oxid ) 5 3 (amphoter)
Kristallstruktur kubisch raumzentriert
Physikalisch
Aggregatzustand ( Magnetismus ) fest ( __ )
Schmelzpunkt 2175 K (1902° C )
Siedepunkt 3682 K (3409°C)
Molares Volumen 8.32 × 10 -3 m 3 /mol
Verdampfungswärme 0.452 kJ/mol
Schmelzwärme 20.9 kJ/mol
Dampfdruck 3.06 Pa bei 2175 K
Schallgeschwindigkeit 4560 m/s bei 293.15 K
Verschiedenes
Elektronegativität 1.63 ( Pauling-Skala )
Spezifische Wärmekapazität 490 J/(kg*K)
Elektrische Leitfähigkeit 4.89 10 6 /m Ohm
Wärmeleitfähigkeit 30.7 W/(m*K)
1. Ionisierungsenergie 650.9 kJ/mol
2. Ionisierungsenergie 1414 kJ/mol
3. Ionisierungsenergie 2830 kJ/mol
4. Ionisierungsenergie 4507 kJ/mol
5. Ionisierungsenergie 6298.7 kJ/mol
Stabilste Isotope
Isotop NH t 1/2 ZM ZE M eV ZP
48 V {syn.} 15.9735 Tage ε 4.012 48 Ti
49 V {syn.} 330 Tage ε 0.602 49 Ti
50 V {syn.} 1.4E17 y ε
β
2.208
1.037
50 Ti
50 Cr
51 V 100% Vanadium ist stabil mit 28 Neutronen
NMR-Eigenschaften
50 V 51 V
Kernspin 6 7/2
gamma / rad / T 2.667e7 7.032e7
Empfindlichkeit 0.0555 0.383
Larmorfrequenz bei B=4.7 T 19.9 M Hz 52.6 M Hz
SI -Einheiten und Standardbedingungen werden benutzt
sofern nicht anders angegeben.
Es ist ein seltenes weiches und Element. Vanadinerze sind verschwistert mit anderen metallischen Sein Hauptverwendungszweck ist die Werkstoffherstellung.

Inhaltsverzeichnis

Bemerkenswerte Eigenschaften

Vanadium ist ein nichtmagnetisches zähes schmiedbares silbrigglänzendes Übergangsmetall. Es weist eine gute Korrosionsbeständigkeit In Alkalien Schwefel- und Salzsäure ist es gut beständig. Bei Temperaturen 933 K (660 °C) oxidiert es zu Vanadiumpentoxid V 2 O 5 .
Vanadium besitzt eine hohe mechanische Festigkeit.

In Verbindungen liegt Vanadin meist in Oxidationsstufe +5 vor. Aber auch die Stufen +3 +4 kommen häufig vor neigen aber Übergang nach Stufe +5. Vanadium(II)- und Vanadium(III)-Oxid basisch Vanadium(IV)-Oxid amphoter und Vanadium(V)-Oxid sauer.

Ein beliebtes Experiment zur farblichen Darstellung 4 Oxidationsstufen ist die Reduktion von farblosem ( N H 4 V O 3 ) mit metallischem Zink . Nacheinander bildet sich eine blaue V(IV)- grüne V(III)- und eine blaßviolette V(II)- Salzlösung. niedrigeren Vanadiumwertigkeiten werden durch Luft wieder zum oxidiert. Wegen dieser leichten Änderbarkeit der Wertigkeit Vanadium auch als Katalysator verwandt. Die Oxidationsstufe tritt selten auf. Aber auch die Stufen -1 und -3 sind möglich.

Anwendungen

Ungefähr 80% des produzierten Vanadins wird Form von Ferrovanadin in den Handel gebracht als Legierungszusatz in der Stahlherstellung verbraucht. Harte- zähe Vanadiumstähle enthalten allerdings selten mehr als Vanadium.
  • Sonderedelstähle für die Herstellung von Medizinischen Instrumenten die Werkzeugherstellung
    • rostbeständige Schnellarbeitsstähle (Werkzeugstähle)
    • mit Aluminium als Legierungszusatz in Titanlegierungen in Gasturbinen und Hochgeschwindigkeitsflugzeugen
  • vanadinhaltige Stähle finden Anwendung als Wellen Kurbelwellen im Getriebbau und anderen kritischen Bauteilen
  • Karbidbildner in der Stahlherstellung.
  • Vanadiumfolien als Pufferschicht beim Plattieren von Titan Stahl.
  • Bänder aus Vanadin-Gallium zur Herstellung von supraleitenden it einer Flussdichte von 175000 Gauss
  • Vanadinverbindungen dienen als Katalysator bei der Herstellung Maleinsäreanhydrid und Schwefelsäure
  • Vanadiumpentoxid (V 2 O 5 ) wird in der Keramikherstellung und als verwendet

Geschichte

Vanadium wurde zuerst von Andres Manuel Rio einem spanischen Mineralogen 1801 in Mexico in einem Bleierz dem Vanadinit (Bleivanadat) entdeckt er "brown lead" nannte. Wegen der chromähnlichen der Elementverbindungen nannte er das neue Element Später änderte del Rio den Namen in (griech. rot) weil es sich beim Erwärmen rot färbte.

Französische Chemiker konnte del Rio davon dass "brown lead" ein basisches Bleichromat Erythronium nur ein verunreinigtes Chrom sei. Del Rio sich überzeugen und seine Entdeckung geriet in 1831 entdeckte der Schwede Nils Gabriel Sefström beim Experimentieren mit Eisenerzen Vanadium neu. gleichen Jahr bestätigte Friedrich Wöhler del Rio's frühere Arbeiten. Metallisches Vanadium 1867 von Henry Enfield Roscoe durch Reduktion von Vanadin(III)-chlorid mit Wasserstoff hergestellt.

Vanadinverbindungen zeigen eine große und schöne Deshalb benannte es Sefström nach Freya der Göttin der Schönheit die den Beinamen Vanadis

Physiologie

In biologischen Systemen ist Vanadium essentieller einiger Enzyme . Vanadium Nitrogenase? nutzen einige stickstofffixierende Mikroorganismen.

Ratten und Hühner benötigen ebenfalls Vanadium sehr geringen Mengen. Vanadiummangel führt bei ihnen reduziertem Wachstum und verringerter Fortpflanzung.

Vanadationen VO 3- zeigen eine ähnliche Wirkung wie Insulin. sind die notwendigen Dosen toxisch. Das weit giftige Vanadylion VO 2- wird vom Körper aber nicht in Menge aufgenommen. Vielversprechend sind organische Vanadylkomplexe.

Vorkommen

Vandium kommt natürlich nur gebunden vor. Zeit sind ca. 65 Mineralien bekannt.
  • Patronite VS 4
  • Vanadinit [Pb 5 (VO 4 )3Cl]
  • Carnotit [K 2 (UO 2 ) 2 (VO 4 ) 2 .3H 2 O]
  • als Verunreinigung in Magnetit einem Eisenerz das bis zu 1-2% enthalten kann.

Ebenso enthalten Bauxit und fossile Enegietäger Rohöl Kohle Ölschiefer und Teersand beträchtliche Mengen Vandium. Spektralanalytisch kann Vanadium im Licht der und einiger Sterne nachgewiesen werden.

Herstellung

Metallisches Vanadium wird meist durch Reduktion Vanadiumpentoxid V 2 O 5 mit Kalzium unter Überdruck durchgeführt. Gewöhnlich fällt Vanadium Co- bzw. Kuppelprodukt (Beispiele? Erdölverarbeitung? Uranerzgewinnung? usw.?)

Verbindungen

Vanadiumpentoxid (V 2 O 5 ) wird eingesetzt als NH 3 -SCR-Katalysator in Müllverbrennungsanlagen (TiO 2 -WO 3 -V 2 O 5 ) und dye and color-fixer ?

Vorsichtsmaßnahmen

Vanadiumstaub ist leicht endzündlch. Vanadiumverbindungen sind Eingeatmeter vanadiumhaltiger Staub kann Lungenkrebs verursachen.

Weblinks




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