Vanád

z Wikipédie, slobodnej encyklopédie
Prejsť na: navigácia, hľadanie
Vanád
23 titán ← vanád → chróm
 

V

Nb
V
Vzhľad
strieborno-šedý kov
vanád
Všeobecné
Názov (lat.), značka, protónové číslo vanád (vanadium), V, 23
Umiestnenie v PSP 5. skupina4. periódablok d
Séria prechodné prvky, kovy
Atómové vlastnosti
Atómová hmotnosť 50,9415 g·mol−1
Elektrónová konfigurácia [Ar] 3d3 4s2
Atómový polomer 134 pm
Kovalentný polomer 153 pm
Kovový polomer 136 pm
Iónový polomer
pre: V5+
59 pm
Chemické vlastnosti
Elektronegativita 1,63 (podľa Paulinga)
Ionizačná energia(e) 1: 650,9 kJ.mol−1
2: 1 414 kJ.mol−1
3: 2 830 kJ.mol−1
4: 4 800 kJ.mol−1
Oxidačné číslo(a) II, III, IV, V
Št. potenciál
(V2+/V)
-1,18 V
Fyzikálne vlastnosti (za norm. podmienok)
Skupenstvo pevné
Hustota 6,0 kg·dm−3
Hustota kvapaliny
(pri 2 183 K)
5,5 kg·dm−3
Teplota topenia 2 183 K (1 909,85 °C)
Teplota varu 3 680 K (3 406,85 °C)
Sk. teplo topenia 21,5 kJ·mol−1
Sk. teplo varu 459 kJ·mol−1
Tepelná kapacita 24,89 J·mol−1·K−1
Tlak pary
p(Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
pri T(K) 2 101 2 289 2 523 2 814 2 187 2 679
Iné
Kryštálová sústava kubická, priestorovo centrovaná
Magnetizmus paramagnetický
Elektrický odpor 197 nΩ·m
Tep. vodivosť 30,7 W·m−1·K−1
Tep. rožťažnosť 8,4 µm·m−1·K−1
Rýchl. zvuku 4 560 m·s−1
Youngov modul 128 GPa
Pružnosť v šmyku 47 GPa
Objemová pružnosť 160 GPa
Poissonovo č. 0,37
Tvrdosť (Mohs) 6,7
Reg. číslo CAS 7440-62-2
Izotop(y) (vybrané)
Izotop Výskyt t1/2 Rr Er (MeV) Pr
Radioactive.svg 48V synt. 15,9735 d. ε+β+ 4,0123 48Ti
Radioactive.svg 49V synt. 330 d. ε 0,6019 49Ti
Radioactive.svg 50V 0,25 % 1,5x1017 r. ε 2,2083 50Ti
synt.   β- 1,0369 50Cr
51V 99,75 % stabilný s 28 neutrónmi
Commons-logo.svg
 Commons ponúka multimediálny obsah na tému vanád.
Pozri aj chemický portál

Vanád vanadium (zo severogermánskeho Vanadis, mena germánskej bohyne krásy Freyje, podľa nádherného vzhľadu niektorých vanádových zlúčenín) je chemický prvok v Periodickej tabuľke prvkov, ktorý má značku V a protónové číslo 23. Vanád je zriedkavý, mäkký, nemagnetický, tuhý, kujný a striebristý prechodový kov. Vykazuje vysokú odolnosť voči korózii. Stálosť zachováva v alkáliách (zásadách), kyseline sírovej a chlorovodíkovej. Pri teplotách nad 933 K (660 °C) oxiduje na oxid vanadičný V2O5.
Vanád vykazuje vysokú mechanickú pevnosť.

V zlúčeninách má vanád najčastejšie oxidačný stupeň (oxidačné číslo) +5, ale často sa vyskytuje aj +2, +3, +4, aj keď s tendenciou prechádzať na stupeň +5. Oxidy vanadnaté a vanadité reagujú zásadito, oxid vanadičitý amfotericky a oxid vanadičný kyslo.

Obľúbeným experimentom na farebné zobrazenie týchto 4 oxidačných stupňov je redukcia bezfarebného vanadičnanu (?-)amónneho (NH4VO3) kovovým zinkom. Postupne sa vytvorí modrý (IV), zelený (III) a bledofialový (II) slaný roztok vanádu. Nižšie mocenstvá pôsobením vzduchu zoxidujú znova na zlúčeninu V. Pre túto ľahkú menitelnosť mocenstva sa vanád používa aj ako katalyzátor. Oxidačný stupeň +1 sa vyskytuje zriedka. Ale možné sú aj stupne 0, -1 a -3.

Využitie[upraviť | upraviť zdroj]

Zhruba 80 % vyrobeného vanádu sa predáva vo forme ferovanádu alebo spotrebuje ako legujúca prísada (zliatinový prvok) v oceliarskom priemysle. Tvrdé a húževnaté vanádové ocele však zriedka obsahujú viac ako 1 % vanádu.

História[upraviť | upraviť zdroj]

Vanád najprv objavil Andres Manuel del Rio, španielsky mineralóg v roku 1801 v Mexiko-City v olovenej rude s dnešným názvom vanadinit (vanadičnan (?-)olova), ktorý nazval "brown lead". Pre farby podobné chrómu rôznych zlúčenín tohoto prvku ho nazval panchróm. Neskôr del Rio zmenil jeho meno na erythronium (po gr. červený) , pretože pri zahriatí sa farbil väčšinou na červeno.

Francúzsky chemici presvedčili del Rio, že "brown lead" je bázický chroman olovnatý, takže erythronium je len znečistený chróm. Del Rio sa dal presvedčiť a na jeho objav sa zabudlo. Roku 1831 znovuobjavil vanád Švéd Nils Gabriel Sefström pri experimentovaní so železnými rudami. V tom istom roku potvrdil Friedrich Wöhler del Riove skoršie práce. Kovový vanád bol vyrobený roku 1867 Henrym Enfieldom Roscoe redukciou chloridu vanaditého pomocou vodíka.

Zlúčeniny vanádu sa vyznačujú veľkou a peknou farebnou pestrosťou. Preto ho Sefström nazval podľa Freyje, nordickej bohyne krásy, zvanej Vanadis.

Fyziológia[upraviť | upraviť zdroj]

V biologických sústavách je vanád esenciálnou súčastou niektorých enzýmov. Nitrogenázu vanádu (?) používajú niektoré mikroorganizmy oxidujúce dusík.

Potkany a sliepky vo veľmi malých množstvách taktiež potrebujú vanád. Nedostatok vanádu u nich vedie k zníženému rastu a slabšiemu rozmnožovaniu.

Ióny vanadičnanu VO43- majú podobný účinok ako inzulín. Bohužiaľ sú však potrebné dávky toxické. Oveľa menej toxický je vanadylion(?) VO2-, ale telo ho nevie vstrebať v potrebnom množstve. Sľubné sú organické vanadylové komplexy. Vanád sa okrem toho dnes používa aj ako anoretikum, ktoré pomáha cítiť sa rýchlejšie sýty. Je napr. v tabletkách na chudnutie TrimSpa.

Výskyt[upraviť | upraviť zdroj]

Vanád sa vyskytuje len vo forme zlúčenín. Momentálne je známych 65 nerastov.

Aj bauxit a fosílne nosiče energie ako ropa, uhlie, olejová bridlica a dechtový piesok obsahuje nezanedbateľné množstvá vanádu.Spektrálnou analýzou možno vanád preukázať v slnečnom svetle a svetle niektorých hviezd.

Výroba[upraviť | upraviť zdroj]

Kovový vanád sa najčastejšie vyrába redukciou oxidu vanadičného V2O5 pomocou vápnika pod pretlakom.

Zlúčeniny[upraviť | upraviť zdroj]

Oxid vanadičný (V2O5) sa používa ako NH3-SCR-katalyzátor v spaľovniach odpadu (TiO2-WO3-V2O5) a ako farbivo. Vo vode je len nepatrne rozpustný. Od oxidu vanadičného sa odvodzuje zložitá chémia vodných roztokov izopolyvanadičnanov, ktoré sú predzvesťou ešte rozsiahlejšej chémie polymolybdénanov a polyvolfrámanov v nasledujúcej šiestej skupine.

Bezpečnostné opatrenia[upraviť | upraviť zdroj]

Vanád je vysoko horľavý. Zlúčeniny vanádu sú vysoko jedovaté. Vdychovaný prach obsahujúci vanád môže spôsobiť rakovinu pľúc.

Iné projekty[upraviť | upraviť zdroj]

Externé odkazy[upraviť | upraviť zdroj]