Vanadiul este un metal alb-oțel dur, mediu. Deși este un metal mai puțin cunoscut, este destul de valoros în industria prelucrătoare datorită calităților sale maleabile, ductile și rezistente la coroziune.

știința

Vanadiul există rareori ca element liber în natură, dar poate fi găsit în aproximativ 65 de minerale diferite, inclusiv magnetit, vanadinită, carnotit și patronit. Poate fi găsit și în roca fosfat și în unele uleiuri brute. Vanadiul se obține de obicei prin încălzirea minereului zdrobit în prezența carbonului și a clorului pentru a produce triclorură de vanadiu, care este apoi încălzită cu magneziu într-o atmosferă de argon, potrivit Jefferson Lab. Aproximativ 98% din minereul de vanadiu extras provine din Africa de Sud, Rusia și China.

Vanadiul reprezintă 150 de părți pe milion (ppm) din nucleul Pământului și cuprinde 0,019 la sută din scoarța Pământului, potrivit PeriodicTable.com. Cantitatea cosmică de vanadiu din univers este de aproximativ 0,0001 la sută. Vanadiul poate fi detectat spectroscopic în razele Soarelui și ocazional în lumina altor stele.

Doar faptele

  • Număr atomic (numărul de protoni din nucleu): 23
  • Simbol atomic (pe tabelul periodic al elementelor): V
  • Greutatea atomică (masa medie a atomului): 50,9415
  • Densitate: grame pe centimetru cub
  • Faza la temperatura camerei: solidă
  • Punct de topire: 3.470 grade Fahrenheit (1.910 grade Celsius)
  • Punct de fierbere: 6.175 F (3.407 C)
  • Număr de izotopi (atomi ai aceluiași element cu un număr diferit de neutroni): 2; un V-51 stabil; un V-50 radioactiv
  • Cei mai comuni izotopi: V-51 (99,75 la sută din abundența naturală)
(Credit imagine: Greg Robson/Creative Commons, Andrei Marincas Shutterstock)

Descoperire

Vanadiul a fost descoperit de două ori, potrivit Societății Regale de Chimie. În 1801, Andrés Manuel del Rio, profesor de mineralogie în Mexico City, a descoperit-o într-un specimen de vanadit. El a trimis mostre ale elementului (pe care îl numise eritroniu) împreună cu o scrisoare care descrie metodele sale către Institutul de Franța pentru inspecție și confirmare. În mod tragic, scrisoarea sa s-a pierdut într-un naufragiu, potrivit Jefferson Lab, iar Institutul a primit doar eșantionul său, împreună cu o scurtă notă care le spunea cum noul element seamănă cu cromul. Institutul a concluzionat că eșantionul era, de fapt, un mineral de crom, iar del Rio și-a retras afirmația.

Mai târziu, în 1830, vanadiul a fost redescoperit de chimistul suedez Nils Gabriel Sefstrôm în timp ce analiza probe de fier dintr-o mină din Suedia. Probabil inspirat de compușii frumos colorați ai elementului, Sefström a numit elementul vanadiu după zeița norvegiană veche Vanadis, vechiul nume norvegian pentru Freya, care este asociat cu frumusețea și fertilitatea.

Elementul a fost în cele din urmă izolat în 1867 de chimistul englez Sir Henry Enfield Roscoe când combina triclorura de vanadiu (VCl3) cu hidrogen gazos (H2).

Urmă minerală

Dozele mari de vanadiu sunt toxice pentru oameni, dar oamenii de știință cred că este posibil să avem nevoie de element în cantități foarte mici pentru creșterea osoasă normală. Vanadiul poate fi găsit în cantități mici în multe tipuri de alimente, inclusiv ciuperci, piper negru, pătrunjel, buruieni de mărar, crustacee, bere, vin și cereale. Când mâncăm o dietă echilibrată, consumăm doar 0,01 miligrame pe zi, iar acest lucru este mai mult decât suficient pentru nevoile noastre biologice, potrivit Societății Regale de Chimie.

Foarte puține studii despre vanadiu au implicat oameni (majoritatea au fost efectuate pe animale), astfel încât vanadiul nu este recomandat în prezent pentru nicio boală sau condiție de sănătate. Cu toate acestea, mai multe studii pe animale și câteva mici studii la om sugerează că vanadiul poate reduce nivelul zahărului din sânge și poate îmbunătăți sensibilitatea la insulină la pacienții cu diabet zaharat de tip 2, potrivit Universității din Maryland Medical Center.

În unele studii efectuate pe șoareci, de exemplu, s-a demonstrat că vanadiul scade glicemia și nivelurile de colesterol și trigliceride ale lipoproteinelor cu densitate mică (LDL). Într-un studiu din 1994 pe capre, publicat în Journal of the American Dietetic Association, copiii de capră ale căror mame au consumat o dietă cu deficit de vanadiu s-au născut cu deficiențe scheletice și au murit trei zile mai târziu.

Multe dintre studiile efectuate la om cu vanadiu au implicat un număr mic de persoane pentru perioade scurte de timp și cu doze mari, cu mult peste nivelul admisibil superior de admisie (UL), iar oamenii de știință nu știu dacă aceste niveluri sunt chiar sigure pentru consumul uman.

Vanadiul este vândut ca supliment de culturism, de obicei sub formă de sulfat de vanadil. Suplimentul este comercializat ca o modalitate de a crește absorbția musculară de glucoză și aminoacizi și de a spori sinteza glicogenului și a proteinelor. Cu toate acestea, potrivit unor cercetări științifice, vanadiul nu pare să crească activitatea insulinei la persoanele sănătoase, doar la diabetici, potrivit Encyclopedia.com.

Aproximativ 80% din vanadiul produs este aliat cu fier pentru a produce un aditiv din oțel rezistent la șocuri și coroziune numit ferrovanadiu, potrivit Jefferson Lab. Ferrovanadiu conține între 1 și 6% vanadiu.

Aliajele de vanadiu-oțel sunt utilizate pentru a realiza unelte extrem de dure, cum ar fi osii, plăci de blindaj, roți dințate auto, arcuri, unelte de tăiere, tije de piston și arborele cotit. Aliaje de vanadiu sunt, de asemenea, utilizate pentru a produce reactoare nucleare datorită proprietăților lor de absorbție redusă a neutronilor, potrivit Societății Regale de Chimie. De fapt, prima utilizare industrială pe scară largă a vanadiului a fost în cadrul de oțel al modelului T Ford, care a permis un cadru cu o greutate mai ușoară, care avea și o rezistență la tracțiune mai mare.

Compusul pentoxid de vanadiu (V2O5) este utilizat ca mordant (o substanță care fixează permanent coloranții pe țesături), ca catalizator în unele reacții chimice și la fabricarea ceramicii. De asemenea, poate fi combinat cu galiu pentru a forma magneți supraconductori, potrivit Jefferson Lab. Când este amestecat cu aluminiu și titan, vanadiul poate crea un aliaj foarte puternic, care este utilizat pentru aplicații speciale, cum ar fi implanturile dentare și motoarele cu reacție.

Cine stia?

  • Inhalarea unor cantități mari de vanadiu poate duce la probleme pulmonare, cum ar fi bronșita sau pneumonia. S-a demonstrat că lucrătorii expuși la peroxid de vanadiu sunt mai susceptibili la iritarea ochilor, nasului și gâtului.
  • Vanadiul a fost folosit pentru a fabrica piese de artilerie portabile și armuri în primul război mondial.
  • Într-un studiu din 1996 publicat în revista medicală Metabolism, opt persoane cu diabet de tip 2 au primit suplimente de vanadiu timp de o lună. A apărut cu succes moderat în scăderea nivelului de zahăr din sânge, cu puține efecte secundare. În prima săptămână, șase din cei opt participanți au prezentat unele probleme gastro-intestinale, dar aceste efecte secundare au dispărut odată cu utilizarea continuă.
  • Vanadiul are stări de oxidare foarte colorate, inclusiv violet, verde, albastru și galben.
  • În 1911, chimistul german Martin Henze a descoperit vanadiu în celulele sanguine ale stropilor de mare.
  • Atomii de vanadiu au 23 de electroni, 28 de neutroni și 23 de protoni.
  • Deoarece oțelul cu vanadiu își păstrează duritatea la temperaturi ridicate, este utilizat în ferăstraie circulare, burghie, turbine de motor și alte piese în mișcare care produc niveluri ridicate de căldură.
  • Vanadiul poate fi utilizat în procesul de rafinare a uraniului în scopuri nucleare.
  • Vanadiul este prezent într-un număr mic de meteoriți.

Resurse aditionale

Știri recente

Live Science face parte din Future US Inc, un grup internațional de presă și un editor digital de vârf. Vizitați site-ul nostru corporativ.