Wolna encyklopedia

Ti - V - Cr   V Nb       Układ okresowy
Dane ogólne
Nazwa, symbol, l.a.*	Wanad, V, 23
Własności metaliczne	metal przejściowy
Grupa, okres, blok	5 (VB), 4, d
Gęstość, twardość	6110 kg/m3, 7,0
Wygląd
Kolor	stalowoszary
Własności atomowe
Masa atomowa	50,9415 u
Promień atomowy (obl.)	135 (171) pm
Promień kowalencyjny	125 pm
Promień van der Waalsa	72 pm (V2+), 67 pm (V3+) 61 pm (V4+), 40 pm (V5+)
Konfiguracja elektronowa	[Ar]3d³4s²
e- na poziom energetyczny	2, 8, 11, 2
Stopień utlenienia	5, 3
Własności kwasowe tlenków	amfoteryczne
Struktura krystaliczna	regularna przestrzennie centrowana, a = 303,82 pm
Własności fizyczne
Stan skupienia	stały
Temperatura topnienia	2175 K (1902 °C)
Temperatura wrzenia	3682 K (3409°C)
Temperatura nadprzewodnictwa	4,6 K (-268,54°C)
Objętość molowa	8,32×10-6 m³/mol
Ciepło parowania	0,452 kJ/mol
Ciepło topnienia	20,9 kJ/mol
Ciśnienie pary nasyconej	3,06 Pa (2175 K)
Prędkość dźwięku	4560 m/s (293,15 K)
Pozostałe dane
Elektroujemność	1,63 (Pauling) 1,45 (Allred)
Ciepło właściwe	490 J/(kg*K)
Przewodność właściwa	4,89×106 S/m
Przewodność cieplna	30,7 W/(m*K)
I Potencjał jonizacyjny	650,9 kJ/mol
II Potencjał jonizacyjny	1414 kJ/mol
III Potencjał jonizacyjny	2830 kJ/mol
IV Potencjał jonizacyjny	4507 kJ/mol
V Potencjał jonizacyjny	6298,7 kJ/mol
Przekrój czynny na pochł. neutronów termicznych	5,1 b/atom
Najbardziej stabilne izotopy*
izotop wyst. o.p.r s.r. e.r. MeV p.r. 48V {syn.} 15,9735 dni β+ 4,012 48Ti 49V {syn.} 330 dni w.e. 0,602 50Ti 50V 0,25% 1,4×1017 lat β- 1,037 50Cr w.e. 2,208 50Ti 51V 99,75% stabilny izotop z 28 neutronami
Tam, gdzie nie jest zaznaczone inaczej, użyte są jednostki SI i warunki normalne.
*Wyjaśnienie skrótów: l.a.=liczba atomowa wyst.=występowanie w przyrodzie, o.p.r.=okres połowicznego rozpadu, s.r.=sposób rozpadu, e.r.=energia rozpadu, p.r.=produkt rozpadu, w.e.=wychwyt elektronu
Wanad

Wanad (V, łac. vanadium) - pierwiastek chemiczny z grupy metali przejściowych w układzie okresowym.

Posiada 11 izotopów z przedziału mas 44-55 oraz izomery jądrowe 50m i 52m. Trwały jest tylko izotop 51.

W skorupie ziemskiej jest go 160 ppm, w formie minerałów: patronit i wanadynit.

Pierwiastek ten został odkryty po raz pierwszy w 1801 r. przez Andresa Manuela del Rio i później w 1831 przez Nilsa Gabriela Sefströma, który nadał mu obecną nazwę na cześć skandynawskiej bogini Vanadis.

Wanad tworzy kilkaset różnych tlenków od stopnia utlenienia 1 do 5 o różnej strukturze krystalicznej przy tym samym składzie pierwiastkowym.

Pierwiastek ten jest odporny na działanie wody, zasad, rozcieńczonych roztworów kwasów azotowego i siarkowego. Roztwarza się w wodzie królewskiej, kwasie fluorowodorowym i stężonym siarkowym.

Wanad wykazuje nadprzewodnictwo niskotemperaturowe oraz właściwości paramagnetyczne.

Pierwiastek ten jest lśniącym, srebrzystym metalem o słabych własnościach mechanicznych. W stanie czystym jest kowalny i ciągliwy. Staje się kruchy w temp. powyżej 300°C. Jest on dodawany do stali jako dodatek poprawiający odporność na ścieranie i pękanie (np. silniki spalinowe, stal narzędziowa). Ze względu na bardzo małe zasoby rud tego metalu i jego użyteczność wojskową stanowi on jeden z materiałów strategicznych.

Zastosowanie

• katalizatory (przede wszystkim V₂O₅ na nośnikach) reakcji utleniania w przemysłowej chemii organicznej, np. utlenianie etylenu do etanolu, oraz w technologii nieorganicznej, np. utlenianie SO₂ do SO₃.
• domieszki do stali
• produkcja cermetali
• materiał konstrukcyjny reaktorów jądrowych
• znacznik promieniotwórczy - sztuczny izotop ⁴⁸V otrzymywany w reakcjach ⁵⁰Cr(d,α)⁴⁸V i ⁴⁷Ti(d,n)⁴⁸V

Otrzymywanie

• redukcja tlenku V₂O₅ wapniem
• redukcja chlorku VCl₃ magnezem
• redukcja tlenku V₂O₃ węglem
• cieplna dysocjacja jodku VI₃ (najczystszy)

Znaczenie biologiczne

Wanad znajduje się w otoczeniu i pożywieniu człowieka. Przypuszczalnie jest on niezbędnym mikroelementem. Ocenia się, że dobowe spożycie wanadu wynosi 10-60 mikrogramów, a zalecane dzienne spożycie 10 mikrogramów. Nie stwierdza się niedoborów wanadu u prawidłowo odżywiających się osób. Zdarzają się przemysłowe i środowiskowe zatrucia wanadem, najważniejszy efekt to uszkodzenie nerek, podrażnienie błon śluzowych układu oddechowego i pokarmowego.

Suplementacja stosowana przez kulturystów (do 60 miligramów wanadu) nie ma uzasadnienia i może być szkodliwa. Wanad jest pierwiastkiem znajdującym się w centrach aktywnych enzymów przemiany glukozy i innych węglowodanów.