Wanad

23. pierwiastek chemiczny

Wanad (V, łac. vanadium) – pierwiastek chemiczny z grupy metali przejściowych.

Wanad
tytan ← wanad → chrom
Wygląd
stalowoszary
Wanad
Widmo emisyjne wanadu
Widmo emisyjne wanadu
Ogólne informacje
Nazwa, symbol, l.a.

wanad, V, 23
(łac. vanadium)

Grupa, okres, blok

5, 4, d

Stopień utlenienia

III, V

Właściwości metaliczne

metal przejściowy

Właściwości tlenków

amfoteryczne

Masa atomowa

50,942 ± 0,001[3][a]

Stan skupienia

stały

Gęstość

6110 kg/m³

Temperatura topnienia

1910 °C[1]

Temperatura wrzenia

3407 °C[1]

Numer CAS

7440-62-2

PubChem

23990

Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą
warunków normalnych (0 °C, 1013,25 hPa)

Ma 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 postaci minerałów: patronitu (VS
4
), karnotytu i wanadynitu.

Został odkryty po raz pierwszy w 1801 roku przez Andresa Manuela del Rio i później w 1830 roku przez Nilsa Gabriela Sefströma, który nadał mu obecną nazwę na cześć skandynawskiej bogini Vanadis[4].

Ze względu na małe zasoby rud i użyteczność wojskową stanowi jeden z materiałów strategicznych.[potrzebny przypis]

Sztabki wanadu o czystości 99,95% przetopione strumieniem elektronów i wytrawione powierzchniowo dla uwidocznienia struktury

Własności

edytuj

Jest lśniącym, srebrzystym metalem o słabych własnościach mechanicznych. W stanie czystym kowalny i ciągliwy, staje się kruchy powyżej 300 °C.

Tworzy tlenki o stopniach utlenienia od I do V, o różnej strukturze krystalicznej przy tym samym składzie pierwiastkowym. Jest odporny na działanie wody, zasad, rozcieńczonych roztworów kwasów azotowego i siarkowego. Roztwarza się w wodzie królewskiej, kwasie fluorowodorowym i stężonym siarkowym. Wanad ma właściwości paramagnetyczne oraz wykazuje nadprzewodnictwo niskotemperaturowe.

Zastosowanie

edytuj

Otrzymywanie

edytuj

Metody otrzymywania wanadu metalicznego:

Znaczenie biologiczne

edytuj

Wanad znajduje się w otoczeniu i pożywieniu człowieka. Przypuszczalnie jest 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.[potrzebny przypis]

Zdarzają się przemysłowe i środowiskowe zatrucia wanadem, najważniejszy efekt to uszkodzenie nerek, podrażnienie błon śluzowych układu oddechowego i pokarmowego[potrzebny przypis].

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[potrzebny przypis].

  1. Podana wartość stanowi przybliżoną standardową względną masę atomową (ang. abridged standard atomic weight) publikowaną wraz ze standardową względną masą atomową, która wynosi 50,9415 ± 0,0001. Zob. Prohaska i in. 2021 ↓, s. 584.

Przypisy

edytuj
  1. a b David R. Lide (red.), CRC Handbook of Chemistry and Physics, wyd. 90, Boca Raton: CRC Press, 2009, s. 4-40, ISBN 978-1-4200-9084-0 (ang.).
  2. Vanadium (nr 262935) (ang.) – karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich (Merck) na obszar Stanów Zjednoczonych. [dostęp 2011-10-05]. (przeczytaj, jeśli nie wyświetla się prawidłowa wersja karty charakterystyki)
  3. Thomas Prohaska i inni, Standard atomic weights of the elements 2021 (IUPAC Technical Report), „Pure and Applied Chemistry”, 94 (5), 2021, s. 573–600, DOI10.1515/pac-2019-0603 (ang.).
  4. Ignacy Eichstaedt: Księga pierwiastków. Warszawa: Wiedza Powszechna, 1973, s. 193–195. OCLC 839118859.
  5. Michael Hävecker i inni, Surface chemistry of phase-pure M1 MoVTeNb oxide during operation in selective oxidation of propane to acrylic acid, „Journal of Catalysis”, 285 (1), 2012, s. 48–60, DOI10.1016/j.jcat.2011.09.012 [dostęp 2024-07-06] (ang.).
  6. Lénárd-István Csepei, Kinetic studies of propane oxidation on Mo and V based mixed oxide catalysts [online], Technischen Universität Berlin, 2011 [dostęp 2024-07-06] (ang.).
  7. Kazuhiko Amakawa i inni, Multifunctionality of Crystalline MoV(TeNb) M1 Oxide Catalysts in Selective Oxidation of Propane and Benzyl Alcohol, „ACS Catalysis”, 3 (6), 2013, s. 1103–1113, DOI10.1021/cs400010q [dostęp 2024-07-06] (ang.).
  8. Samira Slyemi i inni, Comparative study of physico-chemical, acid–base and catalytic properties of vanadium based catalysts in the oxidehydrogenation of n-butane: effect of the oxide carrier, „Reaction Kinetics, Mechanisms and Catalysis”, 128 (2), 2019, s. 831–845, DOI10.1007/s11144-019-01653-2 [dostęp 2024-07-06] (ang.).
  9. N.D. Shcherban, E.A. Diyuk, V.V. Sydorchuk, Synthesis and catalytic activity of vanadium phosphorous oxides systems supported on silicon carbide for the selective oxidation of n-butane to maleic anhydride, „Reaction Kinetics, Mechanisms and Catalysis”, 126 (2), 2019, s. 975–985, DOI10.1007/s11144-018-01530-4 [dostęp 2024-07-06] (ang.).
  10. Jiaqi Liu i inni, Enhanced hydrothermal stability of a manganese metavanadate catalyst based on WO3–TiO2 for the selective catalytic reduction of NOx with NH3, „Reaction Kinetics, Mechanisms and Catalysis”, 128 (1), 2019, s. 175–191, DOI10.1007/s11144-019-01624-7 [dostęp 2024-07-06] (ang.).
  11. Samuel C. Perry i inni, Electrochemical synthesis of hydrogen peroxide from water and oxygen, „Nature Reviews Chemistry”, 3 (7), 2019, s. 442–458, DOI10.1038/s41570-019-0110-6 [dostęp 2024-07-06] (ang.).
  12. V – Wanad (vanadium) dodatek stopowy, stal narzędziowa, stal szybkotnąca, stale gatunkowe. Alfa-Tech. [dostęp 2015-10-15].