Vanadium

Chemisch element
Schijf Vanadium
Naam	Vanadium, naar Vanadís
Latijn
Symbool	V
Atoomnummer	23
Soort	Overgangsmetaal
Kleur	Wit tot donkergrijs
Smeltpunt	1910 oC
Kookpunt	3407 oC
Portaal Scheikunde

Vanadium is een chemisch element met het symbool V en atoomnummer 23 in het Periodiek Systeem in de scheikunde. Het is een hard, zilvergrijs, kneedbaar overgangsmetaal. Het elementaire (als element) metaal wordt zelden in de natuur gevonden. Vanadium is een gemiddeld hard, vervormbaar, staalblauw metaal. Het is elektrisch geleidend en warmte isolerend.

Voorkomen

Vanadium is het 20e meest voorkomende element in de aardkorst. Vanadium komt van nature voor als verbinding in ongeveer 65 mineralen en in fossiele brandstoffen. Het wordt in Zuid-Afrika, China en Rusland gewonnen en/of gemaakt uit bijproducten van staal-smelterijen. Andere landen produceren het rechtstreeks uit magnetiet, rookgassen van zware olie of als bijproduct van uranium-winning.

Vanadium in erts of mineraal

• 

  Het mineraal vanadiniet is een lood-chloor-vanadium-oxide met de chemische formule Pb₅(VO₄)₃Cl.

• 

  Het mineraal magnetiet is een oxide van ijzer. De chemische formule luidt Fe³⁺₂Fe²⁺O₄. Het is magnetisch.

• 

  Carnotiet is een kalium uranium vanadaat radioactief mineraal met chemische formule K₂(U O₂) ₂ (V O₄) ₂ · 3 H₂O.

Geschiedenis

Andrés Manuel del Río ontdekte in 1801 in Mexico verbindingen van vanadium door een nieuw lood-houdend mineraal te analyseren (onderzoeken) dat hij "bruin lood" noemde. Hoewel hij eerst aannam dat de eigenschappen ervan mogelijk van een nieuw element zouden kunnen zijn, werd hij er later door de Franse chemicus Hippolyte Victor Collet-Descotils ten onrechte van overtuigd dat het element gewoon chroom was. In 1830 maakte Nils Gabriel Sefström chloriden (chloor-verbinding) van vanadium, waarmee hij bewees dat er wel degelijk sprake van een nieuw element was, en noemde het "vanadium" naar de Scandinavische godin van schoonheid en vruchtbaarheid, Vanadís (ook bekend als Freyja, waar onze vrijdag naar is vernoemd). De naam is bedacht vanwege het brede scala aan kleuren in vanadiumverbindingen. Het loodmineraal van Del Rio werd uiteindelijk vanadiniet genoemd vanwege het vanadiumgehalte. In 1867 verkreeg Henry Enfield Roscoe het pure element.

De eerste grootschalige industriële toepassing van vanadium was in de stalen legering van het chassis (onderstel) van de T-Ford. Vanadiumstaal maakte een lager gewicht van staal mogelijk terwijl de treksterkte toenam (ca. 1905).

Gebruik

Het wordt voornamelijk gebruikt voor de productie van speciale staal legeringen, zoals high-speed tool staal, en een aantal aluminium legeringen. De belangrijkste industriële vanadiumverbinding, vanadiumpentoxide, wordt gebruikt als katalysator (gangmaker) voor de productie van zwavel-zuur. De vanadium redox batterij voor energieopslag kan in de toekomst een belangrijke toepassing zijn.

Veruit het grootste deel (80%) van het hedendaags gebruikte vanadium wordt verwerkt in staal. Andere toepassingen zijn: legeringen van roestvast staal; extra sterke gereedschappen, bijvoorbeeld voor in de tandartspraktijk; in combinatie met aluminium en titanium in straalmotoren van vliegtuigen.

Verder zijn er toepassingsmogelijkheden van vanadium in nucleaire installaties als kerncentrales.

Biologie

In de biologie is vanadium van groot belang voor sommige enzymen. Van kippen en ratten is het bekend dat zij vanadium in lage concentraties nodig hebben voor een gezonde groei.

Bij mensen komt vanadium vooral binnen (in kleine hoeveelheden) in voedsel zoals appels, sojabonen, olijfolie, zonnebloemolie, boekweit en eieren.

Als er teveel vanadium binnenkomt (b.v. via de lucht) kan het bronchitis of longontsteking geven.

Verder is het mogelijk dat je aandoeningen krijgt aan: hart- en vaten; ontstekingen van de buik en ingewanden; beschadegingen aan het zenuwstelsel; gaan bloeden van de lever en nieren; uitslag op de huid; ernstige trillingen en verlammings-verschijnselen; neusbloedingen en keelpijn; algehele verzwakking met hoofdpijn, misselijkheid en duizeligheid; mogelijke gedragsveranderingen.

Veiligheid

• 

  Bij te grote inname schade aan diverse organen

• 

  Bij te hoge concentraties schade aan dieren

Toepassingen

• 

  Vanadium Redox batterij

• 

  Sterke gereedschappen

• 

  Sterke stalen onderdelen in straalmotor van vliegtuigen

Plaats in het periodiek systeem

Periodiek systeem
H He Li Be B C N O F Ne Na Mg Al Si P S Cl Ar K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As S e Br Kr Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe Cs Ba * Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn Fr Ra ** Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og ↓ * La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu ** Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr