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Vanadium ist ein silberfarbenes Metall. Es wird als Zusatzstoff in Stahl verwendet, um diesen zu stärken und vor Korrosion zu schützen. |
Vanadium
| Atomzahl: | 23 | Atomradius: | 179 pm (Van der Waals) |
| Atomsymbol: | V | Schmelzpunkt: | 1910 °C |
| Atommasse: | 50.94 | Siedepunkt: | 3407 °C |
| Elektronenkonfiguration: | 4s23d3 | Oxidationszustände: | 5, 4, 3, 2, 1, -1, -3 (ein amphoteres Oxid) |
Geschichte
Benannt nach der skandinavischen Göttin, Vanadis. Vanadium wurde erstmals von del Rio im Jahr 1801 entdeckt. Leider erklärte ein französischer Chemiker fälschlicherweise, dass es sich bei del Rios neuem Element nur um unreines Chrom handelte. Del Rio glaubte, sich geirrt zu haben, und akzeptierte die Erklärung des französischen Chemikers.
Das Element wurde 1830 von Sefstrom wiederentdeckt, der es zu Ehren der skandinavischen Göttin Vanadis benannte, weil es wunderschöne mehrfarbige Verbindungen aufweist. In fast reiner Form wurde es von Roscoe isoliert, der 1867 das Chlorid mit Wasserstoff reduzierte.
Vanadium mit einer Reinheit von 99,3 bis 99,8 % wurde erst 1922 hergestellt.
Quellen
Vanadium kommt in etwa 65 verschiedenen Mineralien vor, darunter Carnotit, Roscoelit, Vanadinit und Patronit, die wichtige Quellen für das Metall sind. Vanadium kommt auch in Phosphatgestein und bestimmten Eisenerzen vor und ist in einigen Rohölen in Form von organischen Komplexen enthalten. Auch in Meteoriten kommt es in geringen Mengen vor.
Die kommerzielle Gewinnung von Vanadium aus Erdölasche ist eine vielversprechende Quelle für dieses Element. Hochreines duktiles Vanadium kann durch Reduktion von Vanadiumtrichlorid mit Magnesium oder mit Magnesium-Natrium-Gemischen gewonnen werden.
Ein großer Teil des Vanadiummetalls wird heute durch Kalziumreduktion von V2O5 in einem Druckbehälter hergestellt, eine Adaption eines von McKechnie und Seybair entwickelten Verfahrens.
Isotope
Natürliches Vanadium ist ein Gemisch aus zwei Isotopen, 50V (0,24 %) und 51V (99,76 %). 50V ist schwach radioaktiv und hat eine Halbwertszeit von > 3,9 x 1017 Jahren. Neun weitere instabile Isotope sind bekannt.
Eigenschaften
Reines Vanadium ist ein helles, weißes Metall, das weich und dehnbar ist. Es hat eine gute Korrosionsbeständigkeit gegenüber Alkalien, Schwefel- und Salzsäure und Salzwasser, aber das Metall oxidiert leicht über 660°C.
Das Metall hat eine gute strukturelle Festigkeit und einen niedrigen Spaltneutronenquerschnitt, was es für nukleare Anwendungen nützlich macht.
Verwendungen
Vanadium wird für die Herstellung von rostbeständigen und Schnellarbeitsstählen verwendet. Es ist ein wichtiger Karbidstabilisator bei der Herstellung von Stählen.
Ungefähr 80 % des heute produzierten Vanadiums wird als Ferrovanadium oder als Stahlzusatzstoff verwendet. Vanadiumfolie wird als Bindemittel beim Plattieren von Titan auf Stahl verwendet. Vanadiumpentoxid wird in der Keramik und als Katalysator verwendet.
Es wird auch zur Herstellung eines supraleitenden Magneten mit einem Feld von 175.000 Gauss verwendet.
Handhabung
Vanadium und seine Verbindungen sind giftig und sollten mit Vorsicht gehandhabt werden. Die maximal zulässige Konzentration von V2O5-Staub in der Luft beträgt etwa 0,05 (8-stündiger zeitlich gewichteter Durchschnitt – 40-Stunden-Woche).