Takaisin alkuaineiden luetteloon
 |
Vanadium on hopeanvärinen metalli. Sitä käytetään teräksen lisäaineena vahvistamaan ja suojaamaan korroosiolta. |
Vanadium
| Atominumero: | 23 | Atomisäde: | 179 pm (Van der Waals) |
| Atomisymboli: | 4s23d3 | Hapetustilat: | 5, 4, 3, 2, 1, -1, -3 (amfoteerinen oksidi) |
Historia
Nimetty skandinaavisen jumalatar Vanadisin mukaan. Vanadiinin löysi ensimmäisenä del Rio vuonna 1801. Valitettavasti ranskalainen kemisti ilmoitti virheellisesti, että del Rion uusi alkuaine oli vain epäpuhdasta kromia. Del Rio luuli itsensä erehtyneeksi ja hyväksyi ranskalaisen kemistin lausunnon.
Elementin löysi uudelleen vuonna 1830 Sefström, joka nimesi alkuaineen skandinaavisen jumalatar Vanadisin kunniaksi sen kauniiden moniväristen yhdisteiden vuoksi. Lähes puhtaana sen eristi Roscoe, joka pelkisti kloridin vedyllä vuonna 1867.
Vanadiumia, jonka puhtausaste oli 99,3-99,8 %, valmistettiin vasta vuonna 1922.
Lähteet
Vanadiumia esiintyy noin 65:ssä erilaisessa mineraalissa, joiden joukossa ovat karnotiitti, roscoeliitti, vanadiniitti ja patroniitti, jotka ovat tärkeitä metallin lähteitä. Vanadiinia esiintyy myös fosfaattikivessä ja tietyissä rautamalmissa, ja sitä on joissakin raakaöljyissä orgaanisten kompleksien muodossa. Sitä esiintyy myös pieninä osuuksina meteoriiteissa.
Kaupallinen tuotanto öljytuhkasta on lupaava tärkeä alkuaineen lähde. Erittäin puhdasta sitkeää vanadiinia voidaan saada pelkistämällä vanadiinitrikloridia magnesiumilla tai magnesium-natriumseoksilla.
Suuri osa tuotettavasta vanadiinimetallista valmistetaan nykyisin V2O5:n kalsiumpelkistyksellä painesäiliössä, mikä on muunnos McKechnien ja Seybairin kehittämästä prosessista.
Isotoopit
Luonnollinen vanadiini on kahden isotoopin seos, 50V:n (0,24 %) ja 51V:n (99,76 %). 50V on lievästi radioaktiivinen, ja sen puoliintumisaika on > 3,9 x 1017 vuotta. Muita epävakaita isotooppeja tunnetaan yhdeksän.
Ominaisuudet
Puhdas vanadiini on kirkkaanvalkoinen metalli, pehmeä ja sitkeä. Sillä on hyvä korroosionkestävyys emäksiä, rikki- ja suolahappoa sekä suolavettä vastaan, mutta metalli hapettuu helposti yli 660 °C:n lämpötilassa.
Metallilla on hyvä rakenteellinen lujuus ja matala fissioneutronien poikkileikkaus, mikä tekee siitä käyttökelpoisen ydinteknisissä sovelluksissa.
Käyttökohteet
Vanadiinista valmistetaan ruosteenkestäviä ja nopeakäyttöisiä työkaluteräksiä. Se on tärkeä karbidien stabilointiaine terästen valmistuksessa.
Nyt tuotetusta vanadiinista noin 80 % käytetään ferrovanadiinina tai teräksen lisäaineena. Vanadiinifoliota käytetään sideaineena titaanin verhoamisessa teräkseen. Vanadiinipentoksidia käytetään keramiikassa ja katalysaattorina.
Vanadiinista valmistetaan myös suprajohtava magneetti, jonka kenttä on 175 000 gaussia.
Käsittely
Vanadiini ja sen yhdisteet ovat myrkyllisiä, ja niitä on käsiteltävä varoen. V2O5-pölyn suurin sallittu pitoisuus ilmassa on noin 0,05 (8 tunnin aikapainotettu keskiarvo – 40 tunnin viikko).