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Le vanadium est un métal de couleur argentée. Il est utilisé comme additif dans l’acier pour renforcer et protéger contre la corrosion. |
Vanadium
| Numéro atomique: | 23 | Radius atomique: | 179 pm (Van der Waals) |
| Symbole atomique : | V | Point de fusion: | 1910 °C |
| Poids atomique : | 50,94 | Point d’ébullition: | 3407 °C |
| Configuration des électrons : | 4s23d3 | États d’oxydation: | 5, 4, 3, 2, 1, -1, -3 (un oxyde amphotère) |
Histoire
Nommé d’après la déesse scandinave, Vanadis. Le vanadium a été découvert pour la première fois par del Rio en 1801. Malheureusement, un chimiste français déclara à tort que le nouvel élément de del Rio n’était que du chrome impur. Del Rio se crut dans l’erreur et accepta la déclaration du chimiste français.
L’élément fut redécouvert en 1830 par Sefstrom, qui le nomma en l’honneur de la déesse scandinave, Vanadis, en raison de ses beaux composés multicolores. Il fut isolé sous une forme presque pure par Roscoe qui, en 1867, réduisit le chlorure avec de l’hydrogène.
Le vanadium d’une pureté de 99,3 à 99,8% ne fut pas produit avant 1922.
Sources
Le vanadium se trouve dans environ 65 minéraux différents parmi lesquels la carnotite, la roscoélite, la vanadinite et la patronite, sources importantes du métal. Le vanadium se trouve également dans les roches phosphatées et certains minerais de fer, et il est présent dans certains pétroles bruts sous forme de complexes organiques. On le trouve aussi en petits pourcentages dans les météorites.
La production commerciale à partir de cendres de pétrole est prometteuse comme source importante de l’élément. Le vanadium ductile de haute pureté peut être obtenu par réduction du trichlorure de vanadium avec du magnésium ou avec des mélanges magnésium-sodium.
Une grande partie du vanadium métallique produit est maintenant obtenue par réduction calcique de V2O5 dans un récipient sous pression, une adaptation d’un procédé développé par McKechnie et Seybair.
Isotopes
Le vanadium naturel est un mélange de deux isotopes, 50V (0,24%) et 51V (99,76%). Le 50V est légèrement radioactif, avec une demi-vie de >3,9 x 1017 ans. Neuf autres isotopes instables sont reconnus.
Propriétés
Le vanadium pur est un métal blanc brillant, et est doux et ductile. Il a une bonne résistance à la corrosion des alcalis, de l’acide sulfurique et chlorhydrique, et de l’eau salée, mais le métal s’oxyde facilement au-dessus de 660°C.
Le métal a une bonne résistance structurelle et une faible section transversale des neutrons de fission, ce qui le rend utile dans les applications nucléaires.
Utilisations
Le vanadium est utilisé pour produire des aciers à outils résistant à la rouille et à haute vitesse. C’est un important stabilisateur de carbure dans la fabrication des aciers.
Environ 80% du vanadium actuellement produit est utilisé comme ferrovanadium ou comme additif pour l’acier. La feuille de vanadium est utilisée comme agent de liaison pour le placage du titane sur l’acier. Le pentoxyde de vanadium est utilisé dans les céramiques et comme catalyseur.
Il est également utilisé pour produire un aimant supraconducteur avec un champ de 175 000 gauss.
Manipulation
Le vanadium et ses composés sont toxiques et doivent être manipulés avec précaution. La concentration maximale admissible de poussière de V2O5 dans l’air est d’environ 0,05 (moyenne pondérée dans le temps sur 8 heures – semaine de 40 heures).