Ванадий, свойства атома, химические и физические свойства

Содержание

Чем опасны дефицит и повышенное содержание ванадия?

Как видите, даже такое малоизвестное обывателям вещество способно существенно влиять на наше с вами самочувствие и здоровье. Именно поэтому дефицит ванадия крайне нежелателен. Правда, в утешение можем заметить, что риск его нехватки минимален – встречается он у людей очень редко, правда, возможен у больных шизофренией и у тех, у кого нарушен обмен углеводов.

Ученые сейчас глубоко изучают влияние ванадия на здоровье людей и животных. Исследователи из штатов опытным путем обнаружили, что животные, лишенные ванадия, перестают размножаться, плохо растут, имеют хрупкие кости, деформацию скелета и неприятности с зубами, щитовидкой. У коз, которых выращивали в искусственных условиях без ванадия, участились выкидыши и смерти среди новорожденных козлят.

Также сделан вывод, что дефицит хрома, ванадия, цинка и у людей, и у животных может дать сахарный диабет чрезмерный рост эритроцитов, а также повысить дозы фосфолипидов и липидов печеночных в человеческом организме.

Доктора отмечают, что передозировка ванадия у современных людей встречается намного чаще, чем его дефицит. Наибольший вред может нанести это вещество, полученное организмом с парами бензина либо мазута, или с парами других токсических выбросов. В день здоровому взрослому человеку допустимо получать не более двух миллиграммов вещества, превышение этой дозы крайне нежелательно. Лишь один его процент усваивается, все остальное выводится, но при этом вредит здоровью.

Чаще всего переизбыток спровоцирован плохой экологической ситуацией, вредным производством. Люди, которые трудятся на химических предприятиях, чаще других сталкиваются с этой проблемой. Ниже приведен перечень неприятностей, которые могут быть обусловлены превышением содержания ванадия в организме. Пациенты с избытком ванадия могут иметь следующие сложности со здоровьем:

  • воспалительные процессы разного рода, проблемы с дыхательными путями;
  • кожные заболевания;
  • заболевания глаз, проблемы с сетчаткой и слизистой глаза;
  • сложности в работе нервной системы;
  • гипертония;
  • хандра, депрессии;
  • астма, экземы, разные формы дерматита, лейкопения, анемия;
  • проявления аллергии.

Всем, кто так или иначе сталкивается с химическими веществами (в частности, ванадием) по роду деятельности, нужно знать, что он – токсичный элемент, способный в организме замедлять синтез жирных кислот и АТФ, тормозить фосфорилирование. В бронхах и альвиолах человека накапливается слизь. В результате чрезмерного воздействия ванадия на органы и системы нарушаются все главные биохимические параметры организма. Внешних признаков, свидетельствующих об избытке либо нехватке вещества в организме, пока не выявлено.

Данная проблема нуждается в срочном решении, помочь могут только квалифицированные специалисты. Доктора, чтобы вывести излишек ванадия, прописывают пациентам обычно составы с хромом (они убирают последствия отравления) и этилендиаминтетрауксусную кислоту (выводит ванадий из организма).

Чем опасны дефицит и повышенное содержание ванадия?

Как видите, даже такое малоизвестное обывателям вещество способно существенно влиять на наше с вами самочувствие и здоровье. Именно поэтому дефицит ванадия крайне нежелателен. Правда, в утешение можем заметить, что риск его нехватки минимален – встречается он у людей очень редко, правда, возможен у больных шизофренией и у тех, у кого нарушен обмен углеводов.

Ученые сейчас глубоко изучают влияние ванадия на здоровье людей и животных. Исследователи из штатов опытным путем обнаружили, что животные, лишенные ванадия, перестают размножаться, плохо растут, имеют хрупкие кости, деформацию скелета и неприятности с зубами, щитовидкой. У коз, которых выращивали в искусственных условиях без ванадия, участились выкидыши и смерти среди новорожденных козлят.

Также сделан вывод, что дефицит хрома, ванадия, цинка и у людей, и у животных может дать сахарный диабет чрезмерный рост эритроцитов, а также повысить дозы фосфолипидов и липидов печеночных в человеческом организме.

Доктора отмечают, что передозировка ванадия у современных людей встречается намного чаще, чем его дефицит. Наибольший вред может нанести это вещество, полученное организмом с парами бензина либо мазута, или с парами других токсических выбросов. В день здоровому взрослому человеку допустимо получать не более двух миллиграммов вещества, превышение этой дозы крайне нежелательно. Лишь один его процент усваивается, все остальное выводится, но при этом вредит здоровью.

Чаще всего переизбыток спровоцирован плохой экологической ситуацией, вредным производством. Люди, которые трудятся на химических предприятиях, чаще других сталкиваются с этой проблемой. Ниже приведен перечень неприятностей, которые могут быть обусловлены превышением содержания ванадия в организме. Пациенты с избытком ванадия могут иметь следующие сложности со здоровьем:

  • воспалительные процессы разного рода, проблемы с дыхательными путями;
  • кожные заболевания;
  • заболевания глаз, проблемы с сетчаткой и слизистой глаза;
  • сложности в работе нервной системы;
  • гипертония;
  • хандра, депрессии;
  • астма, экземы, разные формы дерматита, лейкопения, анемия;
  • проявления аллергии.

Всем, кто так или иначе сталкивается с химическими веществами (в частности, ванадием) по роду деятельности, нужно знать, что он – токсичный элемент, способный в организме замедлять синтез жирных кислот и АТФ, тормозить фосфорилирование. В бронхах и альвиолах человека накапливается слизь. В результате чрезмерного воздействия ванадия на органы и системы нарушаются все главные биохимические параметры организма. Внешних признаков, свидетельствующих об избытке либо нехватке вещества в организме, пока не выявлено.

Данная проблема нуждается в срочном решении, помочь могут только квалифицированные специалисты. Доктора, чтобы вывести излишек ванадия, прописывают пациентам обычно составы с хромом (они убирают последствия отравления) и этилендиаминтетрауксусную кислоту (выводит ванадий из организма).

Признаки нехватки ванадия в организме. Как проявляется недостаток микроэлемента?

Хорошей новостью является то, что дефицит ванадия — это довольно редкое явление.

Однако, проявляется недостаток микроэлемент особой формой шизофрении и нарушением обмена углеводов в организме человека.

Исследования ученых показали, что при возникновении недостатка ванадия в организме нарушается детородная функция, замедляется рост мышечных тканей и возраст риск проблем с костями и зубами.

Врачи считают, что именно из-за нехватки ванадия возможно развитие сахарного диабета. А также нехватка ванадия способна спровоцировать увеличение объема эритроцитов, содержащихся в крови и привести к снижению уровня холестерина.

Открытие ванадиума

Ванадий – один из тех химических веществ, которые ученые «открывали» несколько раз. Впервые он был открыт в позапрошлом веке мексиканским минералогом Мануэлем дель Рио. Но группа европейских ученых посчитала, что открытый мексиканцем элемент является уже известным хромом. И только 30 лет спустя шведский химик Нильс Габриэль Сефстрем повторно «открыл» ванадий и подтвердил выводы дель Рио о новом микроэлементе. И именно швед «окрестил» новый микроэлемент именем Ванадиум – в честь скандинавской богини красоты Ванадис. Еще через 30 с лишним лет другой химик, теперь уже в Англии, Генри Энфилд Роско получил металл ванадий в лабораторных условиях.

Как рассекретить?

Ванадий в организме

Роль ванадия в организме человека изучена недостаточно. Считается, этот элемент в ничтожных количествах необходим для правильного роста и развития костей, работы репродуктивных органов и некоторых других процессов. Суточная потребность в ванадии для большинства групп населения не определена. Американские эксперты рекомендуют здоровым взрослым людям принимать до 1 миллиграмма (1000 мкг) ванадия в сутки, а доза выше 1,8 мг/сут является небезопасной.

Следует осторожно относиться к пищевым добавкам с ванадием. Некоторые эксперты считают, что все препараты, содержащие ванадий, несут риск серьезных токсических эффектов

Дефицит ванадия у человека является большой редкостью.

Симптомы дефицита ванадия:

  • Замедленный рост и нарушение фертильности.
  • Повышение уровня кальция, молибдена и магния в крови.
  • Повышение содержания «плохого» холестерина.

Влияние ванадия на здоровье многогранно, хотя научных данных по этому вопросу все еще недостаточно. В исследованиях на животных и людях ванадий показал способность стабилизировать уровень сахара в крови, а также уменьшать содержание «плохого» холестерина. Таким образом, имеются определенные предпосылки для применения ванадия при диабете и атеросклерозе.

На Западе ванадий иногда используют спортсмены-бодибилдеры, потому что считается, что этот элемент способствует увеличению костной массы и улучшает работу мышц. Но недавнее ограниченное контролируемое исследование, в котором участвовало более 30 тренированных спортсменов, не выявило никакой пользы ванадия для бодибилдеров, даже когда суточная доза элемента в 1000 раз превышала обычную пищевую дозу.

Исследования на мышах показали, что ванадий накапливается в костях, поэтому некоторые диетологи предложили использовать его при остеопорозе. Тем не менее, четких доказательств его эффективности при этом заболевании нет, а многие другие токсичные металлы также накапливаются в костной ткани.

Есть ограниченные данные о способности ванадия предупреждать образование злокачественных опухолей, а также влиять на работу желез внутренней секреции и репродуктивных органов.

Недостаток и избыток ванадия

Острый дефицит в ванадии человек, как правило, не испытывает. Недостаток элемента способствует развитию атеросклероза, сахарный диабета. Его острая нехватка может провоцировать развитие ванадий-дефицитной шизофрении.

Находясь в организме в биологически значимых концентрациях, ванадий оказывает положительное действие на организм в целом. Однако поступление микронутриента в организм выше физиологических норм крайне нежелательно. В высоких дозах ванадий обладает токсичными свойствами широкого спектра действия. В патогенез вовлекаются все основные системы организма. Избыток ванадия поражает кроветворную и нервную системы, приводит к аллергическим заболеваниям кожи. Высокая концентрация ванадия приводит к резкому снижению иммунитета.

Признаки острого отравления элементом:

  • воспаление кожи и слизистых оболочек;
  • аллергия;
  • анемия;
  • гипертония;
  • склероз.

При хроническом отравлении ванадием наблюдаются:

  • риниты, бронхиты, трахеиты;
  • пневмония;
  • снижение иммунитета;
  • резкий дефицит аскорбиновой кислоты;
  • развитие новообразований.

Навигация

К чему может привести нехватка ванадия

Есть мнение, что недостаток микроэлемента особенно опасен для людей, страдающих от диабета 1 и 2 типа, а также для лиц с пониженными показателями глюкозы в крови. Учёные отмечают, что устойчивый дефицит ванадия снижает иммунитет, а от этого могут развиваться онкологические болезни.

Факт!
При нормальном рационе и жизни в относительно благоприятных регионах (отсутствие тяжёлой промышленности, не загрязнённая до предельного уровня вода) дефицит ванадия у взрослых людей невозможен.

Тесты, проводимые на животных, подтвердили, что дефицит нутриента приводит к деградации костей, мышц и суставов. А также у грызунов падали репродуктивные возможности. Опыты, проводимые на рогатом скоте, позволили сделать заключение: недостаток ванадия приводит к выкидышам и мертворождению. Дополнительный эксперимент на крысах показал, что достаточное количество вещества способно восстановить и улучшить работу щитовидной железы.

Соединения ванадия

Электронная формула ванадия – KL3s23p64s23d3, где валентными оказываются 5 электронов на внешних 4s- и 3d-орбиталях. Это обуславливает степень окисления металла: +2 – +5. При этом кислотной базой обладает только пентоксид ванадия – V2O5. Остальные его соединения с кислородом: имеют основной – VO, V2O3 или амфотерный – оксид ванадия VO2, характер.

Наиболее ценным из окислов металла считается пятиокись ванадия, цена которой формируется, соответственно ее интенсивному применению для производства мощных литиевых аккумуляторов. Там, порошкообразное вещество со слабым оранжевым оттенком – пятиокись ванадия используется в качестве анода.

Среди прочих соединений ванадия, практическое применение нашли:

  1. Сульфиды. Пятивалентный V2S5 – известен как природный минерал патронит и представляет собой черный порошок.
  2. Фториды. Двухвалентные VF2 – фиолетовые кристаллы, тогда как пятивалентный VF5 – белое твердое вещество, способное разъедать стекло.
  3. Хлориды. Из трехвалентного VCl3 путем восстановления получают металлический элемент.

Впрочем, наибольшее промышленное использование остается за ванадиевыми окислами, в частности V2O5.

Соединения ванадия

Признаки дефицита

Говорить со 100-процентной уверенностью, что дефицит ванадия опасен для человеческого организма, пока рано. Тем не менее есть мнение, что нехватка этот микровещества провоцирует:

  • осложнения у диабетиков;
  • гипогликемии (резкое снижение глюкозы в крови);
  • развитие онкологических заболеваний;
  • склонность к сердечно-сосудистым болезням;
  • повышение холестерина.

Но важно отметить, что лабораторные опыты с исключением ванадия из рациона ученые проводили только на животных. У них дефицит вещества порождал ухудшение состояния костной ткани, хрящей, мышц, снижение способности к размножению

Опыт, проведенный на козах, показал: нехватка ванадиума провоцирует выкидыши, мертворождаемость, неправильное развитие плода. Был проведен эксперимент и над крысами: после введения в рацион животных ванадия у них улучшалась работоспособность щитовидной железы.

Признаки ванадий-дефицита у людей – только теория. Кроме того, если придерживаться рационального питания, «заработать» нехватку микроэлемента практически невозможно. Исключение – нарушение функции пищеварения и проблемы с всасыванием полезных веществ.

В каком виде рыбное филе поступает в продаже

Поступает филе в продажу в виде пластинок и блоков массой 0,25; 0,5; 1; 2; 3 кг и более, но не выше 13 кг. Температура в толще брикетов — 10… — 8 °С и ниже.

Взаимодействие ванадия

В организме ванадий может взаимодействовать с хромом и белками – они снижают его токсическое действие. Повысить токсичность ванадия могут аскорбиновая кислота, соединения железа и алюминия.

Чтобы вывести из организма избыток ванадия, медики обычно назначают препараты хрома и этилендиаминтетрауксусную кислоту – аминокислоту ЭДТА, применяемую в медицине для выведения тяжёлых металлов и снятия последствий отравления токсичными веществами.

Гатаулина Галина
для женского журнала InFlora.ru

При использовании и перепечатке материала активная ссылка на женский онлайн журнал InFlora.ru обязательна

Добыча

Большую часть этого редкого металла получают из ванадиевого магнетита, обнаруженного в ультраосновных магматических габбровых породах. Сырьё добывается главным образом в Южной Африке, северо-западном Китае и на востоке России. В 2013 году эти страны произвели более 97 % всего ванадия (79 000 тонн в весовом выражении).

Металл также присутствует в бокситах и месторождениях сырой нефти, угля, горючих сланцев и битуминозных песков. В сырой нефти сообщалось о концентрациях до 1200 промилле. Из-за окислительных свойств ванадия (некоторых его оксидов) после сжигания таких нефтепродуктов остатки элемента могут вызвать коррозию в двигателях и котлах.

По оценкам, 110 000 тонн вещества ежегодно попадает в атмосферу путем сжигания ископаемого топлива. Сегодня разрабатываются технологии по извлечению ценного вещества из углеводородов.

Промышленное культивирование

Полезные свойства

Связь микроэлемента с другими веществами

Положительная связь микроэлемента ванадия с другими полезными веществами способствует повышенной эффективности комбинированных элементов на отдельные зоны организма или на здоровье в целом, отрицательное взаимодействие – угнетает роль того или иного продукта. В этом разделе мы рассмотрим некоторые соединения металла с другими субстанциями и то, как это проявляется в теле.

Фтор, селен и цинк более качественно усваиваются при наличии ванадия, а само описываемое вещество всасывается благодаря этим элементам. Питательные источники, богатые хромом, способны контролировать объем ванадия в организме, не допуская токсичности.

Микроэлемент напрямую взаимодействует с натрием, кальцием, цирконием и калием, которые также наполняют кости, мышечную и жировую ткань, а также зубы. Цирконий совместно с металлом поддерживает легкие, почки, сердечную мышцу, щитовидную железу и селезенку, улучшая их работу. Кальциевые соли гармоничнее распределяются в дентине и эмали зубов с помощью микроэлемента.

А вот соединения железа, магния и алюминия слишком восприимчивы к ванадию, поэтому способны усилить его токсичность, при больших совместных концентрациях. Такой же усиливающей особенностью наделена и аскорбиновая кислота.

Медикаменты и химические вещества, которые препятствуют образованию тромбов, становятся менее эффективными под действием ванадия.

Работайте качественно

Вымачивание в воде

Физические свойства


Бруски ванадия 99,95 % чистоты, полученные переплавкой в электронном пучке. Поверхность брусков протравлена для проявления структуры

Ванадий — пластичный металл серебристо-серого цвета, по внешнему виду похож на сталь. Кристаллическая решётка кубическая объёмноцентрированная, a=3,024 Å, z=2, пространственная группа Im3m. Температура плавления 1920 °C, температура кипения 3400 °C, плотность 6,11 г/см³. При нагревании на воздухе выше 300 °C ванадий становится хрупким. Примеси кислорода, водорода и азота резко снижают пластичность ванадия и повышают его твёрдость и хрупкость.

Стоимость ванадия

Основные месторождения тугоплавкого металла расположены в США, Китае, России, ЮАР и Армении. Современный уровень годового производства ванадия составляет порядка 90 тысяч тонн. Лидерство по выпуску металла удерживает Китай, на долю которого приходится более половины предложений. Как результат, именно Поднебесная оказывается основным регулятором цены на ванадий.

Добыча ванадиевой руды на месторождениях в России

Современная тенденция роста стоимости ванадия сохраняется уже не одну декаду. Это связано с ростом потребления металла. Основной вклад в востребованность элемента вносит растущее производство легированных сталей. Как считают эксперты, цена на ванадий сегодня, еще не обрела собственного максимума, ее рост прогнозируется минимум до 2020 года. Эти перспективы достаточно консервативны, поскольку объем использования конструкционных сталей ежегодно увеличивается. Таким образом, продать ванадий будет несложно еще несколько десятков лет.

Говоря языком цифр, можно выделить еще одну особенность металла – ванадий. Цена за кг его определяется видом продукции.

Так, наиболее дорогостоящим оказывается прокат: полоса, проволока – около $2000. На сотню долларов дешевле пруток. Непосредственно слитки металла марки ВнМ-1 стоят $200, что на порядок дешевле проката. Стоимость пятиокиси ванадия, и того меньше: $35 – 40 за килограмм. Цифры приведены с учетом расценок на металл к началу 2017 года.

Химические свойства

Ванадий под воздействием кислорода образует четыре типа оксидов:

Цвет

Плотность

Кипение

Плавление

VO (II)

Чёрный

5,76 г/см³

3100°C

1830°C

V2O3 (III)

Чёрный

4,87 г/см³

3000°C

1967°C

VO2 (IV)

Тёмно-синий

4,65 г/см³

2700°C

1542°C

V2O5 (V)

Оранжевый

3,357 г/см³

2030°C

670°C

Соединения ванадия типа (II) являются восстановителями, а соединения типа (V) — окислителями. Соединения (IV) часто существуют как производные катиона ванадила.

Применение при беременности и кормлении грудью

Свойства ванадия (таблица): температура, плотность, давление и пр.:

100 Общие сведения  
101 Название Ванадий
102 Прежнее название
103 Латинское название Vanadium
104 Английское название Vanadium
105 Символ V
106 Атомный номер (номер в таблице) 23
107 Тип Металл
108 Группа Амфотерный, переходный, чёрный металл
109 Открыт Андрес Мануэль Дель Рио, Германия, 1801 г., Нильс Габриэль Сефстрём, Швеция, 1830 г.
110 Год открытия 1801 г.
111 Внешний вид и пр. Пластичный металл серебристо-серого цвета
112 Происхождение Природный материал
113 Модификации
114 Аллотропные модификации
115 Температура и иные условия перехода аллотропных модификаций друг в друга
116 Конденсат Бозе-Эйнштейна
117 Двумерные материалы
118 Содержание в атмосфере и воздухе (по массе) 0 %
119 Содержание в земной коре (по массе) 0,019 %
120 Содержание в морях и океанах (по массе) 1,5·10-7 %
121 Содержание во Вселенной и космосе (по массе) 0,0001 %
122 Содержание в Солнце (по массе) 0,00004 %
123 Содержание в метеоритах (по массе) 0,0061 %
124 Содержание в организме человека (по массе) 3,0·10-6 %
200 Свойства атома  
201 Атомная масса (молярная масса) 50,9415(1) а. е. м. (г/моль)
202 Электронная конфигурация 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d3 4s2
203 Электронная оболочка

K2 L8 M11 N2 O0 P0 Q0 R0

204 Радиус атома (вычисленный) 171 пм
205 Эмпирический радиус атома* 135 пм
206 Ковалентный радиус* 153 пм
207 Радиус иона (кристаллический) V 2+

93 (6) пм,

V 3+

78 (6) пм,

V 4+

72 (6) пм,

V 5+

68 (6) пм

(в скобках указано координационное число – характеристика, которая определяет число ближайших частиц (ионов или атомов) в молекуле или кристалле)

208 Радиус Ван-дер-Ваальса
209 Электроны, Протоны, Нейтроны 23 электрона, 23 протона, 28 нейтронов
210 Семейство (блок) элемент d-семейства
211 Период в периодической таблице 4
212 Группа в периодической таблице 5-ая группа (по старой классификации – побочная подгруппа 5-ой группы)
213 Эмиссионный спектр излучения
300 Химические свойства  
301 Степени окисления -3, -1, 0, +1, +2, +3, +4, +5
302 Валентность II, III, IV, V
303 Электроотрицательность 1,63 (шкала Полинга)
304 Энергия ионизации (первый электрон) 650,91 кДж/моль (6,746187(21) эВ)
305 Электродный потенциал V3+ + e– → V2+, Eo = -0,255,

V3+ + 3e– → V, Eo = -0,255,

V2+ + 2e– → V, Eo = -0,255,

306 Энергия сродства атома к электрону 50,6 кДж/моль
400 Физические свойства  
401 Плотность* 6,11 г/см3 (при 0 °C/20 °C и нормальных условиях, состояние вещества – твердое тело),

5,5 г/см3 (при температуре плавления 1910 °C и нормальных условиях, состояние вещества – жидкость)

402 Температура плавления* 1910 °C (2183 K, 3470 °F)
403 Температура кипения* 3407 °C (3680 K, 6165 °F)
404 Температура сублимации
405 Температура разложения
406 Температура самовоспламенения смеси газа с воздухом  
407 Удельная теплота плавления (энтальпия плавления ΔHпл)* 21,5 кДж/моль
408 Удельная теплота испарения (энтальпия кипения ΔHкип)* 444 кДж/моль
409 Удельная теплоемкость при постоянном давлении 0,502 Дж/г·K (при 20-100 °C)
410 Молярная теплоёмкость* 24,89 Дж/(K·моль)
411 Молярный объём 8,35 см³/моль
412 Теплопроводность 30,7 Вт/(м·К) (при нормальных условиях),

30,7 Вт/(м·К) (при 300 K)

500 Кристаллическая решётка
511 Кристаллическая решётка #1
512 Структура решётки

Кубическая объёмно-центрированная

513 Параметры решётки 3,024 Å
514 Отношение c/a
515 Температура Дебая 390  K
516 Название пространственной группы симметрии Im_ 3m
517 Номер пространственной группы симметрии 229
900 Дополнительные сведения
901 Номер CAS 7440-62-2

Примечание:

205* Эмпирический радиус ванадия согласно и составляет 134 пм.

206* Ковалентный радиус ванадия согласно и составляет 153±8 пм и 122 пм соответственно.

401* Плотность ванадия согласно составляет 5,96 г/см3 (при 20 °C и при  нормальных условиях, состояние вещества – твердое тело).

402* Температура плавления ванадия согласно и составляет 1887 °C (2160 K, 3428,6 °F) и 1900  °C (2173,15 K, 3452 °F) соответственно.

403* Температура кипения ванадия согласно и составляет 3377 °C (3650 K, 6110,6 °F) и 3400 °C (3673,15 K, 6152 °F) соответственно.

407* Удельная теплота плавления (энтальпия плавления ΔHпл) ванадия согласно и составляет 17,5 кДж/моль и 23 кДж/моль соответственно.

408* Удельная теплота испарения (энтальпия кипения ΔHкип) ванадия согласно и составляет 460 кДж/моль и 444,8 кДж/моль соответственно.

410* Молярная теплоемкость ванадия согласно составляет 24,95 Дж/(K·моль).

Химические свойства

Химически ванадий довольно инертен. Он стоек к действию морской воды, разбавленных растворов соляной, азотной и серной кислот, щелочей.

С кислородом ванадий образует несколько оксидов: VO, V2O3, VO2,V2O5. Оранжевый V2O5 — кислотный оксид, темно-синий VO2 — амфотерный, остальные оксиды ванадия — основные.

Известны следующие оксиды ванадия:

Название Формула Плотность Температура плавления Температура кипения Цвет
Оксид ванадия(II) VO 5,76 г/см³ ~1830 °C 3100 °C Черный
Оксид ванадия(III) V2O3 4,87 г/см³ 1967 °C 3000 °C Черный
Оксид ванадия(IV) VO2 4,65 г/см³ 1542 °C 2700 °C Темно-голубой
Оксид ванадия(V) V2O5 3,357 г/см³ 670 °C 2030 °C Красно-желтый

Галогениды ванадия гидролизуются. С галогенами ванадий образует довольно летучие галогениды составов VX2 (X = F, Cl, Br, I), VX3, VX4 (X = F, Cl, Br), VF5 и несколько оксогалогенидов (VOCl, VOCl2, VOF3 и др.).

Соединения ванадия в степенях окисления +2 и +3 — сильные восстановители, в степени окисления +5 проявляют свойства окислителей. Известны тугоплавкий карбид ванадия VC (tпл=2800 °C), нитрид ванадия VN, сульфид ванадия V2S5, силицид ванадия V3Si и другие соединения ванадия.

При взаимодействии V2O5 с осно́вными оксидами образуются  — соли ванадиевой кислоты вероятного состава HVO3.

Лекарственные средства

Все медики строго не рекомендуют прибегать к каким бы то ни было препаратам для того, чтобы повысить содержание этого вещества в организме. Витамины с ванадием не нужны, их вполне может заменить нормальное питание. Очевидно, что он распространен в простых продуктах, достать которые можно без проблем, а потому для получения этого вещества достаточно поправить свой рацион.

Будь сильным!

Артем и Елена Васюкович

Роль ванадия недостаточно хорошо исследована. Существует мнение, что он вовлечен в регуляцию работы сердца, углеводный обмен, в метаболизм тканей зубов и костей.

Ванадий выполняет функции катализатора окислительно-восстановительных процессов, его соединения создают комплексы с гемоглобином или трансферрином, делая их более стабильными против окисления.

Ванадий является ингибитором рибонуклеазы и иных ферментов, сдерживает фосфорилирование и выработку АТФ, понижает содержание коэнзимов Q и А. Также он способен замедлять синтез жирных кислот, угнетать выработку холестерина.

Ванадий значим для ферментов протеинкиназы, фосфорилтрансферазы, аденилатциклазы. Является кофактором фермента в форме ванадила в липидах, костях, глюкозе, метаболизме зубов, гормонах.

Он способствует поглощению кислорода тканями печени, ускоряет окисление фосфолипидов и влияет на содержание сахара в крови. Использование соединений, содержащих ванадий, дает возможность уменьшить дозу инсулина, в ряде случаев — отказаться вовсе. Также ванадий воздействует на работу нервной системы, почек, печени, миокарда.

Соединения ванадия в организме человека

обладают антигипертензивным, антихолестеринемическим, противоопухолевым действием.

Как правило, избыток связан с производственными и экологическими факторами. Употребление продуктов с повышенным содержанием белков и хрома способствует снижению действия ванадия.

Наверное, немногим известен химический элемент под названием ванадий, или ванадиум (V). Но он существует и играет значительную роль для человека. Он принадлежит к , выполняющим ряд значимых функций. В частности, способствует правильному обмену веществ, формированию и росту здоровых костей и зубов, повышает защитные способности, очищает кровь и даже замедляет старение (в сочетании с другими минералами). Меж тем, некоторые химики называют его ультрамикроэлементом, так как содержание ванадиума в организме чрезвычайно низкое. И еще один интересный факт. Почти столетие ученые спорили на тему пользы ванадия. И только в конце ХХ столетия стало понятно: этот микроэлемент таки необходим человеку

Поэтому сегодня важно знать, в какой пище и в каких порциях искать ванадиум для поддержания хорошего самочувствия

Причины двойной связи

Промывание холодной водой

Производство

Дендритные кристаллы ванадия, сублимированные в вакууме (99,9%)

Кристаллы ванадия (99,9%), полученные электролизом

Кристаллический стержень ванадия с различной текстурой и окислением поверхности; 99,95% -чистый куб для сравнения

Металлический ванадий получают с помощью многоступенчатого процесса, который начинается с обжига измельченной руды с NaCl или Na 2 CO 3 при температуре около 850 ° C с получением метаванадата натрия (NaVO 3 ). Водный экстракт этого твердого вещества подкисляют с получением «красного кека», соли поливанадата, который восстанавливается металлическим кальцием . В качестве альтернативы для мелкосерийного производства пентоксид ванадия восстанавливают водородом или магнием . Также используются многие другие методы, во всех из которых ванадий образуется как побочный продукт других процессов. Очистка ванадия возможна с помощью процесса кристаллического бруска, разработанного Антоном Эдуардом ван Аркелем и Яном Хендриком де Боером в 1925 году. Он включает образование иодида металла, в данном примере иодида ванадия (III) , и последующее разложение с получением чистого металла. :

2 В + 3 Я 2 ⇌ 2 ВИ 3

Куски феррованадия

Чаще всего ванадий используется в виде стального сплава, называемого феррованадием . Феррованадий получают непосредственно восстановлением смеси оксида ванадия, оксидов железа и железа в электрической печи. Ванадий попадает в чугун, полученный из ванадийсодержащего магнетита. В зависимости от используемой руды в шлаке содержится до 25% ванадия.

Получение ванадия, ниобия, тантала

Примерно половину всего производимого ванадия получают переработкой железных ванадийсодержащих руд. На первом этапе производства, в домне ванадий из руды переходит в чугун, а при выплавке стали — в шлаки в форме оксида ванадия (III) и железа (II). Такие шлаки и являются основным сырьем при производстве ванадия.

Шлак смешивают с хлоридом натрия, после чего прокаливают при температуре 800°C на воздухе:

4FeV2O4+8NaCl+7O2 → 8NaVO3+2Fe2O3+4Cl2

Выделяющийся в ходе реакции хлор реагирует со шлаком:

2FeV2O4+9Cl2 = 4VOCl3+2FeCl3+2O2

Образующийся в ходе реакции плав, затем выщелачивается содой, и на последнем этапе — раствором серной кислоты осаждается оксид ванадия (V).

Металлический ванадий получают восстановлением из оксида кальцием:

V2O5+5Ca = 2V+5CaO

Поскольку ниобий и тантал в рудах содержатся в очень малых количествах (сотые доли процента), перед их промышленным использованием, такие руды предварительно обогащают при помощи различных методов (магнитных, химических, флотационных, гравитационных). Полученные, в ходе обогащения руд, концентраты (ниобаты и танталаты металлов) разлагают в горячей плавиковой кислоте, а затем спекают с содой или хлорируют. Самым сложным этапом является разделение соединений ниобия и тантала, посколкьу эти металлы обладают очень схожими свойствами.

Срок годности

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Андрей Измаилов
Наш эксперт
Написано статей
116
Добавить комментарий