Vanadium

Vanadium is 'n chemiese element in die periodieke tabel met die simbool V en atoomgetal 23. Vanadium is 'n skaars, sagte en smeebare metaal. Dit word in verbinding in sekere minerale aangetref en word gebruik in die vervaardiging van sekere soorte legerings.
Mynbou

Suid-Afrika is in 2023 die derde grootste produseerder van die metaal.


Vanadium is eers in Suid-Afrika geproduseer aan die einde van die 19de eeu in die vorm van loodvanadiumkonsentraat deur die Doornhoek loodmyn naby Zeerust. Grootskaalse produksie het in 1957 begin toe die Amerikaanse Minerals Engineering Company 'n myn gestig het by Kennedy's Vale, 20 km suidwes van Steelport Station. Ekstraksie uit die erts het in dié maatskappy se fabriek in Witbank plaasgevind. In 1985 was die grootste bekende voorraad van die wêreld die titanomagnetietsome van die Bosveldstollingskompleks se mafiese intrusies. Die soom het 'n taamlike gelykmatige gehalte van 1,6 ± 0,2 % vanadiumpentoksied (). Hierdie soom bevat veral magnetiet, ulvospinel () en ilmeniet. Vanadium is dalk hierin opgelos en vervang .
Legering in staal

Vanadium word saam met niobium en molibdeen aan stale toegevoeg om hulle sterkte, lasbaarheid en laetemperatuurtaaiheid te vergroot.
Die toevoeging van vanadium aan staal het heelparty gevolge
#Vanadium vorm karbiede; dit vergroot die staal se hardheid en slytweerstand van gereedskapstaal, veral by hoër temperature
#Vanadium is 'n sterk nitriedvormer
#Vanadium vertraag die vorming van bainiet
#Vanadium vertraag die vorming van perliet. Dit word gebruik in stale met ferriet-martensietstrukture
Vanadiumchemie

duimnael|links|Oplossings van , , , in water
Die chemie van hierdie element is taamlik ingewikkeld, ten dele omdat dit in verskeie oksidasietoestande kan optree: , , , , ten dele ook omdat hierdie toestande saam in een verbinding kan voorkom, die sg. gemengdevalensie-verbindings.
Vanadium vertoon goeie korrosie-eienskappe by lae temperature en is oplosbaar in salpetersuur en in swawelsuur, maar nie in soutsuur nie. By hoër temperature reageer dit met die lug se suurstof en selfs met stikstof of koolstof. In die natuur kom dit nie as vrye metaal voor nie. "

Afhanklik van die oksidasietoestand kan waterige oplossings van vanadium verskeie kleure vertoon. Die vier oksidasietoestande van vandiumoplossings word in vloeibatterye aangewend.
Oksiede

Die V-O fasediagram is baie kompleks. Daar is vier oksiede met net een oksidasietoestand en hulle het ander kleure:
#vanadium(II)oksied (grys metallies)
#vanadium(III)oksied (groen, swart)
#vanadium(IV)oksied (blou)
#vanadium(V)oksied (geel tot oranje)

Daarnaas bestaan heelparty oksiede met gemengde valensie. Hulle behoort aan twee reekse:
#die Magnéli-reeks
#die Wadsley-reeks
Vanadate

Die struktuur van die vanadate van V en die fosfate s'n is taamlik eenders. Daar is:
# ortovanadate met die tetraëdriese anioon
# pirovanadate met die anioon wat uit twee tetraëders bestaan wat een hoek deel
#metavanadate wat kettings van []-tetraëders bevat wat hoeke deel.

Die kalium- en natriummetavanadaat ( en ) is kleurlose verbindings wat van kommersiële belang is. Vanadium is gewoonlik in viervoudige koördinasie, maar in die hidraat . het vanadium vyf bure: drie suurstofbure wat met ander vanadiumatome gedeel word en twee eindstandige ligande.
Biologiese rol

In seewater is vanadium ná molibdeen die tweede volopste oorgangsmetaal. In seewater is die oksidasietoestand 5+. en die konsentrasie is 35-50 nM. In menselik bloed is die konsentrasie nouliks hoër. Daar is bakterieë met nitrogenases en haloperoksidases wat vanadium bevat.
In die bloed van sommige sakpypies van die familie Ascidiidae word 'n proteïen vanadobin aangetref wat vanadium bevat. Die vanadiumkonsentrasie in die bloed van Ascidia gemmata is tot vier miljoen maal hoër as die seewater s'n. Die oksidasietoestand is laer, moontlik 3+
Verwysings
Eksterne skakels

*


Kategorie:Chemiese elemente