Početna za: VANDIJ, V  

SPOJEVI, DOBIVANJE I UPORABA

Dobivanje vanadija:

Postupak dobivanja elementarnog vanadija ovisi o vrsti rude. Najčešće se dobiva redukcijom vanadijevog(V)-oksida (V2O5) kalcijem ili aluminijem. Vrlo čist vandij može se dobiti redukcijom vanadijevog(III)-klorida magnezijem ili smjesom magnezija i natrija, te sublimacijom i termičkom razgradnjom vanadijevog(II)-jodida (VI2). Može se dobiti i redukcijom vanadijevog(III)-klorida magnezijem ili smjesom magnezija i natrija, te sublimacijom i termičkom razgradnjom vanadijevog(II)-jodida (VI2).
Dobivanje V2O5 iz sulfidnih ruda započinje žarenjem rude na zraku pri čemu nastaje sirovi vanadijev(V)-oksid koji se raščinjva s natrijevim karbonatom da bi se dobio u vodi topljivi natrijev vanadat. Dodavanjem amonijevog klorida u otopinu vanadata taloži se amonijev vanadat čiji se sastav može prikazati empirijskom formulom NH4VO3, iako dolazi polimeriziran. Zagrijavanjem dobivenog amonijevog vanadata nastaje čisti V2O5 koji se može reducirati npr. kalcijem (uz dodatak CaCl2 koji pomaže taljenje nastalog CaO) u elementarni vanadij:

V2O5(s) + 5 Ca(s) -> 2V(l) + 5 CaO(l)

Oko 80% vanadija koristi se u metalurgiji kao ferovanadij ili kao dodatak čelicima pa se dobivanje elementarnog vanadija primjenjuje prilično rijetko. Najčešće se iz dobivenog sirovog V2O5 (uz dodatak Fe2O3) odmah dobiva ferovanadij redukcijom pomoću koksa u električnim pećima.


Svojstva i upotreba vanadija:

Prirodni vanadij je smjesa dvaju izotopa 50V (0,25%) i 51V (99,75%). Osim slabo radioaktivnog izotopa 50V s dugim vremenom poluraspada (t 1/2 = 6x1O^15 g.) poznat je veći broj, uglavnom kratkoživućih, radioaktivnih izotopa. Čisti vanadij je veoma tvrd, sjajan, srebrno-bijeli metal koji se dade hladno dobro obrađivati. Na zraku tjednima ostaje sjajan. Zagrijavanjem iznad 660°C oksidira se dajući oksid V2O5. Otporan je na koroziju. Kod bijelog žara spaja se s i ugljikom. Vanadij i njegovi spojevi su otrovni.

Vanadij se upotrebljava prvenstveno kao ferovanadij (sadrži 85% V, 12% C i 2% Fe) koji se legira s čelicima za poboljšanje elestičnosti, žilavosti i tvrdoće. Vanadijevi se čelici koriste najviše za izradu brzoreznih alata.


Spojevi vanadija:

Vanadij pravi spojeve s oksidacijskim brojem -1, 0, +1, +2, +3, +4 i +5, svi su karakteristično obojeni, a oni s nižim oksidacijskim brojem jaka su redukcijska sredstva. Spojevi oksidacijskog broja +5 pretežno su kovalentni ili koordinacijski. Bezbojni su ili žuto-crveni kao oksid. Vanadijevi(IV) spojevi (npr. VF4, VCl4, VO2 i VOSO4) djelomično su ionskog karaktera zbog stabilnog [VO]+ iona koji ima kubičnu piramidalnu koordinaciju, a u vodenim otopinama uglavnom su plavi. Vanadijevi(II) spojevi (npr. VF3, VCl3, VBr3, VI3, V2O3 i V2(SO4)3) s ionima V3+ u otopinama su zeleni, pretežno su ionskog karaktera s tetraedarskom ili oktaedarskom koordinacijom. Vanadijevi(II) spojevi (npr. VCl2, VI2, V(OH)2, V2O3, VSO4, VS) ionski su, jaki su reducensi, a u otopinama su ljubičasti.

-Vanadijevi halogenidi. Od pentahalogenida vanadij tvori vanadijev(V)-fluorid (VF5) koji brzo hidrolizira u vodi. Postojani tetrahalogenidi su vanadijev(IV)-fluorid (VF4) koji nastaje kao zeleni kristal koji također hidrolizira, te crveno-smeđi tekući vanadijev(IV)-klorid (VCl4). U oksidacijskom stanju +3 postoje žuto-zelen vanadijev(III)-fluorid (VF3), ljubičast, kristalan vanadijev(III)-klorid (VCl3) i tamno smeđ do crn vanadijev(III)-bromid (VBr3). U oksidacijskom stanju +2 postoje fluorid, klorid i bromid.

-Vanadijevi oksidi su V2O5, VO2, V2O3 i VO. Najvažniji je vanadijev(V)-oksid (V2O5) narančasto-žute boje te slabo topljiv u vodi. Koristi se kao katalizator za hidriranje olefina, oksidaciju alkohola, proizvodnji poliamida (najlona) i za dobivanje sumporne kiseline kontaktnim postupkom (oksidacija SO2 u SO3). Upotrebljava se pri izradi keramike i za emajliranje i ocaklivanje.

 Početna za: VANADIJ, V