Vanadium

Vanadium im Periodensystem

Vanadium Eigenschaften

Vanadium ist ein chemisches Element, das das Symbol V hat. Ihm ist die Ordnungszahl 23 gegeben.
Vanadium ist stahlgrau, bläulich schimmernd und weiches Übergangsmetall, das im Periodensystem der Elemente (PSE) zusammen mit anderen schweren Elementen die 5. Gruppe, die Vanadiumgruppe bilden.

vanadium

Name Vanadium
Symbol V
Ordnungszahl 23
Aussehen stahlgrau, blau
CAS-Nummer 7440-62-2
Serie Übergangsmetalle
Gruppe Vanadiumgruppe




Die CAS Nummer ist 7440-62-2. An der Erdhülle hat es einen Masseanteil von 0,041 %.
Die Atommasse liegt bei 50,94 u, der berechnete Atomradium liegt bei 135 pm und der kovalente Radium bei 153 pm.
Sein Aggregatzustand ist fest und die Kristallstruktur ist kubisch raumzentriert. Seine Dichte ist 6,11 g/cm3 bei 20 Grad. Es ist paramagnetisch und hat den Schmelzpunkt bei 2183 Kelvin. Der Siedepunkt liegt bei 3680 Kelvin. Das molare Volumen ist 8,32*10-6 m3/mol. Die Wärmeleitfähigkeit beträgt 31 W/(m*k).
Vanadium hat biologische Bedeutung. So ist es für viele Lebewesen sehr wichtig. Es arbeitet an der Steuerung der Enzyme der Phosphorylierung mit. Bakterien nutzen es zur Stickstofffixierung.
Bei der Produktion von Schwefelsäure wird Vanadium(V)-oxid verwendet. Es dient als Katalysator.

Entdeckung und Namensgebung von Vanadium

Andreas Manuel del Rio entdeckte in mexikanischem Bleierz das Vanadium. Er nannte es wegen seiner Vielfarbigkeit Panchronium und auch Erythronium. Da aber von Humboldt und später Collett-Desotils Vanadium für ein verunreinigtes Chrom hielten, wiederrief del Rio seine Entdeckung. Der Schwede Sefström entdeckte es 1830 erneut. Vanadium ähnelt, in bestimmten Eigenschaften, sowohl dem Chrom, als auch dem Uran. Er nannte das Element Vanadis, einem Beinamen der skandinavischen Gottheit Freyja. Es war dann Wöhler, der entdeckte das Vanadium mit Erythronium identisch ist.
1863 schuf derUS-Amerikaner Roscoe metallisches Vanadium. Er reduzierte von Vanadium(II)-chlorid mit Wasserstoff. 1925 wurde reines Vanadium gewonnen.

Vorkommen in der Erde, im Meer, in Lebewesen

Vanadium hat in der kontinentalen Erdkrust einen Anteil von 120 ppm. Das Element kommt nur gebunden in anderen Mineralien vor. Vanadiumminerale sind die Vanadate wie Vanadinit, Descloizit, Carnotit und das Vanadiumsulfide Patronit. Der größte Teil befindet sich in Spuren von Eisenerz.
Im Meerwasser findet sich Vanadium in einem Anteilvon 1,3μg/l.
Tiere und Pflanzen haben Vanadiumanteile. Beim Mensch liegen sie bei 0,3 mg/kg. Sie befinden sich in den Zellkernen oder Mitochondrien. Seescheidearten und der Fliegenpilz können Vanadium anreichern.

Vanadium Verwendung

Reines Vanadium wird nur selten genutzt. Es dient als Grundlage für die Umhüllung von Kernstoffmaterialien, wegen seinem kleinen Neutroneneinfangquerschnitt.
Vanadiumlegierungen sind beständiger. Über 90 % der Vanadiumproduktion sind Legierungen, wobei vor allem Metalle wie Eisen, Titan, Nickel, Mangan, Chrom und Aluminium eingesetzt werden.
Zum überwiegenden Teil wird das Vanadium in der Stahlindustrie eingesetzt.
Ferrovanadium ist dabei ein beliebter Rohstoff. In kleinen Mengen erhöht Vanadium die Festigkeit und Zähigkeit von Stählen. Baustähle und Werkzeugstähle haben nur einen kleinen Vanadiumzusatz. Er liegt bei 0,2-0,5 %. Eingesetzt werden Vanadiumstähle Werkzeuge und Federn, wenn sie mechanisch beansprucht werden. Titanlegierungen mit Vanadium und Aluminium werden wegen ihrer Hitzebeständigkeit im Flugzeugbau der tragenden Teile und bei Turbinenblätter der Flugzeugtriebwerke eingesetzt.


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