Ванадий как обозначается. Ванадий

Общие сведения и методы получения

Ванадий (V) - металл серо-стального цвета.

Открыт в 1801 г. мексиканским минералогом А. М. дель Рио в свин­цовой руде Самапанского месторождения. Позднее в 1830 г. шведский химик Сефстрем, анализируя пробы железной руды месторождения Та-борг, обнаружил в них новый элемент. Ои и дал ему название- по име­ни легендарной северной богини красоты Ванадис.

Металлический порошок ванадия серебристо-белого цвета путем вос­становления VC1 2 водородом впервые получил английский химик Роско в 1869 г. Пластичный ковкнй ванадий получен лишь в 1927 г. Морде-ном н Ричем путем восстановления оксида ванадия (V) кальцием.

Промышленное значение металл приобрел лишь в начале XX в. Ис­пользование его в металлургическом производстве в нашей стране в ви­де феррованадия началось с 1936 г.

Содержание ванадия в земной коре 1,5*10 -2 % (по массе). Ванадие­вые руды очень редки. Ванадий, как правило, находится в полиметал­лических рудах других металлов, в частности свинцовых, свинцово-медных и свинцово-цинковых, а также в железных рудах, обычно пред­ставляющих собой титаномагнетиты. В некоторых магматических рудах концентрация ванадия достигает 1 % V2O5.

Известно более 65 минералов, содержащих ванадий, из которых про­мышленное значение имеют: патронит, карнотит, роскоэлит, моттрамит, дуклуазит, ванадинит.

Из ванадийсодержащих руд (или их концентратов) ванадий извле­кают либо непосредственным выщелачиванием растворами кислот и щелочей, либо выщелачиванием продукта окислительного обжига (в сме­си с поваренной солью) водой или разбавленными кислотами. Из раст­воров путем гидролиза выделяют оксид ванадия (V) V 2 0 5 который используют для выплавки феррованадия, а также производства метал­лического ванадия.

Металлический ванадий получают либо непосредственным восста­новлением оксида (V), либо в две стадии, т.е. сначала восстанавлива­ют оксиды (V) до низшего оксида с использованием одного восстано­вителя, а затем низший оксид - до металла другим восстановителем.

Разработан ряд методов получения металлического ванадия: каль-цнетермический, при котором ковкий ванадий получают методом восста­новления оксидов ванадия кальцием; алюминотермический, когда основ­ным восстановителем металла является алюминий; метод вакуумного углетермического восстановления оксидов ванадия (использование уг­лерода наиболее перспективно); хлоридный, при котором хлорид вана­дия (VC1 3) восстанавливается жидким магнием.

Существует также иодидный метод, заключающийся в диссоциации иодида (VI 2) и обеспечивающий получение ванадия наиболее высокой чистоты, однако этот метод пока может быть использован лишь для получения небольших количеств высокочистого металла.

Каждый из рассмотренных методов имеет свои преимущества и не­достатки, поэтому выбор того или иного метода определяется задача­ми в отношении качества конечного продукта, а также экономическими соображениями и возможностями осуществления самого процесса.

Физические свойства

Атомные характеристики. Атомный номер 23, атомная масса 50,942 а. е. м., атомный объем 8,35■ 10~ 6 м 3 /моль. Атомный радиус 0,134 нм, ионный радиус V 2+ 0,072 нм, V 3 + 0,067 нм, V 4 + 0,061 им, V 5 + 0,04 нм. Конфигурация внешних электронных оболочек 3d 3 4s 2 . Электроотрица-тельиость 1,6.

Химические свойства

В соединениях проявляет степень окисления от +2 до +5, наиболее стойки и типичны соединения со степенью окисления +5.

Ванадий обладает высокой химической стойкостью в воде, водных растворах минеральных солей, разбавленной соляной кислоте и в рас­творах щелочей. На холоду на него действуют разбавленные азотная и серная кислоты. Плавиковая кислота, концентрированные азотная и серная кислоты, царская водка растворяют ванадий.

Ванадий достаточно устойчив на воздухе при температурах, не превышающих 300 °С. Взаимодействия его с азотом, кислородом и во­дородом усиливаются при 600-700 °С.

Оксид ванадия (IV) V 2 0 4 получают при слабом нагревании V2O5 с углем, сплавлением V 2 0 5 со щавелевой кислотой, медленным окисле­нием па воздухе V 2 0 3 . Оксид V 2 0 4 амфотерен; при растворении V 2 0 4 и его гидратов в неокисляющнх кислотах образуются растворы солей ванадия, при растворении V 2 0 4 в щелочах - растворы солей тетрава-надистой кислоты.

Оксид ванадия (V) V 2 0 5 получают нагреванием метаванадата ам­мония на воздухе, гидролизом VOCl 3 , нагреванием на воздухе или в кислороде порошкообразного ванадия, низших его оксидов и карбида. V 2 05 имеет две модификации: аморфную и кристаллическую. Водные растворы V 2 0 5 имеют кислую реакцию, реатруя со щелочами, дают соли.

С фтором ванадий образует фториды VF, VF 4 , VF 5 , VF 3 -3H 2 0.

Трифторид ванадия VF 3 получают взаимодействием HF с VC1 3 при температуре темно-красного каления Если упаривать раствор V 2 0 3 во фтористоводородной кислоте, выделяется VF 3 -3H 2 0.

Тетрафторид ванадия VF 4 получают взаимодействием сухого фто­ристого водорода с VC1 4 .

Известны хлориды ванадия- VCI 2 , VC1 3 , VCI 4 , VOCl, V0C1 3 . Дихло-рид VCl 2 получают путем пропускания паров VC1 4 и Н 2 через стеклян­ную трубку, нагретую до темно-красного каления, или действием газо­образного НС1 на феррованадий. VC1 2 - сильный восстановитель, вы­деляет металлы из растворов солей золота, серебра, платины.

Трихлорид VCI 3 получают при нагревании VCl 4 ; фиолетово-красиые кристаллы VC1 3 , хорошо растворимые в воде.

Тетрахлорид VCI 4 получают хлорированием феррованадия хлором прн 150-200 °С.

Оксихлорид ванадия V0C1 - кристаллическое вещество, получаемое нагреванием VC1 4 в атмосфере С0 2 при ~700°С или восстановлением VOCI3 водородом при температуре красного каления.

Окситрихлорид ванадия VOCI 3 получают нагреванием V 2 0 5 и токе С1 2 при -600 °С.

Дииодид ванадия VI 2 получают синтезом; он не растворяется в аб­солютном спирте, бензоле, тетрахлориде углерода, сероуглероде; на воз­духе частично окисляется.

Трииодид ванадия VI 3 получают нагреванием смеси элементов при 300 °С; он растворяется в воде, в абсолютном спирте, не растворяется в бензоле, тетрахлориде углерода, сероуглероде.

Известны три сульфида ванадия. VS, V 2 S 3 и V 2 S 5 .

Сульфид ванадия VS получают нагреванием V 2 S в среде водорода при 850-1100 "С или сплавлением V 2 0 5 с серой при 400 °С в атмосфере С0 2 VS легко окисляется на воздухе, легко взаимодействует с HN0 3 .

Диванадийтрисульфид V 2 S 3 получают, воздействуя CS 2 на V 2 0 5 при 700 °С, пентасульфид ванадия V 2 Ss - при нагревании на воздухе V 2 S 3 с избытком серы при 400 "С.

С азотом ванадий образует нитриды. VN 2 получается взаимодействи­ем aioia с порошком ванадия при 750-850 "С, окисляется во влажном воздухе, реагирует с горячей HN0 3 . VN отличается высокой химической стойкостью; HCI и H 2 S0 4 на пего не Действуют, HN0 3 его окисляет.

Ванадий растворяет водород, причем растворимость уменьшается с повышением температуры. Максимальное количество водорода, которое ванадий может удерживать при комнатной температуре ~4 % (ат.).

Ванадий является перспективным металлом для создания сплавов, работающих при температурах, более высоких, чем никелевые и кобаль­товые жаропрочные сплавы.

Наиболее распространенными легирующими добавками ванадиевых сплавов являются титан, ниобий, вольфрам, цирконий.

В системах ванадия с РЗМ наблюдаются широкие области расслое­ния в жидком и твердом состояниях, незначительная растворимость РЗМ в твердом ванадии.

Ванадий образует с 6-титаном непрерывный ряд твердых растворов, а с а-титаном - ограниченные твердые растворы; в системах с цирко­нием и гафнием имеются соединения ZrV 2 и HfV 2 .

Ниобий и тантал, расположенные с ванадием в одной подгруппе не­ограниченно в нем растворимы в жидком и твердом состояниях. Однако для этих систем характерен распад твердых растворов при низких тем­пературах.

Непрерывные ряды твердых растворов наблюдаются в системах ва­надия с хромом, молибденом и вольфрамом.

Электрохимический эквивалент ванадия 0,10560 мг/Кл.

Технологические свойства

Нелегированный ванадий - мягкий металл, легко поддающийся пласти­ческой деформации. Предельное суммарное содержание примесей азота и кислорода в ванадии, при котором сохраняется пластичность, позво­ляющая проводить обработку давлением, по мнению ряда исследовате­лей, составляет 0,2 %.

В процессе холодной пластической деформации наиболее значитель­ное упрочнение ванадия достигается при обжатии до 15 %. При более высоких обжатиях интенсивность упрочнения снижается.

Температура начала рекристаллизации ванадия высокой степени чистоты 700-800 °С При легировании ванадия тугоплавкими металла­ми (Nb, Hf, Ti и др.) температура рекристаллизации повышается до 980-1100 "С.

Температура ковки и прессования слитков 1000-1450 "С.

Горячую обработку давлением производят с нагревом в атмосфере аргона и других инертных газов. Для защиты от окисления и охруп-чивания ванадия газовыми примесями при нагреве используют также гальванические покрытия. Лучшие результаты получены прн покрытии никелем. Применяют также кремниевые покрытия.

Предварительно деформированные заготовки ванадия обрабатывают давлением в холодном состоянии (прокатка, волочение или другие ме­тоды).

Из пластичного ванадия в холодном состоянии без промежуточных отжигов можно изготовлять листы, прутки, тонкостенные трубы, про­волоку и т. п.

Добавки вольфрама и тантала снижают пластичность сплавов вана­дия. Наиболее пластичны сплавы систем V- Ti и V- Zr.

Из сплавов ванадия, содержащих 5-20 % Ti, можно получать лис­ты, прутки, трубы и другие изделия. Сплавы ванадия с содержанием до 40 % Ti и небольшими добавками других элементов наиболее перс­пективны. Добавка 0,5-1,0 % С к этим сплавам способствует измель­чению структуры и улучшению способности к деформированию ковкой.

У сплавов системы V- Zr пластичность повышается при содержании до 3 % Zr, но заметно снижается при более высоком содержании этого элемента. Добавка иттрия также улучшает пластичность ванадия.

Пластичность сплава с 1 % Si такая же, как и чистого ванадия Спла­вы V- Nb обладают малым запасом пластичности даже при очень вы­соких температурах.

Сварку ванадия плавлением можно производить электрической дугой в инертных газах- без присадочного материала, вольфрамовым электро­дом и электронным лучом в вакууме.

При сварке нелегированиого ванадия образуются пластичные соедч- нения, допускающие изгиб на 180° (при радиусе оправки, равном тол­щине свариваемых деталей); прочность сварных соединений, выполнен­ных без присадочного металла, равна прочности исходного материала.

Таким образом ванадий можно соединять с титаном, ниобием, тан­талом, хромом и медными сплавами, а также со сталями, содержащими не более 7-8 % Ni.

Нелегироваииый ванадий легко обрабатывается резанием, как медь.

Для получения хорошей поверхности рекомендуется в качестве смазки применять керосин и высокую скорость резания с небольшой по­дачей. Высоколегированный ванадий обычно обрабатывается значитель­но труднее, чем нелегированный, и в случае затруднений с удалением твердого поверхностного слоя режущим инструментом он должен быть удален шлифовкой.

Области применения

Основная область применения ванадия - черная металлургия, где его широко используют в виде феррованадия для получения сталей специ­ального назначения. При введении в сталь 0,15-0,25 °/о V резко повы­шаются ее прочность, вязкость, сопротивление усталости и износостой­кость. Ванадий - сильный раскислитель стали и карбидообразующий элемент, способствующий измельчению структуры стали и чугуна, а так­же замедлению роста зерна при нагреве.

Ванадий используется также в производстве сплавов на основе ти­тана и на основе других тугоплавких металлов, предиазиачениых для новой техники (авиационной, ракетной, ядерной энергетики). В частно­сти, для.реакторостроеиня ванадий представляет особый интерес, по­скольку обладает малым эффективным поперечным сечением захвата нейтронов и одновременно обладает достаточно высокими свойствами при повышенных температурах.

Ванадий применяют как промежуточный материал (прослойка) при плакировании стали и тугоплавких металлов титановыми, циркониевы­ми сплавами, а также сплавами благородных металлов.

Благодаря высокой коррозионной стойкости в агрессивных химиче­ских средах ванадий является перспективным материалом для химиче­ского машиностроения и др.

Чистый металлический ванадий используют, кроме того, в производ­стве электронных приборов, отдельных деталей рентгеновской аппара­туры и т. д.

Ванадий служит основой сверхпроводящих сплавов и других спла­вов со специальными свойствами.

Соединения ванадия находят применение во многих областях про­мышленности, в частности в химической - как катализаторы, в текс­тильной, лакокрасочной, резиновой, керамической, стекольной, в сель­ском хозяйстве, медицине и др

Химический элемент с «божественным» названием Ванадий (от древнескандинавской Vanadis, дочери Ванов, которая была богиней любви и красота у скандинавских народов) был открыт дважды. В самом начале XIX столетия новый металл открыл Андрес Мануэль Дель Рио, профессор минералогии из Мехико в свинцовых рудах мексиканских горных пород. Но для химиков из Европы это открытие показалось сомнительным.

В 1830 году Нильс Сефстрём (химик из Швеции) открыл ванадий в железной руде. За необыкновенную красоту соединений, образуемых новым металлом, его назвали Ванадий.

Ванадий - химический элемент с атомным номером 23, занимает место в побочной подгруппе V группы IV периода периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева. Пластичный ковкий металл серебристо-стального цвета,

Нахождение ванадия в природе

Ванадий является рассеянным элементом, встречается в осадочных и магматических породах, сланцах и железных рудах. Месторождения ванадия имеются в Австралии, Перу, Турции, Англии, ЮАР и США (calorizator). На территории России ванадий добывают в Ферганской долине, на Урале, в Киргизии, центральном Казахстане, Красноярском крае и Оренбургской области.

В организме человека ванадий присутствует в жировой ткани, костях и подкожных иммунных клетках.

Физические и химические свойства ванадия

Внешний вид ванадия больше всего напоминает сталь, это пластичный металл с температурой плавления 1920˚С. Не подвержен действию воздуха, морской воды и щелочных растворов при нормальной температуре.

Суточная потребность в ванадии

Суточная потребность 6-63 мкг/сутки (ВОЗ, 2000). Всего 1% поступающего извне ванадия всасывается в организме, остальное выводится с мочой.

Полезные свойства ванадия и его влияние на организм

Ванадий играет заметную роль в регулировании липидного и углеводного обмена, принимает участие в активной выработке энергии. Медики отмечают, что уменьшение уровня холестерина связано с количеством поступающего в организм ванадия. Является стимулирующим фактором для движения кровяных клеток, которые поглощают болезнетворные микробы (фаоцитов).

Взаимодействие ванадия с другими

Токсичность ванадия снижается при его взаимодействии с и белками. Обратный эффект дают соединения и алюминия, а также .

Признаки нехватки ванадия

Дефицит ванадия представлен единичными случаями ванадийдефицитной шизофрении, а также связан с патологией углеводного обмена.

Признаки избытка ванадия

Избыток ванадия значительно более распространен и связан с производством асфальта, стекла, топливной продукции (мазут, бензин, и т.д.). Обладает гипертензивным действием (ВОЗ, 1997). Установлена связь генеза маниакально-депрессивных состояний и невротической реактивной депрессии с повышением уровня ванадия в крови. Описана ванадиевая природа эндемичного рассеянного склероза - жирорастворимые комплексы ванадия техногенного происхождения кумулируются в миелиновых оболочках и в коре мозга, приводя к развитию рассеянного склероза.

Основным потребителем ванадия является металлургическая промышленность. Введение ванадия в состав сплавов нержавеющей, быстрорежущей и инструментальной стали увеличивается прочность и износоустойчивость стали.

Также ванадий применяется в атомно-водородной энергетике, в производстве серной кислоты, как химический источник тока.

Ванадий – неактивный элемент, в природе его соединения не реагируют на действие воздуха, воды, кислот или щелочей. Для его расплавления нужны очень высокие температуры. В организме ванадий тоже довольно инертен, хотя и вступает во взаимодействие с другими веществами.

Ванадий хорошо усваивается в присутствии цинка , фтора и селена , помогая всасыванию этих элементов. Ванадий считается токсичным веществом для человека, и эти его свойства могут усилиться, если одновременно с ним в организм попадают железо , магний , алюминий, аскорбиновая кислота (витамин С). А вот ослабить токсичность ванадия способны продукты с высоким содержанием хрома .

Важно! Ванадий снижает эффективность антикоагулянтов, поэтому нельзя принимать одновременно биодобавки с ванадием и препараты, снижающие свертываемость крови

Попадая в организм человека, ванадий депонируется в костях – это главное место накопления элемента, а также в мышечной и жировой тканях, причем в костях и зубах он помогает распределению кальциевых солей. В небольшом количестве ванадий есть в щитовидной железе и сердечной мышце, в легких, в селезенке и почках, где во взаимодействии с цирконием улучшает работу этих органов. Ванадий вступает во взаимодействие с калием и натрием , регулируя их баланс в тканях, при этом он помогает избавиться от отечностей.

Польза ванадия для здоровья пока плохо изучена. Известно на сегодня то, что этот элемент активно участвует в окислительных и восстановительных процессах на уровне клеток, нужен для дыхания и кроветворения, формирования костной ткани и роста зубов, для осуществления репродуктивных функций. Участие ванадия доказано в усилении зрения и стимулировании роста, в работе печени и почек, в укреплении сердечной мышцы и нервной системы.

Роль в возникновении и течение различных заболеваний

Роль ванадия в развитии заболеваний пока не имеет клинических подтверждений, но исследования показывают, что от содержания его в организме сильно зависит риск развития таких болезней как сахарный диабет, атеросклероз, нарушения работы почек и сердечно-сосудистой системы, снижение репродуктивных способностей.

Кроме этого, есть данные о том, что от уровня ванадия зависит проявление некоторых форм шизофрении.

Основные функции в организме

Воздействие ванадия на человеческий организм пока находится в стадии активного изучения и знания о нем еще недостаточны. Однако установлено, что соли ванадия способны имитировать эффект инсулина, регулируя углеводный обмен, так что ученые рассматривают возможность применения соединений ванадия при лечении сахарного диабета.

Еще одна ценная функция ванадия – он активизирует клетки иммунной системы фагоциты, которые поглощают чужеродные для организма частицы. К таким вредным частицам могут относиться вирусы, бактерии, токсические частички, отмершие или погибающие клетки. Активированные ванадием фагоциты очищают клетки и ткани, защищают организм от инфекций и воспалений.

Ванадий снижает выработку холестерина, поддерживает в здоровом состоянии сосуды мозга, тонизирует сердечную мышцу, понижает артериальное давление – все это важно для людей, страдающих заболеваниями сердечно-сосудистой системы.

Людям, стремящимся контролировать свою массу тела, будет интересно узнать о том, что ванадий необходим для усвоения жиров и углеводов, помогая в процессе их расщепления высвобождать энергию. Он нормализует обмен липидов и регулирует выработку жирных кислот.

Интересна функция ванадия как антиоксиданта: этот элемент активно вступает в окислительные реакции, предотвращая распространение и активизацию свободных радикалов, а также влияет на рост клеток, предупреждая их неконтролируемое деление – а значит и формирование злокачественных опухолей.

Среди других значимых функций ванадия в организме отметим следующие:

• вступает в комплексы с молекулами гемоглобина и стабилизирует их, предохраняя от окисления;
• выступает кофактором (стимулятором) ферментов, которые расщепляют и помогают усваивать белки;
• участвует в биосинтезе некоторых гормонов;
• улучшает усвоение кислорода тканями печени;
• контролирует работу нервной системы;
• участвует в формировании и росте костей скелета, зубов;
• предупреждает развитие атеросклероза.

Антиоксидантные и противомикробные свойства ванадия нашли применение в косметических средствах: например, экстракт василька, содержащий этот химический элемент, используют в косметике для ухода за чувствительной кожей вокруг глаз (он уменьшает отечность и улучшает тонус век), а также в средствах для проблемной кожи с элементами воспаленных высыпаний.

В каких продуктах содержится ванадий

Как сохранить ванадий в пище

Несмотря на химическую инертность, ванадий чувствителен к условиям хранения и обработки продуктов: он окисляется и переходит в плохо усвояемые формы при хранении на свету и в помещении с высокой влажностью, при длительной температурной обработке (отваривании, тушении), при размораживании продуктов. Оптимальный способ получить максимальное количество ванадия из продуктов – есть их в сыром виде (фрукты и овощи) либо отваривать в небольшом количестве воды или готовить на пару в течение непродолжительного времени.

Усвояемость минерала

Ванадий широко распространен в природе, больше всего этого вещества содержат морепродукты, грибы и злаки. Хорошо усваивается ванадий из меда в сотах и пчелиного маточного молочка.

Следует отметить, что организм способен усвоить только 1% от поступившего с едой элемента. Токсичность ванадия понижается, а усвоение улучшается в присутствии белковой пищи. Всасывание вещества происходит в тонком кишечнике, избыток выводится с мочой.

Сочетание с другими питательными веществами

В сочетании с другими питательными веществами ванадий выполняет транспортные функции – элемент помогает транспортировать белки, жиры и углеводы к клеткам мышц, способствуя их укреплению. Поэтому спортсменам во время активных тренировок рекомендуется увеличить ежедневное потребление продуктов с высоким содержанием ванадия – до 3 мг этого элемента в день.

Совет врача. Токсичность ванадия значительно снижается в присутствии хрома, поэтому полезно комбинировать в ежедневном меню продукты, содержащие оба этих элемента: например, морепродукты с рисом, грибы с брокколи, тунец со шпинатом

Суточные нормы

Ученые еще не определились с четкими нормами употребления ванадия, какое количество обязательно нужно получать с продуктами, и зависит ли оно от возраста либо других факторов. По рекомендациям ВОЗ (всемирная организация здоровья) от 2000 года суточная норма ванадия составляет от 6 до 63 мкг. Другие источники дают информацию о допустимом потреблении ванадия до 2 мг в день. Доза в 4 мг считается настолько токсичной, что может вызвать смертельный исход.

Что происходит при дефиците минерала

Последствия дефицита ванадия.

Примерное представление о том, как чувствует себя живой организм при дефиците ванадия, ученые имеют пока только на уровне лабораторных исследований. Недостаток этого вещества может ухудшить состояние костной и мышечной тканей, спровоцировать дефекты развития плода и выкидыши, ухудшить работу щитовидной железы, замедлить рост, стать причиной злокачественных новообразований.

Факторы, способствующие дефициту.

Причиной дефицита ванадия становится нарушение его всасывания в кишечнике или употребление биодобавок с веществами, которые ускоряют связывание и выведение этого элемента из организма, а также жесткие продолжительные монодиеты.

Как восполнить дефицит минерала.

При интенсивных тренировках спортсмены значительно расходуют энергию и нуждаются в дополнительном поступлении ванадия, участвующего в расщеплении глюкозы. Для пополнения запасов ванадия рекомендуется повысить содержание в меню соевых бобов, оливкового масла, укропа и редиса.

Избыток ванадия в организме

Некоторое время спортсмены считали, что биодобавки с содержанием ванадия могут способствовать в увеличении мышечной массы, однако проведенные исследования этого не подтвердили.

Избыток ванадия в организме – это более частая и конкретная тема обсуждения среди врачей, поскольку этот элемент может накопиться по следующим причинам:

• злоупотребление биодобавками с содержанием ванадия;
• вдыхание паров бензина, мазута, выхлопных газов, токсических выбросов при укладке асфальта;
• работа на производстве стекла;
• употребление воды, загрязненной отходами металлургических или нефтеперерабатывающих предприятий;
• употребление овощей, выросших на загрязненных промышленными отходами почвах.

Токсичность ванадия может стать причиной различных нарушений в организме. В условиях производства рабочие, имеющие дело с вдыханием частичек ванадия, часто страдают воспалительными заболеваниями глаз и дыхательных путей, различными болезнями кожи (экземы, дерматиты). Ванадий провоцирует скопление слизи в бронхах и развитие астмы, влияет на уменьшение количества лейкоцитов в крови и снижение иммунитета, способствует развитию анемии, нервных расстройств, обострениям заболеваний печени и почек.

Совет врача. При отравлении ванадием человек обычно ощущает тошноту и головную боль, он теряет аппетит и жалуется на диарею, депрессивное состояние, на языке может проступить зеленоватый налет, случается обезвоживание организма. Для нейтрализации токсического действия ванадия задействуют препараты хрома и аминокислоту ЭДТА (этилендиаминтетрауксусную кислоту)

Препараты, содержащие минерал

Из препаратов, содержащих ванадий, наиболее известен ванадил сульфат – биоактивная добавка, которую нередко принимают спортсмены при длительных и напряженных силовых тренировках. Эта добавка может быть рекомендована при избыточной массе тела и повышенном уровне холестерина, при некоторых нарушениях сердечной деятельности и сахарном диабете. Однако дозировку этого препарата и продолжительность приема обязательно должен контролировать врач.

Почему ванадий назвали металлом-хамелеоном, от чего зависит его изменение цвета и какими свойствами обладает этот металл, смотрите в видео ниже.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

В виде простого вещества ванадий серый тугоплавкий металл с объемно-центрированной кубической решеткой. Расположен в четвертом периоде V группы побочной (B) подгруппы Периодической таблицы.

Плотность - 6,11 г/см 3 . Температуры плавления и кипения равны 1920 o С и 3400 o С, соответственно. Физико-химические свойства ванадия сильно зависят от чистоты метала. Так, чистый металл отличается ковкостью, тогда как наличие примесей в нем сильно ухудшает его пластичность и повышают твердость. В обычных условиях - химически стойкий металл.

Валентность ванадия в соединениях

Ванадий находится в четвертом периоде в VB группе Периодической таблицы Д.И. Менделеева. Порядковый номер равен 23. В ядре атома ванадия содержится 23 протона и 27 нейтронов (массовое число равно 50). В атоме ванадия есть четыре энергетических уровня, на которых находятся 23 электрона (рис. 1).

Рис. 1. Строения атома ванадия.

Электронная формула атома ванадия в основном состоянии имеет следующий вид:

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 3 4s 2 .

А энергетическая диаграмма (строится только для электронов внешнего энергетического уровня, которые по-другому называют валентными):

Наличие трех неспаренных электронов свидетельствует о том, что ванадий в своих соединениях может проявлять валентность III (V III 2 O 3 , V III F 3 , V III Cl 3).

Атом ванадия способен переходить в возбужденное состояние: электроны 4s-подуровня распариваются и один из них занимает вакантную орбиталь 3d-подуровня:

Наличие пяти неспаренных электронов свидетельствует о том, что ванадий также проявляет валентность V в своих соединениях (V V 2 O 5 , V V F 5).

Известно, что у ванадия есть валентности II(V II O) и IV (V IV O 2 , V IV Cl 4).

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1