Kémiai elem vanádium
Elején a XIX. újgazdag betétek vasérc találtak Svédországban. Egyik a másik után nagyolvasztókba építettek. De figyelemre méltó: azonos körülmények között, egy részük így meglepő alakíthatóság vasat, míg a másik nyert rideg fém. Miután sok sikertelen kísérlet, hogy létrehoz egy folyamat kohászat kiváló minőségű fém a „rossz” nagyolvasztó acélgyártó fellebbezett vegyészek, és 1830-ban Niels Sefstrom képtelen osztja a salak „legjobb” domain ismeretlen fekete por. Sefstrom arra a következtetésre jutott, hogy a lenyűgöző alakíthatósága fém csatolt a jelenlétét az érc egy ismeretlen-elemet fekete por.
Ez az új elem a vanádium Sefstrom tiszteletére nevezték el a legendás Vanadis - a szépség istennője a régi skandinávok.
A felfedezés, egy új elem mindig is nagy megtiszteltetés tudós. Ezért az egyik lehet képzelni a csalódás a mexikói minearológus Andrés Manuel del Rio, aki 1801-ben fedezték fel ólomérc még sosem találkoztak egy elemet, és elnevezte erythron. De kételkedő következtetéseit Del Rio nem volt hajlandó, hogy felfedezzük, azt gondolva, hogy ő találkozott a nemrég felfedezett króm.
Még több bosszantó szenvedett zseniális német vegyész Fridriha Volera. Ugyanebben az évben, mint a Sefstrom, ő volt a lehetőség, hogy vizsgálja meg a vasérc a Mexikóból importált L. Humboldt. Az is, hogy feltárt del Rio. Wohler is található bennük valami szokatlan, de tanulmányait félbeszakította betegség. Amikor ismét munkába, már túl késő volt - Sefstrom ismertette felfedezését. A tulajdonságait az új elem megegyeznek, hogy megadta az egyik Wohler laboratóriumi folyóiratokban.
Csak 1869-ben, 39 év után, miután a felfedezése egy Sefstrom elem №23 izoláltak először viszonylag tiszta formában. Angol kémikus H. Roscoe, ható hidrogén-klorid, vanádium, vanádium kapott elemi tisztasága körülbelül 96%.
A tiszta vanádium - képlékeny fémből világosszürke színű. Ez majdnem félszer könnyebb, mint a vas, olvad 1900 ± 25 ° C-on, míg forráspontja 3400 ° C-on Szobahőmérsékleten, száraz levegőben, hogy az kémiailag elég passzív, de magas hőmérsékleten könnyen egyesíti oxigénnel, nitrogénnel és más elemeket.
A vanádium-vegyület mutat a négy vegyértéket tartalmaz. Ismert vegyületek két-, három-, négy-, és öt vegyértékű vanádium.
Vanádium és a vegyipar
Industries szükséges és vanádium de ércek gazdag ezt az elemet, nem volt kevés. Francia acélipari vállalat mérnökei „Creusot”, úgy tűnik, felhívta a figyelmet arra a tényre, hogy az első vanádium Sefstrom nem kapott az érc és a kohászati salak és 1882 létrehozott termelési ugyanazon az alapon. A 10 éves, a gyár „Creusot” minden évben kerülnek lerakásra a világpiacon 60 tonna vanádium- V2 O5. Hamarosan azonban az igény a vanádium-vegyületek előállítására anilin fekete zuhant, és ezek előállítása jelentősen csökkent.
De az elején az első világháború vegyészek újra kellett fordulnia, hogy egy elem №23. Ezekben az években harci országokban szükséges hatalmas mennyiségű kénsav. Sőt, e nélkül lehetetlen elérni nitrocellulóz bázis harci porok. Ismeretes, hogy a kénsav által termelt oxidációja a kén-dioxid SO2 kén-trioxid SO3 majd víz hozzáadásával. Azonban, SO2 közvetlenül oxigénnel reagál rendkívül lassan. A oxidációját kén-dioxid is előfordulhat csökkentésére a nitrogén-dioxid (ez a reakció alapul dinitrogén előállítására szolgáló eljárás kénsav), de ez sokkal inkább koncentrált és tiszta savra van oxidációs reakciójával kapott SO2 a SO3. jelenlétében végezzük valamilyen szilárd katalizátorok (pin előállítási eljárás).
Az első kapcsolat a katalizátor kénsav termelés drága platina. Ez természetesen nem elég, mi szükség van egy helyettesítő. Úgy bizonyult a vanádium-pentoxid V2 O5 és egyes sói vanádiumsavval savak, így például Ag 3 VO 4. Ők majdnem olyan jól, mint a platina, felgyorsítja az oxidációs SO2. A SO3. de sokkal olcsóbb, és kötelezi őket kisebb. És ami a legfontosabb, hogy nem félnek a kapcsolattartó mérgek, munkaképtelenséghez platina katalizátorok. Alapuló katalizátorok vanádium fontos szerepet játszanak a modern kémia. Ezek még mindig megtalálható a legtöbb növény esetében a termelés a kénsav nem nélkülözheti őket, és fontos folyamatokat, mint a repedés a kőolaj, az ecetsav előállítására oxidálásával alkohol sokan mások.
Acél és vanádium
Ha a kémiai iparnak, elsősorban a vanádium-vegyületek, a kohászat szükséges fém maga és ötvözetei. Vanádium - az egyik fő ötvöző elemek.
Tanulságos, de általában, alkalmi tapasztalat svéd kohászok a „rossz” és „jó” dons nem lett az alapja a széleskörű bevezetése vanádium az acéliparban. Ez történt sokkal később.
1905-ben, hajnalán az autó, a futam alatt Angliában az egyik francia autók összetört. Az egyik a roncsok a motor az autó kezére Genri Forda. jelen volt a verseny. Chip meglepte Future „autó király”: a fém, amelyből készült, kombinálva a kivételes keménysége és szívóssága könnyedén. Hamarosan Ford Laboratory megállapította, hogy ez a fém - acél vanádium kiegészítéseket.
Függetlenül attól, hogy a költség, a Ford végzett tanulmányokat. Miután több kudarcok ki a laboratórium vanádium acélból szükséges minőséget. Ő azonnal lehetővé tette, hogy megkönnyítse az autó, új autó sokkal tartósabb, hogy javítsák a vezetési teljesítményt. Árcsökkentési autók miatt gazdaság fém Ford volt képes vonzani sok vásárló. Ez adta neki ürügyet mondani, hogy „Ha nem lett volna a vanádium, akkor nem lenne az autóm.”
Azonban még 10 évvel ezelőtt a Ford megtudta, hogy létezik a vanádium-acél, olvasztották francia mérnökök és kapni jó minőségű páncél lemezek. Ebből acélból készültek, és az első ágyú szerelt repülőgép.
Acél Vanádiumtartalmú, nem elvesztették jelentőségüket a mai napig. Elem №23 tulajdonít acél tulajdonságait, mint például a szilárdság, könnyűség, ellenállás magas hőmérsékleteknek, rugalmasságot. Hogyan tudjuk megmagyarázni egy ilyen széles körű hasznos tulajdonságai? A kérdés megválaszolásához segít magának vanádium. Ő - az egyik a „kinyilatkoztatás” a fémek. Hogyan kell ezt érteni?
Ismeretes, hogy a legjobb edzhetõség acél csatolt molibdén-acél lesz a legnagyobb viszkozitása a bevezetése a nikkel, és a mágneses tulajdonságok jelenléte fokozza kobalt. Ez nem mindig lehet megmondani, pontosan miért adalékanyagot kölcsönöz egy bizonyos minőségű acélból. De az okok tulajdonságainak javítására acél vanádium sokat tudunk kellő módon és megbízhatóan.
Régóta megállapították, hogy az olvadt acél elnyeli sok gázok, elsősorban az oxigén és a nitrogén. Ha a fém lehűl, a gáz marad rudak formájában finom buborékok. Amikor kovácsolás buborékok beszívását szálak (hajszál) öntvényből és erő minden irányban válik egyenlőtlen. Vanádium bevezetjük az acél, reakcióba lép az oxigénnel és nitrogénnel, ezek a reakciótermékek felületén lebegnek a fém megolvadt salak, amely eltávolítjuk az olvasztási folyamat során. Ez növeli az erejét a öntvények, vanádium fennmaradó mielőtt a másik komponens reagál oldott szén az acél alkotnak egy kemény és hőálló vegyületet - karbidokat. Vanádium karbidok rosszul oldódó vas-és egyenletesen eloszoljon az olvadékban, kialakulásának megelőzésére nagy kristályok. Steel nyert finomszemcsés, kemény és a kovácsolás. Szerkezet vanádium acél és tároljuk magas hőmérsékleten. Ezért vágó belőle kevésbé érzékenyek a deformáció során egy munkadarab nagy sebességgel, és amelyek nélkülözhetetlenek a körmeihez melegkovácsoló. Finomszemcsés szerkezete is vezet nagy szívóssággal és nagy fáradtság erőt vanádium acél. Gyakorlatilag egy másik fontos annak minősége - kopásállóság. Ez a minőség lehet egyértelműen illusztrálják a példában: ezrelék óra működés hengerfal dízelmotorok, szénacélból, kopás 0,35. 0,40 mm, és a henger falán vanádium acélból, dolgozik ugyanazon körülmények között - csak 0,1 mm.
„Bábel” és mások.
De nem csak nemesebbé vanádium acél. Tulajdonságok más fémek is javult bevezetésével, elem №23. Szükség van hozzá 3% vanádium alumínium a fém nagyon nehéz lesz. „Bábel” - így ez a ötvözet - nagyon ellenálló a pusztító hatás a nedves levegő és a sós víz.
Egy hasonló ötvözet (de 2% vanádium) gyártott szél hangszerek. Jól ismert a réz ötvözet 8% vanádiumot. Ezt használják a kiindulási nyersanyagtól a rézötvözetek más fémekkel. Bronz és sárgaréz, amely 0,5% vanádiumot, nem rosszabb, mint a mechanikai tulajdonságok az acél, és ezért felelősek az egységek termelését és részei összetett profil. Kémiai rezisztencia a nikkel ötvözet 18% vanádiumot 20 arányban az inert nemesfémek, így készül üvegáru. vanádium-kiegészítők, így az arany utolsó szokatlan határozottsággal. Nemrégiben, elég sok vanádium titán-alapú ötvözetek.
Vanádium ötvözetek könnyen feloldottunk fémek, mint a tiszta vanádium, és az olvadék alacsonyabb hőmérsékleten. Ez a két funkció használható vaskohászati ötvöző a vas és acél általában használt ferrovanadium - vanádium-vas ötvözetből.
És csak megolvadt ezüst-vanádium nem oldódik.
A kéreg vanádium sokkal több, mint a króm, nikkel, ólom, cink, és még a réz. Azonban az ásványi anyagokban gazdag elem №23, ritkák. Vanádium vegyületeket vízben diszpergáljuk, a kéreg; ezek jobban oldódnak, mint más természetes vegyületek fémek a jobb felében a periódusos rendszer, és átkerülnek az kőzetek jelentős távolságok mentén. Vanádium felhalmozódik néhány érc és más fémek - ólom, réz, cink, urán, valamint a szén, olaj palák. Az egyik a német növények, például, kapott égetéséből hamu venezuelai olajat, amely tartalmazta legfeljebb 10% vanádiumot. Néhány évvel kemencéből hamu éget ez az olaj volt alapanyag vanádium.
A szocialista országok saját állományának nemesfém és teljes mértékben biztosítja számukra az ipar.
Magyarországon a vanádium először találtak a Ferghana-völgy a pass Tuya-Muyun (a fordítás kirgiz - teve púp). Ezekből ércek „Ferghana Society kitermeléséhez ritka fémek” eltávolított kis mennyiségű vanádium és uránvegyületet, és eladták őket külföldön. A nagyobb része az értékes komponensek az érc, beleértve a rádium, nem voltak képesek kivonat. Csak létrehozása után a szovjet hatalom, gazdagság-Tuya Murong kezdték használni átfogóan.
Később vanádium található a Kerch vasércek, és indult a termelés a hazai ferrovanadium. Gazdag forrásai vanádium voltak Ural titanomagnetites. Együtt a Kercsi érc megjelent iparunk attól, vanádium import külföldről. 1927-vanádium-ben fedezték fel Szulejmán-Sai, közel a jelenlegi város Jambul. Ma vanádium acél szállítók központi területeken Kazahsztán, Kirgizisztán, Krasznojarszk terület, Orenburg régióban. A mount Kachkanar az Ural kötött 8000000000 tonna vasércet, és annak fejlesztési kezdődött csak a 60-as. Ez érc szegényebb, és. értékes ércek világhírű hegyi vasutak - Magas és Grace miatt Kachkanar altalaj bányászott nemcsak a vas, hanem a vanádium.
Vanádium és az élet
A múlt században a vanádium-ben fedezték fel, mint egy része néhány növény, amely után a jelenlétét №23 elem szén, tőzeg és agyagpala megszűnt furcsának tűnhet. Az egyik a növény „gyűjtők” vanádium mindenki számára ismerős - ez egy mérges gomba légyölő galóca.
Argentínában kísérleteket végeztünk a bevezetése a vanádium-vegyületek élelmiszer bikák és sertések. Ebben az esetben javult az állatok étvágya, és ők gyorsan híztak. Az is ismert, hogy a penész „fekete Asperg” alakul ki általában csak jelenlétében vanádium-sók. Minden bizonyíték arra utal, hogy a vanádium szerepet játszik életében a folyamatokat, de milyen - továbbra is tisztázni kell.
Azonban még az acélipar, amely az ismereteket tartalmazó №23 más orvosok és tudósok, hogy megtudjuk, vanádium még sok más. A vegyészek, különösen azok, akik mechanizmusának tanulmányozására katalitikus hatását a különböző anyagok - még.
Sok ország vasércre 0,1 és 0,65% vanádium.
Amikor a nagyolvasztó ez csaknem teljesen átalakul öntöttvas. A folyamat során a konvertáló vas acéllá halad legtöbb vanádium salak, amelyet használnak a gyártásához ferrovanadium.
Ferrovanádium tipikusan tartalmaz legalább 35% V.
Jelentéktelen vanádium adalékanyagok növelik a rugalmasságot és szilárdságot az acél mintegy 50% -kal. Sok modern márka rugóacél, amely legfeljebb 0,25% vanádium.
Mechanikai tulajdonságok A tiszta vanádium tanulmányozott nem teljesen miatt nehéz megszerzésének nagy tisztaságú vanádium. Ugyanakkor köztudott, hogy a szennyeződések a tulajdonságait a vanádium nagyon erősen befolyásolja. 96% vanádiumot, először nyert H. Roscoe több mint 100 évvel ezelőtt, törékeny és kemény. Ahogy további tisztítás vanádium válik műanyag és képlékeny. Először, képlékeny, vanádium kaptunk csak 1927 sajátosságai határozottan rontja a mechanikai tulajdonságait vanádium szennyeződések hidrogén, oxigén és nitrogén.
A híres német kémikus Yustus Libih, mint Fridrihu Voleru „figyelmen kívül”, a felfedezés, egy új elem - a bróm. Glory úttörő ebben az esetben elment a kevéssé ismert, mielőtt a francia tudós, Antoine Balaram. Csalódott Liebig nem tudott ellenállni a maró megjegyzéseket, hogy nem Balaram nyitotta bróm és brómtartalmú nyitott Balaram. Wohler van „kimaradt” a vanádium, több volt, objektív és nem egy, hanem magát, ez nem hibás. „Én egy igazi szamár - írta barátjának, - proglyadev új elem a barna ólomérc, és igaza volt Berzelius, amikor nem minden irónia nélkül, nevetés felett, hogy mennyire rosszul és gyengén nélkül kitartás, kopog, hogy az istennő Vanadis házban.”