Vanadyum Yerkabuğunda ve çeşitli gıdalarda bulunan, çeliğe benzeyen sert bir metaldir. Ayrıca fosfat kayalarında ve bazı ham petrollerde organik kompleksler halinde bulunur. Orta miktarlarda insan vücudundaki kemiklerin normal şekilde gelişmesi için gereklidir. Dövülebilir özellikleri ve periyodik tablodaki temsili sayesinde kimya endüstrisinde nasıl kullanıldığını keşfedin.
Vanadyum nedir?
Periyodik tablonun metalik kökenli, gümüş-gri renkli, yumuşak sünek karakterli kimyasal bir elementidir. Ancak nitrojen, oksijen ve hidrojen gibi diğer elementlerin eklenmesiyle sert ama kırılgan hale gelir. Ayrıca hava ile temasında paslanmaz ve korozyona karşı direnç gösterebilir.
Aynı zamanda yüksek erime ve kaynama noktalarına sahiptir ve iyi bir ısı ve elektrik iletkenidir. 2 izotoptan oluşur, diğer 9 izotopu bilinmektedir ve toksik olarak kabul edilir, bu nedenle kullanırken dikkatli olunmalıdır.
Vanadyum sembolü
V İsminin İskandinav ülkeleri mitolojisinden geldiği ve tanrıça Vanadis’e gönderme yaptığı düşünülmektedir. Bir geçiş metali olarak periyodik tablonun 5. grubunda yer alır; aralarında krom ve titanyum da bulunur. Vanadyumun atom numarası 23 olup atom kütlesi 50,94’e ulaşır.
Vanadyumun özellikleri
Periyodik tablonun bu unsuru en az bilinenlerden biridir, ancak yine de kendine has özellikleri vardır. Örneğin Hawaii gibi elektriğin maliyetinin çok yüksek olduğu uzak bölgelerde kullanılabilecek iyi bir enerji depolama aracı olduğuna inanılıyor. Diğer özelliklerden bahsedersek şunları yapmalıyız:
- Kimyasal reaktivite : Yüksek sıcaklıkta nitrik veya sülfürik asit ile temasında daha fazladır.
- Çözünürlük : Sülfürik ve nitrik asitlerde çözünür, ancak sodyum hidroksit, alkol veya hidroklorik asitte çözünmeyen bir metaldir.
- Oksidasyon durumu : Dört durumu vardır: +2, +3, +4, +5
- Direnç: Hidroklorik asit, deniz suyu, alkalin ataklarına ve sülfürik asite karşı dayanıklıdır.
- Durum : Sağlam.
Vanadyumun kimyasal ve fiziksel özellikleri
- Atom numarası : 23
- Dönem: 4
- blok: d
- Kovalent yarıçap: 125
- Ortalama yarıçap: 135
- Atom yarıçapı: 171
- Özgül ısı: 490 J
- Elektronegatiflik: 1.63
- Yoğunluk: 6110
- Erime noktası: 2175K
- Kaynama noktası: 3682 K
- Füzyon entalpisi: 20,9 Kj/mol
- Ses hızı: 293,15 K’de 4560 m/s
- Elektronik konfigürasyon: [Ar] 4s 2 3d 3
- Buhar basıncı: 2175 K’de 3,06 Pa
- Buharlaşma entalpisi: 0,452 kJ/mol
- Elektriksel iletkenlik: 4,89 10 6
Vanadyumun Kökeni
1801 yılında doğa bilimci ve bilim adamı Andrés Manuel del Río tarafından keşfedilen vanadinit minerallerini analiz ederken Erythronium adını verdiği başka bir metalik element bulduğunu fark etti. Ancak 1805’te bazı Fransız bilim adamları bunun yerine kromun saf olmayan bir formu olduğuna dikkat çekti. Daha sonra 1830’da İsveçli kimyager Nils Gabriel Sefström, kısmen renk çeşitliliği nedeniyle ona Vanadyum adını verdi.
Vanadyum ne için kullanılır?
Büyük miktarda enerjiyi süresiz olarak depolayabilme kapasitesine sahip pillerde kullanılır. Ayrıca küçük miktarlarda kullanarak çelik alaşımları oluşturmak da mümkündür. Diğer yaygın kullanımlar aşağıdaki alanlarda ortaya çıkar:
Havacılık ve havacılık endüstrisi
Metal alaşımı nükleer reaktör bileşenleri, uzay roketi gövdeleri ve jet motoru gövdelerinin yapımında kullanılıyor.
İlaç
Diyet takviyelerinde sodyum metavanadat ve vanadyum sülfat kullanılır. Ayrıca tip 2 diyabet, kalp hastalığı, yüksek kolesterol tedavisinde ve kolon kanseri oluşumunun önlenmesinde de faydalı olabilir. Titanyum ve alüminyum ile birleştirildiğinde diş implantları için çok faydalı olan güçlü bir alaşım elde edilir.
Kimyasal endüstri
Kaplama olarak kullanılır ve denize ve kötü hava koşullarına maruz kalma gerektiren mekanik parçalarda korozyon önleyici özellik sağlar. Ek olarak, süper iletken mıknatısların yapımında ve vanadyum dioksit formunda camlar ve kristaller için kızılötesi radyasyonun malzemeye erişimini azaltmak için kullanılır.
Öte yandan çelik ve vanadyum alaşımları zırh plakaları, krank milleri, akslar ve araç dişlileri gibi aletler için uygundur. Ek olarak, güneş ve rüzgar enerjisini depolamak için kullanılan redoks akışlı pillerde vanadyum pentoksite izin verilmektedir.
Vanadyum hangi gıdalarda bulunur?
Vanadyum içeren gıdalar arasında balık ve yengeç, karides, ahtapot ve istiridye gibi kabuklu deniz ürünleri bulunur. Ayrıca pirinç, havuç, zeytin, yumurta, ay çekirdeği, dereotu, maydanoz ve bira, şarap gibi içeceklerde de bulunur.
Sonuç olarak Vanadyum, kayalarda, yer kabuğunda ve ham petrol yataklarında bulunan periyodik tablonun bir geçiş metalidir. Ayrıca alaşımları kimya ve havacılık endüstrilerinde ve bazı hastalıkların tedavisinde kullanılmaktadır.