Wanad
23 V Układ okresowy pierwiastków
Wanad Wanad
Dane ogólne
Nazwa, symbol, l.a.	Wanad, V, 23
Grupa, okres, blok	5 , 4, d
Właściwości metaliczne	metal przejściowy
Właściwości atomowe Masa atomowa 50,9415 u Promień atomowy 135 (obl. 171) pm Promień walencyjny 125 pm Promień van der Waalsa 72 pm (V2+), 67 pm (V3+), 61 pm (V4+), 40 pm (V5+) Konfiguracja elektronowa [ Ar ]3d34s2 Zapełnienie powłok 2, 8, 11, 2 Elektroujemność 1,63 ( Pauling ) 1,45 ( Allred ) Stopień utlenienia 5, 3 Właściwości kwasowe tlenków amfoteryczne
Właściwości fizyczne Stan skupienia stały Gęstość 6110 kg/m³ Twardość 7 Kolor stalowoszary Temperatura topnienia 2175 K 1901,85 °C Temperatura wrzenia 3682 K 3408,85 °C Objętość molowa 8,32-6 m³/ mol Ciepło parowania 459 kJ/mol Ciepło topnienia 21,5 kJ/mol Ciśnienie pary nasyconej 3,06 Pa (2175 K) Prędkość dźwięku 4560 m/s (293,15 K)
Pozostałe dane Ciepło właściwe 490 J/(kg*K) Konduktywność 4,89×106 S /m Przewodność cieplna 30,7 W/(m*K) Potencjały jonizacyjne I. 650,9 kJ/mol II. 1414 kJ/mol III. 2830 kJ/mol IV. 4507 kJ/mol V. 6298,7 kJ/mol
Najbardziej stabilne izotopy izotop wyst. o.p.r. s.r. e.r. MeV p.r. 48V {syn.} 15,9735 dnia w.e. + β+ 4,012 48 Ti 49V {syn.} 330 dni w.e. 0,602 49 Ti 50V 0,25% 1,4×1017 lat w.e. 2,208 50 Ti 50V 0,25% 1,4×1017 lat β- 1,037 50 Ti 51V 99,75% stabilny izotop z 28 neutronami
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą warunków normalnych (0 °C, 1013,25 hPa)

Wanad (V, łac. vanadium) – pierwiastek chemiczny z grupy metali przejściowych w układzie okresowym .

Posiada 11 izotopów z przedziału mas 44–55 oraz izomery jądrowe 50m i 52m. Trwały jest tylko izotop 51.

W skorupie ziemskiej jest go 160 ppm , w formie minerałów : patronit i wanadynit .

Pierwiastek ten został odkryty po raz pierwszy w 1801 r. przez Andresa Manuela del Rio i później w 1831 przez Nilsa Gabriela Sefströma , który nadał mu obecną nazwę na cześć skandynawskiej bogini Vanadis.

Wanad tworzy kilkaset różnych tlenków od stopnia utlenienia 1 do 5 o różnej strukturze krystalicznej przy tym samym składzie pierwiastkowym.

Pierwiastek ten jest odporny na działanie wody , zasad , rozcieńczonych roztworów kwasów azotowego i siarkowego . Roztwarza się w wodzie królewskiej , kwasie fluorowodorowym i stężonym siarkowym.

Wanad wykazuje nadprzewodnictwo niskotemperaturowe oraz właściwości paramagnetyczne .

Pierwiastek ten jest lśniącym, srebrzystym metalem o słabych własnościach mechanicznych. W stanie czystym jest kowalny i ciągliwy. Staje się kruchy w temp. powyżej 300 °C. Jest on dodawany do stali jako dodatek poprawiający odporność na ścieranie i pękanie (np. silniki spalinowe, stal narzędziowa). Ze względu na bardzo małe zasoby rud tego metalu i jego użyteczność wojskową stanowi on jeden z materiałów strategicznych.

Zastosowanie

• katalizatory (przede wszystkim V₂O₅ na nośnikach) reakcji utleniania w przemysłowej chemii organicznej, np. utlenianie etylenu do etanolu , oraz w technologii nieorganicznej, np. utlenianie SO₂ do SO₃.
• domieszki do stali
• produkcja cermetali
• materiał konstrukcyjny reaktorów jądrowych
• znacznik promieniotwórczy – sztuczny izotop ⁴⁸V otrzymywany w reakcjach ⁵⁰Cr(d,α)⁴⁸V i ⁴⁷Ti(d,n)⁴⁸V

Otrzymywanie

Sztabki wanadu o czystości 99,95% przetopione strumieniem elektronów i wytrawione powierzchniowo dla uwidocznienia struktury

Metody otrzymywania wanadu metalicznego:

• redukcja tlenku V₂O₅ wapniem
• redukcja chlorku VCl₃ magnezem
• redukcja tlenku V₂O₃ węglem
• cieplna dysocjacja jodku VI₃ (najczystszy)

Znaczenie biologiczne

Wanad znajduje się w otoczeniu i pożywieniu człowieka. Przypuszczalnie jest on niezbędnym mikroelementem . Ocenia się, że dobowe spożycie wanadu wynosi 10-60 mikrogramów, a zalecane dzienne spożycie 10 mikrogramów. Nie stwierdza się niedoborów wanadu u prawidłowo odżywiających się osób. Zdarzają się przemysłowe i środowiskowe zatrucia wanadem, najważniejszy efekt to uszkodzenie nerek, podrażnienie błon śluzowych układu oddechowego i pokarmowego.

Suplementacja stosowana przez kulturystów (do 60 miligramów wanadu) nie ma uzasadnienia i może być szkodliwa. Wanad jest pierwiastkiem znajdującym się w centrach aktywnych enzymów przemiany glukozy i innych węglowodanów .