Vanadium

Vanadium
Sejarah
Vanadium ditemukan pertama kali oleh del Rio pada tahun 1801. Sayangnya, seorang ahli kimia Perancis dengan salah menyatakan bahwa unsur baru del Rio hanyalah krom yang tidak murni. Del Rio pun menyangka dirinya salah dan menerima pernyataan ahli kimia Perancis itu.
Unsur ini akhirnya ditemukan ulang pada tahun 1830 oleh Sefstrom, yang menamakan unsur itu untuk memuliakan dewi Skandinavia, Vanadis, karena aneka warna senyawa yang dimilikinya. Vanadium berhasil diisolasi hingga nyaris murni oleh Roscoe, pada tahun 1867 dengan mereduksi garam kloridanya dengan hidrogen.
Vanadium tidak dapat dimurnikan hingga kadar 99.3% – 99.8% hingga tahun 1922.
Vanadium adalah unsur kimia dengan lambang V dan nomor atom 23. Vanadium adalah lembut, abu-abu keperakan, ulet logam transisi. Vanadium diproduksi di Cina dan Rusia dari baja peleburan perak, negara-negara lain memproduksinya baik dari debu cerobong minyak berat, atau sebagai produk sampingan dari pertambangan uranium. Hal ini terutama digunakan untuk memproduksi baja khusus paduan seperti baja alat kecepatan tinggi. Senyawa vanadium pentoxide digunakan sebagai katalis untuk produksi asam sulfat. Vanadium ditemukan di banyak organisme, dan digunakan oleh beberapa bentuk kehidupan sebagai pusat aktif enzim.
Vanadium juga merupakan cahaya putih, lembut, ulet logam dengan kekuatan struktural yang baik. Vanadium tahan terhadap serangan alkali, asam klorida, asam sulfat, dan air garam. Mengoksidasi logam di udara di sekitar 660 o C ke pentoxide (V 2 O 5).


Sumber
Vanadium ditemukan dalam 65 mineral yang berbeda, di antaranya karnotit, roskolit, vanadinit, dan patronit, yang merupakan sumber logam yang sangat penting. Vanadium juga ditemukan dalam batuan fosfat dan beberapa bijih besi, juga terdapat dalam minyak mentah sebagai senayawa kompleks organik. Vanadium juga ditemukan sedikit dalam batu meteor. Vanadium juga ditemukan dalam bauksit dan bahan bakar fosil deposito.
Produksi komersial berasal dari abu minyak bumi dan merupakan sumber Vanadium yang sangat penting. Kemurnian yang sangat tinggi diperoleh dengan mereduksi vanadium triklorida dengan magnesium atau dengan campuran magnesium-natrium.
Sekarang, kebanyakan logam vanadium dihasilkan dengan mereduksi V2O5 dengan kalsium dalam sebuah tabung bertekanan, proses yang dikembangkan oleh McKenie dan Seybair.

Isotop
Vanadium alam merupakan campuran dari 2 isotop, yakni Vanadium-50 sebanyak 0.24% dan Vanadium -51 sebanyak 99.76%. Vanadium-50 sedikit radioaktif, memiliki masa paruh lebih dari 3.9 x 1017 tahun. Ada sembilan isotop lainnya yang tidak stabil
Sifat-sifat Vanadium murni adalah logam berwarna putih cemerlang dan lunak. Tahan korosi terhadap larutan basa, asam sulfat, dan asam klorida, juga air garam. Tetapi logam ini teroksidasi di atas 660oC
Vanadium memiliki kekuatan struktur yang baik dan memiliki kemampuan fisi neutron yang rendah , membuatnya sangat berguna dalam penerapan nuklir .
Vanadium memiliki 18 isotop yang setengah-hidup diketahui, dengan nomor massa 43-60. Dari jumlah tersebut, satu stabil.

Kegunaan
Vanadium digunakan dalam memproduksi logam tahan karat dan peralatan yang digunakan dalam kecepatan tinggi. Vanadium karbida sangat penting dalam pembuatan baja.
Sekitar 80% Vanadium yang sekarang dihasilkan, digunakan sebagai ferro vanadium atau sebagai bahan tambahan baja. Foil vanadium digunakan sebagai zat pengikat dalam melapisi titanium pada baja. Vanadium petoksida digunakan dalam pembuatan keramik dan sebagai katalis.
Vanadium juga digunakan untuk menghasilkan magnet superkonduktif dengan medan magnet sebesar 175000 Gauss.
Penggunaan utama dalam paduan vanadium, terutama dengan baja. Sejumlah kecil vanadium menambah kekuatan, ketangguhan, dan tahan panas. Hal ini biasanya ditambahkan dalam bentuk ferrovanadium, sebuah paduan besi vanadium. Vanadium baja paduan digunakan dalam gigi.
Titanium-aluminium-vanadium paduan digunakan dalam mesin jet dan untuk pesawat berkecepatan tinggi. Vanadium foil digunakan dalam cladding titanium untuk baja. Vanadium-rekaman galium digunakan dalam superkonduksi. Vanadium pentoxide digunakan dalam keramik dan sebagai katalis.
Vanadium (V) oksida adalah sebuah katalis dalam proses Kontak untuk memproduksi asam sulfat . Kimia vanadium dicatat untuk aksesibilitas dari empat berdekatan oksidasi. Umum oksidasi vanadium adalah 2 (ungu), 3 (hijau), 4 (biru) dan 5 (kuning). Vanadium (II) senyawa reduktor, dan vanadium (V) senyawa agen oksidasi. Vanadium (IV) senyawa sering ada sebagai vanadyl derivatif yang berisi VO 2 + pusat.
Konstanta disosiasi asam untuk vanadium dan seri fosfor sangat mirip. Dalam banyak solusi yang lebih terkonsentrasi polyvanadates terbentuk. Rantai, cincin dan cluster yang melibatkan tetrahedral vanadium, analog dengan polyphosphates, diketahui. Selain itu, cluster seperti decavanadates V 10 O 4-28 dan H V 10 O 3 - 28, yang mendominasi pada pH 4-6, dibentuk di mana senyawa oktahedral tentang vanadium.
Vanadium juga membentuk berbagai peroxo-kompleks ketika diobati dengan hidrogen peroksida. Misalnya, kuning oxovanadium (V) ion VO + 2 dalam larutan asam peroksida hidrogen membentuk bata merah peroxovanadium (V) ion, VO (O 2)2 +.
Kimia organologam vanadium dikembangkan dengan baik, tetapi senyawa organologam dari signifikansi nilai komersial kecil. Vanadocene dichloride adalah serbaguna reagen dan bahkan mulai menemukan aplikasi kecil dalam kimia organik. Vanadium karbonil, V (CO) 6, adalah contoh yang langka sebuah karbonil logam yang mengandung elektron tidak berpasangan, tetapi yang ada tanpa dimerization. Penambahan elektron menghasilkan V (CO) - 6 (isoelektrik dengan Cr (CO)6) yang dapat lebih diperkecil dengan natrium dalam amonia cair menghasilkan V (CO) 3 - 6 (isoelektrik dengan Fe (CO) 5).
Logam vanadium tidak ditemukan di alam, namun diketahui ada di sekitar 65 berbeda mineral. Contoh yang signifikan secara ekonomi termasuk patronite (VS 4), vanadinite (Pb 5 (VO 4) 3 Cl), dan carnotite (K 2 (uo 2) 2 (VO 4) 2 • 3H 2 O). Banyak dunia produksi vanadium bersumber dari vanadium-bantalan magnetit ditemukan ultramafic gabbro tubuh. Vanadium ditambang sebagian besar di Afrika Selatan, barat laut Cina, dan timur Rusia. Pada tahun 2007 tiga negara tersebut ditambang lebih dari 95% dari 58.600 ton yang diproduksi vanadium.
Vanadium juga hadir dalam bauksit dan bahan bakar fosil deposito seperti minyak mentah, batubara, serpih minyak dan tar pasir. Dalam minyak mentah, konsentrasi sampai 1200 ppm telah dilaporkan. Ketika produk-produk minyak seperti dibakar, jejak-jejak vanadium dapat memulai korosi pada motor dan boiler. Diperkirakan 110.000 ton per tahun vanadium dilepaskan ke atmosfir dengan membakar bahan bakar fosil. Vanadium juga telah terdeteksi di spectroscopically cahaya dari Matahari dan beberapa bintang.

Tingkat oksidasi vanadium
Vanadium memiliki berbagai tingkat oksidasi pada persenyawaannya yang terdiri dari +5, +4, +3, dan +2. Bagian ini menunjukkan perubahannya. Pembahasan dapat dimulai dengan sedikit gambaran, dan kemudian memperhatikan proses reaksi pada saat potensial redoks standar (potensial elektroda standar).
Pada umumnya, semakin tinggi keadaan oksidasi vanadium, semakin banyak senyawa beracun.
Sumber vanadium yang biasa pada tingkat oksidasi +5 adalah amonium metavanadat, NH4VO3. Zat ini sangat tidak larut dalam air dan biasanya larut dengan mudah dalam larutan natrium hidroksida.
Larutan dapat di reduksi dengan menggunakan seng dan asam – baik itu asam klorida maupun asam sulfat, biasanya dengan konsentrasi asam yang sedang.
Keberadaan ion vanadium yang tepat dalam larutan sangatlah rumit, dan berubah-ubah sesuai dengan pH larutan. Reaksi terjadi dalam kondisi asam ketika ion yang paling utama dalam larutan adalah VO2+ – disebut ion dioksovanadium(V).

Catatan: Ion biasanya ditulis sebagai VO2+ tetapi penulisan yang lebih akurat adalah [VO2(H2O)4]+.
Jika kamu melakukan reaksi pada labu yang kecil, pada keadaan normal biasanya labu disumbat dengan kapas mentah. Hal ini dilakukan untuk menyediakan jalan keluar buat hidrogen (yang dihasilkan dari reaksi antara seng dengan asam). Pada saat yang bersamaan penyumbatan ini dilakukan untuk membatasi terlalu banyaknya udara yang masuk pada labu. Penyumbatan dilakukan untuk mencegah re-oksidasi vanadium yang memiliki tingkat oksidasi yang lebih rendah (khususnya tingkat +2) oleh oksigen di udara.
Reaksi biasanya dipanaskan sehingga perubahan yang terjadi berada pada rentang waktu yang memungkinkan. Reduksi ditunjukkan oleh dua tahap. Satu hal yang penting adalah penampakan warna, tetapi proses perubahan terus berlanjut dari awal sampai akhir.

Suatu hal yang penting untuk memperhatikan bahwa warna hijau yang kamu lihat tidak benar-benar menunjukkan tingkat oksidasi yang sebenarnya. Warna ini hanyalah campuran warna kuning tingkat +5 dan warna biru tingkat +4.
Hati-hatilah dengan kedua rumus ion vanadium – kedua-duanya sangatlah membingungkan.
Catatan: Sepeti halnya ion VO2+, ion VO2+ juga memiliki molekul air yang melekat dengan baik – [VO(H2O)5]2+.




Perubahan warna terus berlangsung.

Alasan untuk membubuhkan tanda kutip pada ion vanadium(III) adalah bertujuan untuk sebuah penyederhanaan. Khuluk yang pasti yang dimiliki oleh ion kompleks akan tergantung pada asam yang kamu gunakan pada proses reduksi. Penyederhanaan sangat beralasan pada bagian ini.
Penanganan
Vanadium dan semua senyawanya adalah beracun dan harus ditangani dengan hati-hati. Konsentrasi maksimum V2O5 yang masih diizinkan terdapat di udara adalah 0.05 (selama 8 jam kerja rata-rata selama 40 jam per minggu).
Kejadian
Logam vanadium tidak ditemukan di alam, namun diketahui ada di sekitar 65 berbeda mineral. Banyak dunia produksi vanadium bersumber dari vanadium-bantalan magnetit ditemukan ultramafic gabbro tubuh. Vanadium ditambang sebagian besar di Afrika Selatan, barat laut Cina, dan timur Rusia. Pada tahun 2007 tiga negara tersebut ditambang lebih dari 95% dari 58.600 ton yang diproduksi vanadium.
Vanadium juga hadir dalam bauksit dan bahan bakar fosil deposito seperti minyak mentah, batubara, serpih minyak dan tar pasir. Dalam minyak mentah, konsentrasi sampai 1200 ppm telah dilaporkan. Ketika produk-produk minyak seperti dibakar, jejak-jejak vanadium dapat memulai korosi pada motor dan boiler. Diperkirakan 110.000 ton per tahun vanadium dilepaskan ke atmosfir dengan membakar bahan bakar fosil. Vanadium juga telah terdeteksi di spectroscopically cahaya dari Matahari dan beberapa bintang.


Produksi
Ferrovanadium potongan
Kebanyakan vanadium digunakan sebagai ferrovanadium sebagai aditif untuk meningkatkan baja. Ferrovanadium dihasilkan secara langsung dengan mengurangi campuran vanadium oksida, oksida besi dan besi dalam tanur listrik. Vanadium-bantalan magnetit bijih besi merupakan sumber utama untuk produksi vanadium. Para vanadium berakhir di babi besi dihasilkan dari bantalan vanadium magnetit. Selama produksi baja, oksigen yang tertiup ke babi besi, mengoksidasi karbon dan sebagian besar kotoran lain, membentuk terak. Tergantung pada bijih yang digunakan, yang terak berisi sampai dengan 25% dari vanadium.
Logam vanadium diperoleh melalui proses multilangkah yang diawali dengan pemanggangan bijih hancur dengan NaCl atau Na 2 CO 3 pada sekitar 850 ° C untuk memberikan natrium metavanadate (NaVO 3).
Sebuah ekstrak berair padat ini adalah diasamkan untuk memberikan "kue merah", sebuah polyvanadate garam, yang dikurangi dengan kalsium logam. Sebagai alternatif untuk produksi skala kecil, vanadium pentoxide berkurang dengan hidrogen atau magnesium. Banyak metode-metode lain juga digunakan, dalam semua yang vanadium dihasilkan sebagai hasil sampingan proses-proses lain. Pemurnian vanadium dimungkinkan oleh proses bar kristal dikembangkan oleh Ini melibatkan pembentukan logam iodida, dalam contoh ini vanadium (III) iodida, dan dekomposisi berikutnya untuk menghasilkan logam murni.


Aplikasi

Alat terbuat dari baja vanadium
Vanadium Vanadium
Sekitar 85% dari vanadium yang dihasilkan digunakan sebagai ferrovanadium atau sebagai baja tambahan. Yang cukup meningkatkan kekuatan dalam baja mengandung sejumlah kecil vanadium ditemukan pada awal abad ke-20. Vanadium bentuk nitrida dan karbida stabil, menghasilkan peningkatan yang signifikan dalam kekuatan baja. Sejak saat itu baja vanadium digunakan untuk aplikasi di as roda, sepeda frame, crankshafts, roda gigi, dan komponen penting lainnya. Ada dua kelompok paduan baja mengandung vanadium kelompok. Vanadium tinggi baja paduan yang mengandung karbon 0,15-0,25% vanadium dan alat baja kecepatan tinggi (HSS) dengan konten vanadium berkisar dari 1% sampai 5%. Untuk alat baja kecepatan tinggi, kekerasan di atas HRC 60 dapat dicapai. HSS baja digunakan dalam instrumen bedah dan alat-alat.
Vanadium menstabilkan bentuk beta titanium dan meningkatkan kekuatan dan stabilitas suhu titanium. Dicampur dengan aluminium di titanium paduan digunakan dalam mesin jet dan airframes berkecepatan tinggi. Salah satu paduan yang umum adalah Titanium 6Al-4V, sebuah paduan titanium dengan 6% aluminium dan 4% vanadium.
Penggunaan lain
Vanadium kompatibel dengan besi dan titanium, vanadium foil karena itu digunakan dalam cladding titanium untuk baja. Yang moderat neutron termal-capture penampang dan pendek paruh dari isotop yang dihasilkan oleh neutron menangkap vanadium membuat bahan yang cocok struktur bagian dalam sebuah reaktor fusi. Beberapa paduan vanadium menunjukkan perilaku superkonduktor. Pertama A15 fase superkonduktor adalah senyawa vanadium, V 3 Si, yang ditemukan pada tahun 1952. Vanadium-rekaman galium digunakan dalam superkonduktor magnet (17,5 teslas atau 175.000 Gauss). Struktur A15 superkonduktor fase V 3 Ga mirip dengan yang lebih umum Nb 3 Sn dan Nb 3 Ti.
Oksida yang paling umum vanadium, vanadium pentoxide V 2 O 5, digunakan sebagai katalis dalam pembuatan asam sulfat dengan proses kontak dan sebagai oxidizer dalam Maleat anhidrida produksi. Vanadium pentoxide juga digunakan dalam pembuatan keramik . lain oksida vanadium, vanadium dioksida VO 2, digunakan dalam produksi kaca pelapis, yang menghambat radiasi inframerah (dan tidak terlihat cahaya) pada suhu tertentu. Vanadium oksida dapat digunakan untuk mendorong pusat-pusat warna di korundum untuk membuat simulasi Alexandrite perhiasan, meskipun Alexandrite di alam adalah chrysoberyl. Kemungkinan untuk menggunakan vanadium pasangan redoks dalam kedua setengah-sel, sehingga menghilangkan masalah kontaminasi silang oleh difusi ion melintasi membran adalah keuntungan vanadium redoks baterai isi ulang. Vanadate dapat digunakan untuk melindungi baja terhadap karat dan korosi oleh lapisan konversi elektrokimia. Lithium oksida vanadium telah diusulkan untuk digunakan sebagai anoda kepadatan energi yang tinggi untuk baterai lithium ion, di 745 Wh / L ketika dipasangkan dengan lithium kobalt oksida katoda. ini telah diusulkan oleh beberapa peneliti bahwa jumlah yang kecil, 40-270 ppm, vanadium dalam Wootz baja dan baja Damaskus, secara signifikan meningkatkan kekuatan materi, meskipun jelas apa sumber vanadium itu.

http://www.chem-is-try.org/tabel_periodik/vanadium/
http://www.abbyy.com/aligner/?gclid=CMuci7ShnqACFdNR6wodcSI8eA
http://translate.google.co.id/translate?hl=id&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Vanadium&ei=TomQS5PUKJOtrAe_0I3TCw&sa=X&oi=translate&ct=result&resnum=6&ved=0CBwQ7gEwBQ&prev=/search%3Fq%3DVANADIUM%26hl%3Did%26sa%3DG