Kimyasal element vanadyumun atom numarası 23 ve sembolü V harfidir. Sert, gümüşi gri ve dövülebilir bir geçiş metalidir. Doğada nadiren bulunan elemental metal, yapay olarak çıkarıldıktan sonra daha fazla oksidasyona karşı kısmen stabilize edilir. Bu işleme pasivasyon denir.
İspanyol-Meksikalı bilim adamı Andrés Manuel del Rio, “kahverengi kurşun” adını verdiği yeni bir kurşun içeren minerali inceleyerek 1801 yılında vanadyum bileşiklerini keşfetti. Başlangıçta özelliklerinin yeni bir elementin varlığından kaynaklandığını varsaymasına rağmen, daha sonra Fransız kimyager Hippolyte Victor Collet-Descotils tarafından elementin sadece krom olduğuna yanlışlıkla ikna edildi.
Daha sonra 1830’da Nils Gabriel Sefström vanadyum klorürleri üreterek yeni bir elementin varlığını gösterdi ve İskandinav bereket ve güzellik tanrıçası Vanads (Freyja) onuruna “vanadyum” adını verdi. Vanadyum bileşikleri çeşitli tonlarda olduğu için bu isim seçilmiştir. Del Rio’daki kurşun mineralinin vanadyum bileşeni, nihai olarak vanadinit olarak adlandırılmasına yol açtı. Henry Enfield Roscoe saf elementi 1867 yılında elde etmiştir.
Fosil yakıt rezervleri gibi yaklaşık 65 mineral doğal olarak vanadyum içerir. Çin ve Rusya’da çelik eritme cürufundan elde edilir. Diğer ülkeler ise doğrudan manyetitten, ağır petrol baca tozundan ya da uranyum madenciliğinin bir yan ürünü olarak üretmektedir.
Yüksek hızlı takım çelikleri ve bazı alüminyum alaşımları dahil olmak üzere özel çelik alaşımları esas olarak bu kimyasal kullanılarak üretilmektedir. En önemli endüstriyel vanadyum kimyasalı olan vanadyum pentoksit, sülfürik asit üretiminde katalizör görevi görmektedir. Gelecekte, enerji depolama için vanadyum redoks bataryası önemli bir rol oynayabilir.
Birkaç organizma, zehir olabilecek önemli düzeyde vanadyum iyonlarına sahiptir. Vanadyum oksit ve birkaç ek tuz biraz zehirlidir. Vanadyum bazı yaşam formları tarafından, özellikle de suda yaşayanlar tarafından, bazı okyanus alglerinde bulunan vanadyum bromoperoksidaz gibi enzimler için aktif bir merkez olarak kullanılır.
Vanadyumun Tarihçesi
Vanadyum, 1801 yılında İspanyol mineralog Andrés Manuel del Río tarafından Meksika’da keşfedilmiştir. Daha sonra vanadinit olarak bilinen element, Del Ro tarafından bir Meksika “kahverengi kurşun” cevheri örneğinden izole edildi. Tuzlarının çok çeşitli tonlar sergilediğini gördükten sonra elemente pankrom (Yunanca: o “tüm renkler”) adını verdi. Tuzların çoğunun ısıtıldığında kırmızıya dönüşmesi nedeniyle, Del Ro daha sonra elemente yeni bir isim olarak eritronyum (Yunanca:, “kırmızı”) verdi. Del Ro’nun arkadaşı Baron Alexander von Humboldt’un desteğiyle, Fransız kimyager Hippolyte Victor Collet-Descotils 1805 yılında yanlışlıkla del Ro’nun yeni elementinin saf olmayan bir krom örneği olduğunu iddia etti. Del Ro, Collet-Descotils’in iddiasını kabul etti ve kendi iddiasını geri çekti.
Element 1831 yılında İsveçli bilim adamı Nils Gabriel Sefström tarafından demir cevherleriyle uğraşırken rastladığı yeni bir oksitte tespit edildi. Aynı yılın ilerleyen günlerinde Friedrich Wöhler, bu elementin del Ro tarafından keşfedilenle aynı olduğunu doğrulayarak del Ro’nun önceki araştırmasını destekledi. Sefström, daha önce hiçbir elemente verilmemiş olan V harfli bir isim seçti. Vanadyum elementinin oluşturduğu muhteşem renklere sahip kimyasal bileşikler nedeniyle bu elemente Eski İskandinav Vanad’larının (İskandinav Vanir tanrıçası Freyja’nın bir diğer adı, özellikleri arasında güzellik ve doğurganlık da vardır) adını verdi. Del Ro, Wöhler’in keşiflerini öğrendikten sonra önceki iddiasının kabul edilmesini ancak elemente vanadyum adının verilmesini hararetle savunmaya başladı. Jeolog George William Featherstonhaugh 1831’de vanadyumun del Ro’nun onuruna “rionium” olarak yeniden adlandırılmasını önerdi, ancak bu fikir benimsenmedi. Vanadyum metalini izole etmek zordu. Berzelius metali 1831 yılında geliştirdiğini iddia etmiş, ancak Henry Enfield Roscoe, Berzelius’un aslında vanadyum nitrür (VN) ürettiğini göstermiştir. Roscoe 1867’de vanadyum(II) klorürü, VCl2, hidrojen ile indirgeyerek metali oluşturmayı başardı. Vanadyum pentoksit 1927 yılında kalsiyum ile indirgenerek saf vanadyum elde edilmiştir.
Ford Model T’nin Fransız yarış arabaları örnek alınarak tasarlanan çelik alaşımlı şasisi, vanadyumun ilk büyük endüstriyel uygulamasıydı. Vanadyum çeliği, gerilme mukavemetini artırırken ağırlığın azaltılmasını sağladı (yaklaşık 1905). [11] Vanadyum cevherinin büyük bir kısmı 20. yüzyılın ilk on yılında Peru’daki Minas Ragra’dan American Vanadium Company tarafından çıkarılmıştır.
Daha sonra uranyuma olan talep arttığında, bu metal için cevher madenciliğinde bir artış oldu. Vanadyum da içeren karnotit önemli bir uranyum kaynağıydı. Sonuç olarak, vanadyum uranyum endüstrisinin bir yan ürünü haline geldi. Vanadyum talebi sonunda önemli ölçüde uranyum madenciliği tarafından karşılanmaya başlandı.
Ascidiacea’nın kan hücreleri (veya koelomik hücreleri), Alman kimyager Martin Henze’nin 1911 yılında vanadyum içerdiğini keşfettiği hemovanadin proteinlerini içerir. (deniz börtü böceği).
Vanadyumun Özellikleri
Orta sertlik ve sünekliğe sahip çelik mavisi bir metal, vanadyum. Termal olarak yalıtkan ve elektriksel olarak iletkendir. Sünek, dövülebilir ve kırılgan olmadığı için vanadyum sıklıkla “yumuşak” olarak adlandırılır. Diğer metallerin ve çeliklerin aksine vanadyum son derece serttir.
Güçlü korozyon direncine sahiptir ve alkalilere, sülfürik ve hidroklorik asitlere maruz kaldığında stabilitesini korur. [18] Ortam sıcaklığında bile bir oksit pasivasyon tabakası oluşmasına rağmen, havada yaklaşık 933 K’de (660 °C, 1220 °F) oksitlenir.
Vanadyumun İzotopları
Bir kararlı izotop, 51V ve bir radyoaktif izotop, 50V, doğal halindeki vanadyumu oluşturur. Sonuncusunun doğal bolluğu %0,25 ve yarı ömrü 1.5×1017 yıldır. NMR spektroskopisi için avantajlı olan 51V’nin nükleer spini 72’dir. Kütleleri 40 ile 65 arasında değişen toplam 24 sentetik radyoizotop tanımlanmıştır. Bunlar arasında en uzun yarı ömre sahip iki izotop, 330 günlük yarı ömre sahip 49V ve 16.0 günlük yarı ömre sahip 48V’dir.
Kalan radyoaktif izotopların yarı ömürleri genellikle 10 saniyenin altında ve bir saatten azdır. En az dört izotop için metastabil uyarılmış durumlar mevcuttur. 51V’den daha hafif izotoplar için birincil bozunma modu elektron yakalamadır. Beta bozunumu daha ağır olanlar için en sık görülen mekanizmadır. Element 24 (krom) izotopları beta bozunumu ile üretilirken, element 22 (titanyum) izotopları elektron yakalama süreçleri ile oluşturulur.
Kaynak: Wikipedia
