Vanadi – Wikipedia tiếng Việt

Vanadi, ₂₃V

Quang phổ vạch của Vanadi

Tính chất chung

Tên, ký hiệu

Vanadi, V

Phiên âm

və-NAY-dee-əm

Hình dạng

Ánh kim xanh-bạc-xám

Vanadi trong bảng tuần hoàn

[external_link_head]

[external_link offset=1]

[external_link offset=2]

–
↑
V
↓
Nb

Titan ← Vanadi → Crom

Số nguyên tử (Z)

Khối lượng nguyên tử chuẩn (±) (A_r)

50,9415(1)

Phân loại

kim loại chuyển tiếp

Nhóm, phân lớp

5, d

Chu kỳ

Chu kỳ 4

Cấu hình electron

[Ar] 3d³ 4s²

mỗi lớp

2, 8, 11, 2

Tính chất vật lý

Màu sắc

Ánh kim xanh bạc xám

Trạng thái vật chất

Chất rắn

Nhiệt độ nóng chảy

2183 K (1910 °C, 3470 °F)

Nhiệt độ sôi

3680 K (3407 °C, 6165 °F)

Mật độ

6,0 g·cm⁻³ (ở 0 °C, 101.325 kPa)

Mật độ ở thể lỏng

ở nhiệt độ nóng chảy: 5.5 g·cm⁻³

Nhiệt lượng nóng chảy

21,5 kJ·mol−1

Nhiệt bay hơi

459 kJ·mol⁻¹

Nhiệt dung

24,89 J·mol⁻¹·K⁻¹

Áp suất hơi

P (Pa)	1	10	100	1 k	10 k	100 k
ở T (K)	2101	2289	2523	2814	3187	3679

Tính chất nguyên tử

Trạng thái ôxy hóa

5, 4, 3, 2, 1, -1 Acid nhẹ

Độ âm điện

1,63 (Thang Pauling)

Năng lượng ion hóa

Thứ nhất: 650,9 kJ·mol⁻¹
Thứ hai: 1414 kJ·mol⁻¹
Thứ ba: 2830 kJ·mol⁻¹

Bán kính cộng hoá trị

thực nghiệm: 134 pm

Bán kính liên kết cộng hóa trị

153±8 pm

Thông tin khác

Cấu trúc tinh thể

Lập phương tâm khối

Vận tốc âm thanh

que mỏng: 4560 m·s⁻¹ (ở 20 °C)

Độ giãn nở nhiệt

8,4 µm·m⁻¹·K⁻¹ (ở 25 °C)

Độ dẫn nhiệt

30.7 W·m⁻¹·K⁻¹

Điện trở suất

ở 20 °C: 197 n Ω·m

Tính chất từ

Thuận từ

Mô đun Young

128 GPa

Mô đun cắt

47 GPa

Mô đun nén

160 GPa

Hệ số Poisson

0,37

Độ cứng theo thang Mohs

6,7

Số đăng ký CAS

0989363063

Đồng vị ổn định nhất

Bài chính: Đồng vị của Vanadi

iso	NA	Chu kỳ bán rã	DM	DE (MeV)	DP
⁴⁸V	Tổng hợp	15,9735 ngày	ε+β+	4.0123	⁴⁸Ti
⁴⁹V	Tổng hợp	330 ngày	ε	0.6019	⁴⁹Ti
⁵⁰V	0.25%	1.5×10¹⁷năm	ε	2.2083	⁵⁰Ti
⁵⁰V	0.25%	1.5×10¹⁷năm	β−	1.0369	⁵⁰Cr
⁵¹V	99.75%	⁵¹V ổn định với 28 neutron

Vanadi (tên La tinh: Vanadium) là một nguyên tố hóa học đặc biệt trong bảng tuần hoàn có ký hiệu V và số hiệu nguyên tử 23. Nó làm chất xúc tác cho nhiều phản ứng hóa học. Là một kim loại hiếm, mềm và dễ kéo thành sợi, vanadi là một thành phần được tìm thấy trong nhiều khoáng chất và được sử dụng để sản xuất một số hợp kim.

Mục lục

Lịch sử[sửa | sửa mã nguồn]

Vanadi nguyên chất với cấu trúc tinh thể sắp xếp khác nhau và một lớp oxide xanh phủ trên bề mặt

Vanadi được phát hiện năm 1801 bởi Andrés Manuel del Río, một nhà khoáng vật học Mexico sinh tại Tây Ban Nha. Del Río tách nguyên tố từ một mẫu quặng “chì đen” Mexico, sau đó được đặt tên là vanadinit. Ông phát hiện rằng các muối của nó có nhiều màu khác nhau, và sau đó ông đặt tên cho nguyên tố là panchromium (Greek: παγχρώμιο “tất cả màu sắc”). Sau đó, Del Río đổi tên thành erythronium (Greek: ερυθρός “màu đỏ”) do hầu hết các muối của nó chuyển sang màu đỏ khi nung. Năm 1805, nhà hóa học Pháp Hippolyte Victor Collet-Descotils, được sự ủng hộ bởi người bạn của Río là Baron Alexander von Humboldt, đã tuyên bố không chính xác rằng nguyên tố mới do Río phát hiện chỉ là một mẫu crom không tinh khiết. Del Río đồng ý đề nghị của Collet-Descotils, và rút lại tuyên bố của mình.^[1]

Năm 1831, nhà hóa học Thụy Điển, Nils Gabriel Sefström, phát hiện lại nguyên tố ở dạng oxide mới, ông phát hiện ra nó khi xử lý với quặng sắt. Cuối năm đó, Friedrich Wöhler đã xác nhận lại công trình trước đây của del Río.^[2] Sefström chọn tên bắt đầu bằng ký tự V, lúc này chưa đặt cho nguyên tố nào khác. Ông gọi nguyên tố đó là vanadium theo tên của Old Norse Vanadís, do nhiều hợp chất hóa học có màu sắc đẹp mà nó tạo ra.^[2] Năm 1831, nhà địa chất học George William Featherstonhaugh đề nghị rằng vanadium nên được đổi tên là “rionium” theo tên của del Río, nhưng đề nghị này không được ủng hộ.^[3]

Model T sử dụng thép vanadi trong khung của nó

Việc cô lập kim loại vanadi gặp khó khăn. Năm 1831, Berzelius thông báo về việc sản xuất kim loại, như Henry Enfield Roscoe cho biết rằng Berzelius đã tạo ra được nhưng thực chất là một nitride, vanadi nitride (VN). Roscoe từ từ đã tạo ra kim loại năm 1867 bằng cách khử vanadi(II) chloride, VCl₂, với hydro.^[4] Năm 1927, vanadi nguyên chất được tạo ra bằng cách khử vanadi(V) oxide với calci.^[5] Lượng vanadi dùng trong công nghiệp với quy mô lớn đầu tiên trong thép được tìm thấy trong khung của Ford Model T, lấy cảm hứng từ các xe đua của Pháp. Thép vanadi làm giảm trọng lượng và tăng độ bền kéo.^[6]

Đặc điểm[sửa | sửa mã nguồn]

Vanadi là một kim loại màu xám bạc mềm, dễ uốn. Nó có khả năng chống ăn mòn tốt, và bền đối với các chất kiềm và các acid sulfuric và acid clohiđric.^[7] Nó bị oxy hóa trong không khí ở 933 K (660 °C, 1220 °F), mặc dù một lớp oxide được tạo thành ở nhiệt độ phòng.

Đồng vị[sửa | sửa mã nguồn]

Vanadi xuất hiện trong tự nhiên là hỗn hợp của một đồng vị bền ⁵¹V và một đồng vị phóng xạ ⁵⁰V. Đồng vị phóng xạ có chu kỳ bán rã 1,5×10¹⁷ năm và chiềm 0,25%.⁵¹V có spin hạt nhân 7/2, có ích cho quang phổ học NMR.^[8] Có 24 đồng vị nhân tạo đã được miêu tả đặc điểm với số khối từ 40 đến 65. Đồng vị bền nhất trong số này là ⁴⁹V, có chu kỳ bán rã 330 ngày, và ⁴⁸V là 16,0 ngày. Tất cả các đồng vị phóng xạ còn lại có chu kỳ bán rã nhỏ hơn 1 giờ, và đa số trong đó có chu kỳ bán rã nhỏ hơn 10 giây. Có ít nhất 4 đồng vị có các trạng thái kích thích.^[8] Bắt electron là cơ chế phân rã chính đối với các đồng vi nhẹ hơn ⁵¹V, còn các đồng vị nặng hơn thì cơ chế chủ yếu là phân rã beta. Các phản ứng bắt electron sẽ tạo thành các đồng vị của nguyên tố 22 (titan), trong khi phân rã beta thì tạo thành các đồng vị của nguyên tố 24 (crom).

Các hợp chất[sửa | sửa mã nguồn]

Các trạng thái oxy hóa của vanadi, từ trái sang +2 (màu tử đinh hương), +3 (lục), +4 (lam) và +5 (vàng).

Đặc điểm hóa học của vanadi đáng chú ý là 4 trạng thái oxy hóa. Các trạng thái oxy hóa phổ biến nhất là +2 (tử đinh hương), +3 (lục), +4 (lam) và +5 (vàng). Các hợp chất vanadi(II) là các chất khử, và vanadi(V) là các chất oxy hóa, trong khi các hợp chất vanadi(IV) thường tồn tại dạng các dẫn xuất vanadyl chứa VO²⁺ ở tâm.^[7]

Amoni metavanadat (NH₄VO₃) có thể tác dụng với kẽm tạo ra các màu khác nhau của vanadi ở bốn trạng thái oxy hóa phổ biến. Các trạng thái oxy hóa thấp hơn ở dạng hợp chất như V2O (+1), V(CO)6 (0), V(CO)₆^– (-1) và các dẫn xuất bị thay thế.^[7]

Pin khử vanadi kết hợp các trạng thái oxy hóa này; sự chuyển đổi của các trạng thái oxy hóa này được minh họa bởi sự khử của các dung dịch acid mạnh của hợp chất vanadi(V) với bột kẽm. Đặc điểm màu vàng ban đầu của ion vanadat, VO³⁻
₄, bị thay thế bằng màu xanh dương của [VO(H₂O)₅]²⁺, sau đó là màu lục của [V(H₂O)₆]³⁺ và sau cùng là màu tím của [V(H₂O)₆]²⁺.^[7]

Hợp chất thương mại quan trọng nhất là vanadi(V) oxít, được dùng làm chất xúc tác trong sản xuất acid sunfuric.^[7] Hợp chất này oxy hóa lưu huỳnh dioxide (SO
₂) tạo thành trioxide (SO
₃). Trong phản ứng oxy hóa khử này, lưu huỳnh bị oxy hóa từ trạng thái +4 thành +6, và vanadi bị khử từ +5 xuống +3:

V₂O₅ + 2SO₂ → V₂O₃ + 2SO₃

Chất xúc tác được tạo thành bằng cách oxy hóa vanadi trong không khí:

V₂O₃ + O₂ → V₂O_{5 SO2+O2 (xúc tác:V2O5)→ SO3}

Bản mẫu:Hợp chất vanadi

Tham khảo[sửa | sửa mã nguồn]

^ Cintas, Pedro (2004). “The Road to Chemical Names and Eponyms: Discovery, Priority, and Credit”. Angewandte Chemie International Edition. 43 (44): 5888. doi:10.1002/anie.0989363063. PMID 0989363063.
^ a b Sefström, N. G. (1831). “Ueber das Vanadin, ein neues Metall, gefunden im Stangeneisen von Eckersholm, einer Eisenhütte, die ihr Erz von Taberg in Småland bezieht”. Annalen der Physik und Chemie. 97: 43. doi:10.1002/andp.0989363063.
^ Featherstonhaugh, George William (1831). The Monthly American Journal of Geology and Natural Science: 69.
^ Roscoe, Henry E. (1869–1870). “Researches on Vanadium. Part II”. Proceedings of the Royal Society of London. 18: 37. doi:10.1098/rspl.0989363063.
^ J. W. Marden & Rich, M. N. (1927). “Vanadium”. Industrial and Engineering Chemistry. 19: 786. doi:10.1021/ie50211a012.Quản lý CS1: sử dụng tham số tác giả (liên kết)
^ Betz, Frederick (2003). Managing Technological Innovation: Competitive Advantage from Change. Wiley-IEEE. tr. 158–159. ISBN 0989363063.
^ a b c d e Arnold F. Holleman;Wiberg, Egon; Wiberg, Nils; (1985). “Vanadium”. Lehrbuch der Anorganischen Chemie (bằng tiếng Đức) . Walter de Gruyter. tr. 1071–1075. ISBN 0989363063.Quản lý CS1: dấu chấm câu dư (liên kết) Quản lý CS1: sử dụng tham số tác giả (liên kết)
^ a b Georges, Audi (2003). “The NUBASE Evaluation of Nuclear and Decay Properties”. Nuclear Physics A. Atomic Mass Data Center. 729: 3–128. doi:10.1016/j.nuclphysa.0989363063.

Liên kết ngoài[sửa | sửa mã nguồn]

Wikimedia Commons có thêm hình ảnh và phương tiện truyền tải về Vanadi.

The periodic table of videos videos of the chemistry of the elements
WebElements.com – Vanadium
ATSDR – ToxFAQs: Vanadium

[external_footer]

--------↓↓↓↓↓↓--------

Tặng bạn Mã Giảm Giá Lazada, Shopee, Tiki hôm nay

Công cụ Mã Giảm Giá của Ahayne được cập nhật Mã Giảm Giá mới liên tục và ngay lập tức từ các sàn thương mại điện tử uy tín. Sử dụng cực dễ dàng, bạn không cần phải copy và dán thủ công Mã Giảm Giá như trước kia nữa.

Cách 1: Nhấn vào "Lấy code" và "Sao chép", hệ thống sẽ tự động chuyển bạn đến trang Lazada/Shopee/Tiki và lưu mã vào tài khoản của bạn. Mã Giảm Giá sẽ TỰ ĐỘNG áp dụng trực tiếp khi bạn đặt mua hàng.
Cách 2 (chỉ cho sàn Shopee): Gõ tên sản phẩm hoặc dán link sản phẩm vào ô bên dưới, Ahayne tìm giúp bạn Mã Giảm Giá phù hợp. Thực hiện tiếp các bước như ở Cách 1 để lưu mã giảm giá vào tài khoản Shopee của bạn
Các mã giảm giá đều có giới hạn về số lượng và thời gian cũng như sẽ có điều kiện áp dụng cho từng sản phẩm đi kèm, bạn lưu ý dùng sớm nhất có thể để không bỏ lỡ nhé.
Nên chọn các mã giảm giá có điều kiện "áp dụng toàn sàn", "áp dụng toàn ngành hàng", "áp dụng cho tất cả các sản phẩm"... như vậy bạn hoàn toàn yên tâm là 100% sẽ được giảm giá khi mua bất cứ sản phẩm nào.Thường xuyên ghé ahayne trước khi mua sắm, để săn được mã giảm giá ưng ý nhé.