把有钒的简单介绍

2023-05-13 21:36:28  阅读 481 次 评论 0 条

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本文目录一览:

如何从PH值为2的硫酸溶液中把含有钒、铁、铝3种金属分离提纯出来

因为是强酸,所以上述金颂做盯属都有钝化现象,固加热,会溶解。然后从溶液的颜色和状态胡败中既可分出,硫酸铁有野和特定的颜色,不过我有点忘了,可能是墨绿色的。而硫酸铝在加热时发生水解应该是白色乳状的氢氧化铝胶体,剩下的就是钒了。不过可能比较繁一点,当中的操作步骤省略。

钒简介及详细资料

基本简介

电子层分布:2-8-11-2

钒 钒

核电荷数:23

电子层:K-L-M-N

外围电子层排布:3d ³  4s²

晶体结构:晶胞为体心立方晶胞,每个晶胞含有2个金属原子。

氧化态:

Main V+3,V+4,V+5

Other V-3,V-1,V0,V+1,V+2

晶胞参数:

a = 303 pm

b = 303 pm

c = 303 pm

α = 90°

β = 90°

γ = 90°

莫氏硬度:7

电离能(kJ /mol)

M - M ⁺   650

M⁺ - M2⁺ 1414

M2⁺ - M3+ 2828

M3+ - M4+ 4507

M4+ - M5+ 6294

M5+ - M6+ 12362

M6+ - M7+ 14489

M7+ - M8+ 16760

M8+ - M9+ 19860

M9+ - M10+ 22240

声音在其中的传播速率:(m/S)

4560

发现哗闭人:塞夫斯唐姆(Nlis Gabriel Sepstron) 发现年代:1830年

元素钒是墨西哥矿物学家节烈里瓦于1801年在含有钒的铅试样中首先发现的。由于这种新元素的盐溶液在加热时呈现鲜艳的红色,所以被取名为“爱丽特罗尼”,即“红色”的意思。但是当时有人认为这是被污染的元素铬,所以没有被人们公认。后来到了1830年写佛寺特勒木在由瑞典铁矿石提炼出的铁中发现了它,并肯定这是一种新元素称之为钒。

历史简介

钒先后被两次发现。第一次是在1801年由墨西哥城的矿物学教授Andrés Manuel del Rio发现的。他发现它在亚钒酸盐样本中,Pb ₅ (VO ₄ ) ₃ Cl并把这个样本送到巴黎。然而,法国化学家推断它是一种铬矿石。

第二次发现钒是在1831年,由斯德哥尔摩的瑞典化学家Nil Gabriel Selfström发现。他从一个矿石制作的铸铁样本中分离了它,矿石是在斯莫兰开采出来的。他能够证明它是一种新的元素,并因此击败了一位与他竞争的化学家,来自在锡马潘拿穗(墨西哥)的Friedrich Wöhler,他也在对另一种钒矿石进行研究。

纯净的钒是由Henry Roscoe在曼彻斯特(英格兰西北部城市),于1869年制取,而且他证明了之前的金属样本其实是氮化钒(VN)。

物理信息

中文名称:钒

中文别名:钒粉

英文名称:Vanadium atomic absorption standard solution

英文别名:VanadiumfoilNmmthickcagxmm; VanadiumrodNmmdiacagcm; VanadiumpowderNmesh; VanadiumslugsNmmxmm; Vanadiumturnings; Vanadium foil; Vanadium rod; Vanadium

CAS:7440-62-2

EINECS:231-171-1

分子式:V

分子量:50.9415

主要性质

钒是一种银灰色的金属。熔点1919±2℃,属于高熔点稀有金属之列。它的沸点3000--3400℃,钒的密度为6.11克每立方厘消芦卜米

纯钒具有展性,但是若含有少量的杂质,尤其是氮,氧,氢等,也能显著的降低其可塑性。

硫钒矿(秘鲁)、钒铅锌铜矿(南部非洲)、钒钛磁铁矿(中国、俄罗斯、南非)、钒铀矿(美国、西澳大利亚、乌兹别克)、燃油发电油灰(中东、委内瑞拉)

基本构成 氧化物

钒能分别以二、三、四、五价于氧结合,形成四种氧化物,一氧化钒(VO )三氧化二钒(v2o ₃ ),二氧化钒,五氧化二钒

氧化物 颜色 密度 熔点 生成热千卡每克分子 vo 灰色 5.23-5.76 106 v2o3 黑色 4.85 2000 300 vo2 深蓝色 4.26. 1967 171 v2o5 红黄 3.32 675 373 常用钒盐

五价盐:偏钒酸铵、偏钒酸钠、偏钒酸钾、正钒酸钠、焦钒酸钠。四价盐:硫酸氧钒、草酸氧钒。

四氯化钒等卤化钒类。三氯氧钒等卤氧化钒类。

钒 主要用途

钒具有众多优异的物理性能和化学性能,因而钒的用途十分广泛,有金属“维生素”之称。最初的钒大多套用于钢铁,通过细化钢的组织和晶粒,提高晶粒粗化温度,从而起到增加钢的强度、韧性和耐磨性。后来,人们逐渐又发现了钒在钛合金中的优异改良作用,并套用到航空航天领域,从而使得航空航天工业取得了突破性的进展。随着科学技术水平的飞跃发展,人类对新材料的要求日益提高。钒在非钢铁领域的套用越来越广泛,其范围涵盖了航空航天、化学、电池、颜料、玻璃、光学、医药等众多领域。

套用范围

套用领域 占总量比例(%) 主要用途 使用产品

碳素钢25 钢筋 FeV

HSLA钢 25 建筑,石油管道 FeV

高合金钢20 铸件,石油管配件 FeV

工具钢15 高速工具钢,耐磨件 FeV(80%V)

钛合金10 喷气式发动机零件,飞行器机 V-Al基合金

化学制品 5 硫酸和顺丁烯二酸酐生产 V2O5和其它钒化合物

元素辅助资料:

钒的性质和钽以及铌相似,在它被发现后英国化学家罗斯科研究了它的性质,确定它与钽和铌相似,这为它们三个在元素周期表 *** 建一个分族建立了基础。

才能出众的金属——钒

钒的踪迹遍布全世界。在地壳中,钒的含量并不少,平均在两万个原子中,就有一个钒原子,比铜、锡、锌、镍的含量都多,但钒的分布太分散了,几乎没有含量较多的矿床。

在海水中,在海胆等海洋生物体内,在磁铁矿中,在多种沥青矿物和煤灰中,在落到地球的陨石和太阳的光谱线中,人们都发现了钒的踪影。

可以说,几乎所有的地方都有钒,可是世界到处钒的含量都不多。

表面看来,钒跟铁没什么两样,同样穿着银灰色的衣眼,但钒比铁要坚硬得多,而且在常温下,钒十分“冷静”,它不会被氧化,即使把它加热到摄氏三百度,它依旧如故,仍然是亮堂堂的。它也不怕水、各种稀酸和碱液的腐蚀。在各种金属中,它可真特别。

钒电池 套用优点

一、电堆作为发生反应的场所与存放电解液的储罐分开,从根本上克服了传统电池的自放电现象。功率只取决于电堆大小,容量只取决于电解液储量和浓度,设计非常灵活;当功率一定时,要增加储能容量,只需要增大电解液储罐容积或提高电解液体积或浓度即可,而不需改变电堆大小;可通过更换或添加充电状态的电解液实现“瞬间充电”的目的。可用于建造千瓦级到百兆瓦级储能电站,适应性很强。 二、充、放电性能好,可以进行大功率的充电和放电,也可以允许浮充和深度放电。对铅酸蓄电池来说,放电电流越大,电池的寿命越短;放电深度越深,电池的寿命也越短。而钒电池放电深度即使达到100%,也不会对电池造成影响。而且钒电池不易发生短路,这就避免了因短路而引起的爆炸等安全问题。 三、可充放电次数极大,理论上寿命是无数次。充放电时间比为1:1,而铅酸电池是4:1。而且钒电池充、放切换回响速度快,小于20毫秒,非常有利于均衡供电。 四、能量效率高,直流对直流能量效率可以达到80%以上,而铅酸电池只有60%左右。钒电池组中的各个单位电池状态基本一致,维护简单方便。 五、选址自由度大,占地少,系统可全自动封闭运行,不会产生酸雾,没有酸腐蚀。电解液可反复利用,无排放,维护简单,操作成本低。是一种绿色环保储能技术。因此对于可再生能源发电,钒电池是铅酸电池理想的替代品。

钒电池优点

与其它化学电源相比,钒电池具有明显的优越性,主要优点如下: 1.功率大:通过增加单片电池的数量和电极面积,即可增加钒电池的功率,目前美国商业化示范运行的钒电池的功率已达6兆瓦。 2.容量大:通过任意增加电解液的体积,即可任意增加钒电池的电量,可达吉瓦时以上;通过提高电解液的浓度,即可成倍增加钒电池的电量。 3.效率高:由于钒电池的电极催化活性高,且正、负极活性物质分别存储在正、负极电解液储槽中,避免了正、负极活性物质的自放电消耗,钒电池的充放电能量转换效率高达75%以上,远高于铅酸电池的45%。 4.寿命长:由于钒电池的正、负极活性物质只分别存在于正、负极电解液中,充放电时无其它电池常有的物相变化,可深度放电而不损伤电池,电池使用寿命长。目前加拿大VRBPowerSystems商业化示范运行时间最长的钒电池模组已正常运行超过9年,充放循环寿命超过18000次,远远高于固定型铅酸电池的1000次。 5.回响速度快:钒电池堆里充满电解液可在瞬间启动,在运行过程中充放电状态切换只需要0.02秒,回响速度1毫秒。 6.可瞬间充电:通过更换电解液可实现钒电池瞬间充电。 7.安全性高:钒电池无潜在的爆炸或着火危险,即使将正、负极电解液混合也无危险,只是电解液温度略有升高。 8.成本低:除离子膜外,钒电池部件多为廉价的碳材料、工程塑胶,材料来源丰富,易回收,不需要贵金属作电极催化剂,成本低。 9.钒电池选址自由度大,可全自动封闭运行,无污染,维护简单,运营成本低。

钒的新套用

钒电池是目前发展势头强劲的优秀绿色环保蓄电池之一(它的制造、使用及废弃过程均不产生有害物质),它具有特殊的电池结构,可深度大电流密度放电;充电迅速;比能量高;价格低廉;套用领域十分广阔:如可作为大厦、机场、程控交换站备用电源;可作为太阳能等清洁发电系统的配套储能装置;为潜艇、远洋轮船提供电力以及用于电网调峰等。

钒电池优势

钒电池成本与铅酸电池相近,它还可制备兆瓦级电池组,大功率长时间提供电能,因此钒电池在大规模储能领域具有锂离子电池、镍氢电池不可比拟的性价比优势。钒电池生产工艺简单,价格经济,电性能优异,与制造复杂、价格昂贵的燃料电池相比,无论是在大规模储能还是电动汽车动力电源的套用前景方面,都更具竞争实力。  

发展简史

1830年瑞典化学家塞夫斯特伦( Sefstrom N G,1787-1845。)在研究斯马兰矿区的铁矿时,用酸溶解铁,在残渣中发现了钒。因为钒的化合物的颜色五颜六色,十分漂亮,所以就用古希腊神话中一位叫凡娜迪丝“Vanadis”的美丽女神的名字给这种新元素起名叫“Vanadium”。中文按其译音定名为钒。塞夫斯特伦、维勒、贝采里乌斯等人都曾研究过钒,确认钒的存在,但他们始终没有分离出单质钒。在塞夫斯特伦发现钒后三十多年,1869年英国化学家罗斯科(Roscoe H E,1833-1915)用氢气还原二氧化钒,才第一次制得了纯净的金属钒。

元素描述:

高熔点金属之一,呈浅灰色。密度5.96克/厘米³ 。熔点1890±10℃,沸点3380℃,化合价+2、+3、+4和+5。其中以5价态为最稳定,其次是4价态。电离能为6.74电子伏特。有延展性,质坚硬,无磁性。具有耐盐酸和硫酸的本领,并且在耐气-盐-水腐蚀的性能要比大多数不锈钢好。于空气中不被氧化,可溶于氢氟酸、硝酸和王水。

元素来源:

矿物有钒酸钾铀矿、褐铅矿和绿硫钒矿、石煤矿等。中国是钒资源比较丰富的国家,钒矿主要分布在四川的攀枝花和河北的承德,大多数是以石煤的形式存在。

钒的传说:

在很久以前,在遥远的北方住着一位美丽的女神名叫凡娜迪丝。有一天,一位远方客人来敲门,女神正悠闲地坐在圈椅上,她想:他要是再敲一下,我就去开门。然而,敲门声停止了,客人走了。女神想知道这个人是谁,怎么这样缺乏自信?她打开窗户向外望去,喔,原来是个名叫沃勒的人正走出她的院子。几天后,女神再次听到有人敲门,这次的敲门声持续而坚定,直到女神开门为止。这是个年青英俊的男子,名叫塞弗斯托姆。女神很快和他相爱,并生下了儿子——钒。这个故事虽然生动,却并不十分确切。原来第一次敲门的是墨西哥化学家里奥,第二次才是德国化学家沃勒。他们虽然发现了新元素,但不能证实自己的发现,甚至误认为这种元素就是“铬”。而塞弗斯托姆,通过锲而不舍的努力,才从一种铁矿石中得到了这种新元素,并以凡娜迪丝女神(Vanadis)之名命名为“钒”。

元素用途:

如果说钢是虎,那么钒就是翼,钢含钒犹如虎添翼。只需在钢中加入百分之几的钒,就能使钢的弹性、强度大增 ,抗磨损和抗爆裂性极好,既耐高温又抗奇寒,难怪在汽车、航空、铁路、电子技术、国防工业等部门,到处可见到钒的踪迹。此外,钒的氧化物已成为化学工业中最佳催化剂之一,有“化学面包”之称。看来,凡娜迪丝的“儿子”在人间正大受宠爱。

钒铅矿

主要用于制造高速切削钢及其他合金钢和催化剂。把钒掺进钢里,可以制成钒钢。钒钢比普通钢结构更紧密,韧性、弹性与机械强度更高。钒钢制的穿甲弹,能够射穿40厘米厚的钢板。但是,在钢铁工业上,并不是把纯的金属钒加到钢铁中制成钒钢,而是直接采用含钒的铁矿炼成钒钢。

钒的盐类的颜色真是五光十色,有绿的、红的、黑的、黄的,绿的碧如翡翠,黑的犹如浓墨。如二价钒盐常呈紫色;三价钒盐呈绿色,四价钒盐呈浅蓝色,四价钒的碱性衍生物常是棕色或黑色,而五氧化二钒则是红色的。这些色彩缤纷的钒的化合物,被制成鲜艳的颜料:把它们加到玻璃中,制成彩色玻璃,也可以用来制造各种墨水。

钒钙铀矿

中国是钒资源比较丰富的国家,钒矿主要分布在四川的攀枝花和河北的承德,大多数是以石煤的形式存在。

其他资料

说起钒的发现,还有一段故事呢。

在1830年时,著名的德国化学家伍勒在分析墨西哥出产的一种铅矿的时候,断定这种铅矿中有一种当时人们还未发现的新元素。但是,在一些因素的干扰下,他没能继续研究下去。

此后不久,瑞典化学家塞夫斯朗姆发现了这一新元素——钒。

伍勒白白地失去了发现新元素的大好机会,感到很失望。于是他把事情的经过写信告诉了自己的老师,著名的瑞典化学家贝采里乌斯,贝采里乌斯给他回了一封非常巧妙的信。

信上说:“在北方极远的地方,住着一位名叫“钒”的女神。一天她正坐在桌子旁边时,门外来了一个人,这个人敲了一下门。但女神没有马上去开门,想让那个人再敲一下。没想到那个敲门的人一看屋里没动静,转身就回去了。看来这个人对他是否被请进去,显得满不在乎。女神感到很奇怪,就走到视窗,看看到底谁是敲门人。她自言自语道:原来是伍勒这个家伙!他空跑一趟是应该的,如果他不那么不礼貌,他就会被请进来了。

过后不久,又有一个敲门的人来了。由于这个人很热心地、激烈地敲了很久,女神只好把门打开了。这个人就是塞夫斯朗姆,他终于把‘钒’发现了”。

五光十色的钒盐

钒的盐类的颜色真是五光十色,有绿的、红的、黑的、黄的,绿的碧如翡翠,黑的犹如浓墨。

比如说吧,化合价是二的钒盐一般都是紫色的,三价钒盐是绿色的,四价钒盐是浅蓝色的,而五氧化二钒常是红色的。

我们的世界,需要各种各样的颜色来装扮。这些色彩缤纷的钒的化合物,可以用来制造各种各样的颜料,用它们就能把我们的生活打扮得更美丽。

如果把钒盐加入玻璃中,就能生产出非常好看的彩色玻璃。把钒盐加入墨水中,就能制造出各种彩色墨水。

钒的化合物不但有丰富的色彩,还有极强的毒性。如果人体内的钒盐过多,就会得病。但让人意外的是,如果在牛和猪的饲料中加入微量的钒盐,却能使它们的食量增加,脂肪层加厚。

这真是咄咄怪事。

颜色奇异的血液

每个人都知道,人体内的血液是红色的。不仅人体如此,绝大多数的高等动物的血液都是鲜红色的。

在自然界中还有许多低等动物,它们的血液是蓝色的。而在高等动物与低等动物之间还有一些动物的血液是绿色的。

真奇怪!血液怎么会有这么不同的颜色呢?

原来,高等动物的血液中含有铁离子,铁离子呈规出的是红色,所以高等动物的血液就是红色的。低等动物的血液中含的是铜离子,铜离子的溶液是蓝色的,比如硫酸铜溶液是天蓝色的,因而低等动物的血液是蓝色的。居于它们之间的那些动物的血液中含有三价钒离子,细心的人会记得三价钒离子显绿色,所以这些动物的血液就是绿色的。

钒(vanadium V)是地球上广泛分布的微量元素,其含量约占地壳构成的0.02%,获取相对容易。钒是人体必需的微量元素在人体内含量大约为25mg,在体液pH4~8条件下 钒的主要形式为VO-3,即亚钒酸离子(metavandate);另一为+5价氧化形式VO4 - 3即正钒酸离子(orthovanadate)。由于生物效应相似,一般钒酸盐(Va)统指这两种+5价氧化离子。VO3 经离子转运系统或自由进 -入细胞,在胞内被还原型谷胱甘肽还原成VO2+(+4价氧化态),即氧钒根离子(vanadyl)。由于磷酸和Mg2+离子在细胞内广泛存在VO3 与磷酸结构相似,VO2+与Mg2+大小相当(离子半径分别为016 -埃和0165埃),因而二者就有可能通过与磷酸和Mg2+竞争结合配体干扰细胞的生化反应过程。例如,抑制ATP磷酸水解酶、核糖核酶磷酸果糖激酶、磷酸甘油醛激酶、6-磷酸葡萄糖酶、磷酸酪氨酸蛋白激酶[11]。所以,钒进入细胞后具有广泛的生物学效应。钒化合物又具有合成相对容易、价格较低廉的优势,因此研究钒化合物的降压机制有利于对钒的开发和利用。

国内外对钒化合物的研究已有 20 多年的历史,早期多集中在钒化合物降糖作用的研究[12~16],也有报导钒能舒张猪的离体冠状动脉[17]。近期国外有些研究开始用钒化合物治疗原发性高血压大鼠,已经取到肯定的实验结果[18,19]。有报导认为 BMOV 可以降低 SHR 的高胰岛素血症和高血压[20]。另有学者采用 SHR 和WKY 大鼠对比探讨钒化合物对血压的药物疗效,结果可见钒化合物使收缩压降低(149±3/mmHg,非治疗组 184±3mmHgP0.0001)。

钒与健康

钒的简介

钒是正常生长可能必需的矿物质,钒有多种价态,有生物学意义的是四价和五价态。四价态钒为氧钒基阳离子,易与蛋白质结合结合形成复合物,而防止被氧化。五价态钒为氧钒基阳离子,易与其他生物物质结合形成复合物,在许多生化过程中,钒酸根能与磷酸根竞争,或取代磷酸根。钒酸盐以被维生素C、谷胱甘肽或NADH还原。其在人体健康方面的作用,营养学界,医学界至今仍不是很清楚,仍处在进一步发掘的过程中,但可以确定,钒有重要作用。一般认为,它可能有助于防止胆固醇蓄积、降低过高的血糖、防止龋齿、帮助制造红血球等。每天会经尿液流失部分钒。

食物来源

谷类制品、肉类、鸡、鸭、鱼、小黄瓜,贝壳类、蘑菇、欧芹、莳萝籽黑椒等。

代谢吸收

人类摄入的钒只有少部分被吸收,估计吸收的钒不足摄入量的5%,大部分由粪便排出。摄入的钒于小肠与低分子量物质形成复合物,然后在血中与血浆运铁蛋白结合,血中钒很快就运到各组织,通常大多组织每克湿重含钒量低于10ng。吸收入体内的80%-90%由尿排出,也可以通过胆汁排出,每克胆汁含钒为0.55-1.85ng。

生理功能

有实验显示,钒调节(Nak)-ATP酶、调节磷酰转移酶、腺苷酸环化酶、蛋白激酶类的辅因子,与体内激素,蛋白质,脂类代谢关系密切。可抑制年幼大鼠肝脏合成胆固醇。可能存在以下作用:

1.防止因过热而疲劳和中暑。

2.促进骨骼及牙齿生长。

3.协助脂肪代谢的正常化。

4.预防心脏病突发。

5.协助神经和肌肉的正常运作。

需要人群

尚无研究。

生理需要

尚无具体数据,人的膳食中每天可提供不足30μg的钒,多为15μg,因此考虑每天从膳食中摄取10μg钒就可以满足需要。一般不需要特别补充;需要提醒的是,摄取合成的钒容易引起中毒;另外吸菸会降低钒的吸收。

过量表现

钒在体内不易蓄积,因而由食物摄入引起的中毒十分罕见,但每天摄入10mg以上或每克食物中含钒10 -20微克,可发生中毒。通常可出现生长缓慢、腹泻、摄入量减少和死亡。

钒缺乏症

最被认可的钒缺乏表现来自于1987年报导的对山羊和大鼠的研究,钒缺乏的山羊表现出流产率增加和产奶量降低。大鼠实验中,钒缺乏引起生长抑制,甲状腺重量与体重的比率增加以及血浆甲状腺激素浓度的变化。对于人体缺乏症研究尚不明确,有的研究认为它的缺乏可能会导致心血管及肾脏疾病、伤口再生修复能力减退和新生儿死亡。

钒资源分布

世界上已知的钒储量有98%产于钒钛磁铁矿。除钒钛磁铁矿外、钒资源还部分赋存于磷块岩矿,含铀砂岩,粉砂岩,铝土矿,含碳质的原油、煤、油页岩及沥青砂中。

世界钒钛磁铁矿的储量很大,并且集中在少数几个国家和地区,包括:独立国协、美国、中国、南非、挪威、瑞典、芬兰、加拿大、澳大利亚,并且集中分布在南非洲、北美洲等地区。根据1988年美国矿业局统计资料表明,世界钒储量基础为1.6亿吨(以钒计)。按目前的开采量计算,世界现探明的钒资源可供开采150年。从储量基础看,南非占46%,独立国协占23.6%,美国占13.1%,中国占11.6%,其它国家的总和不足6%。

在南非,钒通常在钒磁铁矿的矿层中产生。这些矿层的平均品位为1.5%。据估计,南非钒储量约为1250万吨,世界第一。

中国钒储量为2055万吨(以V2O5计),主要赋存钒钛磁铁矿中,且集中分布在四川的攀枝花市、河北承德市。攀枝花钒储量为1295万吨,占全国钒储量的63%。

最新数据:承德市2009年探明钒钛磁铁矿80亿吨

人体需要

钒在人体内含量极低,体内总量不足1mg。主要分布于内脏,尤其是肝、肾、甲状腺等部位,骨组织中含量也较高。人体对钒的正常需要量为100μg/d。

钒在胃肠吸收率仅5%,其吸收部位主要在上消化道。此外环境中的钒可经皮肤和肺吸收入体中。血液中约95%的钒以离子状态(VO2+)与转铁蛋白结合而送输,因此钒与铁在体内可相互影响。

钒对骨和牙齿正常发育及钙化有关,能增强牙对龋牙的抵抗力。钒还可以促进糖代谢, *** 钒酸盐依赖性NADPH氧化反应,增强脂蛋白脂酶活性,加快腺苷酸环化酶活化和胺基酸转化及促进红细胞生长等作用。因此钒缺乏时可出现牙齿、骨和软骨发育受阻。肝内磷脂含量少、营养不良性水肿及甲状腺代谢异常等。

钒数据分析

全球钒资源量超过6300万吨,截至2012年底,全球探明储量为1400万吨,当中中国探明储量为510万吨,占全球探明储量的36.4%。2012年全球钒产量为6.3万吨,较2011年增长0.94%。当中中国产量为2.3万吨,占全球总产量的36.5%;此外南非钒产量为2.2万吨、俄罗斯产量为1.6万吨、美国产量为1270吨。

化学元素 钒

钒 拼音:fán 繁体字:钒

部首:钅,部外笔画:3,总笔画:8 ; 繁体部首:金,部外笔画:3,总笔画:11

五笔86:QMYY 五笔98:QWYY 仓颉:XCHNI

笔顺编号:31115354 四角号码:87710 UniCode:CJK 统一汉字 U+9492

基本字义

--------------------------------------------------------------------------------

● 钒

(钒)

fánㄈㄢˊ

◎ 一种金属元素,银白色。

汉英互译

--------------------------------------------------------------------------------

◎ 钒

vanadium

English

--------------------------------------------------------------------------------

◎ vanadium

元素名称:钒

元素符号:V

元素原子量:50.94

原子体积:(立方厘米/摩尔)

8.78

元素在海水中的含量:(ppm)

太平洋表面 0.0016

元素在太阳中的含量:(ppm)

0.4

地壳中含量:(ppm)

160

质子数:23

中子数:37

原子序数:23

所属周期:3

所属族数:VB

电子层分布:2-8-11-2

晶体结构:晶胞为体心立方晶胞,每个晶胞含有2个金属原子。

氧化态:

Main V+3, V+4, V+5

Other V-3, V-1, V0, V+1, V+2

晶胞参数:

a = 303 pm

b = 303 pm

c = 303 pm

α = 90°

β = 90°

γ = 90°

莫氏硬度:7

电离能 (kJ /mol)

M - M+ 650

M+ - M2+ 1414

M2+ - M3+ 2828

M3+ - M4+ 4507

M4+ - M5+ 6294

M5+ - M6+ 12362

M6+ - M7+ 14489

M7+ - M8+ 16760

M8+ - M9+ 19860

M9+ - M10+ 22240

声音在其中的传播速率:(m/S)

4560

发现人:塞夫斯唐姆 发现年代:1830年

发现过程:

1830年,瑞典的塞夫斯唐姆,在研究斯马兰铁矿的铁渣时,得到氧化钒,发现了钒的存在。

元素描述:

高熔点金属之一,呈浅灰色。密度5.96克/厘米3。熔点1890±10℃,沸点3380℃,化合价+2、+3、+4和+5。其中以5价态为最稳定,其次是4价态。电离能为6.74电子伏特。有延展性,质坚硬,无磁性。具有耐盐酸和硫酸的本领,并且在耐气-盐-水腐蚀的性能要比大多数不锈钢好。于空气中不被氧化,可溶于氢氟酸、硝酸和王水。

元素来源:

矿物有钒酸钾铀矿、褐铅矿和绿硫钒矿等。非常纯的钒苣阎瞥桑�谕ǔ5母呶绿跫�拢�岸匝酢⒌�吞级蓟钇茫�菀灼鸱从Α9ひ瞪嫌盟�瞥珊辖稹:艽康姆翱捎晌逖趸��坝氲饣�谱饔弥瞥蒝I5,再大埋经热分解可以制得。

钒的传说:

在很久以前,在遥远的北方住着一位美丽的女神名叫凡娜迪丝。有一天,一位远方客人来敲门,女神正悠闲地坐在圈椅上,她想:他要是再敲一下,我就去开门。然而,敲门声停止了,客人走了。女神想知道这个人是谁,怎么这样缺乏自信?她打开窗户向外望去,哦,原来是个名叫沃勒的人正走出她的院子。几天后,女神再次听到有人敲门,这次的敲门声持续而坚定,直到女神开门巧侍为止。这是个年青英俊的男子,名叫塞弗斯托姆。女神很快和他相爱,并生下了儿子——钒。这个故事虽然生动,却并不十分确切。原来第一次敲门的是墨西哥化学家里奥,第二次才是德国化学家沃勒。他们虽然发现了孝仿吵新元素,但不能证实自己的发现,甚至误认为这种元素就是“铬”。而塞弗斯托姆,通过锲而不舍的努力,才从一种铁矿石中得到了这种新元素,并以凡娜迪丝女神之名命名为“钒”。

元素用途:

如果说钢是虎,那么钒就是翼,钢含钒犹如虎添翼。只需在钢中加入百分之几的钒,就能使钢的弹性、强度大增 ,抗磨损和抗爆裂性极好,既耐高温又抗奇寒,难怪在汽车、航空、铁路、电子技术、国防工业等部门,到处可见到钒的踪迹。此外,钒的氧化物已成为化学工业中最佳催化剂之一,有“化学面包”之称。看来,凡娜迪丝的“儿子”在人间正大受宠爱。

主要用于制造高速切削钢及其他合金钢和催化剂。把钒掺进钢里,可以制成钒钢。钒钢比普通钢结构更紧密,韧性、弹性与机械强度更高。钒钢制的穿甲弹,能够射穿40厘米厚的钢板。但是,在钢铁工业上,并不是把纯的金属钒加到钢铁中制成钒钢,而是直接采用含钒的铁矿炼成钒钢。

钒的盐类的颜色真是五光十色,有绿的、红的、黑的、黄的,绿的碧如翡翠,黑的犹如浓墨。如二价钒盐常呈紫色;三价钒盐呈绿色,四价钒盐呈浅蓝色,四价钒的碱性衍生物常是棕色或黑色,而五氧化二钒则是红色的。这些色彩缤纷的钒的化合物,被制成鲜艳的颜料:把它们加到玻璃中,制成彩色玻璃,也可以用来制造各种墨水。

我国是钒资源比较丰富的国家,钒矿主要分布在四川的攀枝花和河北的承德,大多数是以石煤的形式存在。

钒的应用范围

应用领域 占总量比例(%) 主要用途 使用产品

碳素钢 25 钢筋 FeV

HSLA钢 25 建筑,石油管道 FeV

高合金钢 20 铸件,石油管配件 FeV

工具钢 15 高速工具钢,耐磨件 FeV(80%V)

钛合金 10 喷气式发动机零件,飞行器机 V-Al基合金

化学制品 5 硫酸和顺丁烯二酸酐生产 V2O5和其它钒化合物

元素辅助资料:

钒的性质和钽以及铌相似,在它被发现后英国化学家罗斯科研究了它的性质,确定它与钽和铌相似,这为它们三个在元素周期表中共建一个分族建立了基础。

才能出众的金属——钒

钒的踪迹遍布全世界。在地壳中,钒的含量并不少,平均在两万个原子中,就有一个钒原子,比铜、锡、锌、镍的含量都多,但钒的分布太分散了,几乎没有含量较多的矿床。

在海水中,在海胆等诲洋生物体内,在磁铁矿中,在多种沥青矿物和煤灰中,在落到地球的陨石和太阳的光谱线中,人们都发现了钒的踪影。

可以说,几乎所有的地方都有钒,可是世界到处钒的含量都不多。

表面看来,钒跟铁没什么两样,同样穿着银灰色的衣眼,但钒比铁要坚硬得多,而且在常温下,钒十分“冷静”,它不会被氧化,即使把它加热到摄氏三百度,它依旧如故,仍然是亮堂堂的。它也不怕水、各种稀酸和碱液的腐蚀。在各种金属中,它可真特别。

有趣的信

说起钒的发现,还有一段故事呢。

在1830年时,著名的德国化学家伍勒在分析墨西哥出产的一种铅矿的时候,断定这种铅矿中有一种当时人们还未发现的新元素。但是,在一些因素的干扰下,他没能继续研究下去。

此后不久,瑞典化学家塞夫斯朗姆发现了这一新元素——钒。

伍勒白白地失去了发现新元素的大好机会,感到很失望。于是他把事情的经过写信告诉了自己的老师,著名的瑞典化学家贝采里乌斯,贝采里乌斯给他回了一封非常巧妙的信。

信上说:“在北方极远的地方,住着一位名叫“钒”的女神。一天她正坐在桌子旁边时,门外来了一个人,这个人敲了一下门。但女神没有马上去开门,想让那个人再敲一下。没想到那个敲门的人一看屋里没动静,转身就回去了。看来这个人对他是否被请进去,显得满不在乎。女神感到很奇怪,就走到窗口,看看到底谁是敲门人。她自言自语道:原来是伍勒这个家伙!他空跑一趟是应该的,如果他不那么不礼,他就会被请进来了。

过后不久,又有一个敲门的人来了。由于这个人很热心地、激烈地敲了很久,女神只好把门打开了。这个人就是塞夫斯朗姆,他终于把‘钒’发现了”。

五光+色的钒盐

帆的盐类的颜色真是五光十色,有绿的、红的、黑的、黄的,绿的碧如翡翠,黑的犹如浓墨。

比如说吧,化合价是二的钒盐一般都是紫色的,三价钒盐是绿色的,四价钒盐是浅蓝色的,而五氧化二钒常是红色的。

我们的世界,需要各种各样的颜色来装扮。这些色彩缤纷的钒的化合物,可以用来制造各种各样的颜料,用它们就能把我们的生活打扮得更美丽。

如果把钒盐加入玻璃中,就能生产出非常好看的彩色玻璃。把钒盐加入墨水中,就能制造出各种彩色墨水。

钒的化合物不但有丰富的色彩,还有极强的毒性。如果人体内的钒盐过多,就会得病。但让人意外的是,如果在牛和猪的饲料中加入微量的钒盐,却能使它们的食量增加,脂肪层加厚。

这真是咄咄怪事。

颜色奇异的血液

每个人都知道,人体内的血液是红色的。不仅人体如此,绝大多数的高等动物的血液都是鲜红色的。

在自然界中还有许多低等动物,它们的血液是蓝色的。而在高等动物与低等动物之间还有一些动物的血液是绿色的。

真奇怪!血液怎么会有这么不同的颜色呢?

原来,高等动物的血液中含有铁离子,铁离呈规出的是红色,所以高等动物的血液就是红色的。低等动物的血液中含的是铜离子,铜离子的溶液是蓝色的,比如硫酸铜溶液是天蓝色的,因而低等动物的血液是蓝色的。居于它们之间的那些动物的血液中含有三价钒离子,细心的小朋友会记得三价钒离子显绿色,所以这些动物的血液就是绿色的。

井水有钒怎么办,有办法除掉吗

我们喝的井水是有杂质的,会有一道工序是把大的颗粒物沉淀,其中就有用钒吧,不过最后好像会被除掉

钒的作用及用途

1、用于制造高速切削钢及其他合金钢和催化剂。把钒掺进钢里,可以制成钒钢。钒钢比普通钢结构更紧密,韧性、弹性与机械强度更高。钒钢制的穿甲弹,能够射穿40厘米厚的钢板。但是,在钢铁工业上,并不是把纯的金属钒加到钢铁中制成钒钢,而是直接采用含钒的铁矿炼成钒钢。

2、钒的盐类被制成鲜艳的颜料:把它们加到玻璃中,制成彩色玻璃,也可以用来制造各种墨水。

钒:高熔点金属之一,呈浅灰色。密度5.96克/厘米3。熔点1890±10℃,沸点3380℃,化合价+2、+3、+4和+5。其中以5价态为最稳定,其次是4价态。有脊漏猛延展性,质坚硬,无磁性。具有耐盐酸和硫酸的本领,并且在耐气-盐-水腐蚀的性能要比大多数不锈钢好。于空气中不被氧化,可溶于氢氟酸、硝酸和王水。

矿物有钒酸钾铀矿、褐铅矿和绿硫钒矿等樱桥。非常纯的钒很难制成,在通常的高温条件下,钒对氧、氮和碳都活泼,容易起反应。工业上用它制成合金。很纯的钒可由五氧化二钒与碘化钙作用制成搜轮VI5,再经热分解可以制得。

钒的用途十分广泛,尤其是在炼钢产业中。在钢中加入百分之几的钒,就能使钢的弹性、强度大增 ,抗磨损和抗爆裂性极好,既耐高温又抗奇寒,因此在汽车、航空、铁路、电子技术、国防工业等部门经常应用钒。此外,钒的氧化物已成为化学工业中最佳催化剂之一。

钒怎样被提炼出来的?

地球上的钒不算稀少。据苏联的地球化学家估算,在能够开采得到的那部分地壳里平均含钒0.02%,这个数目决不算少,而铅在地壳里的含量不过是它的1/15,而银还只有这个数目的1/2000。因此实际上,地壳里所有的钒等于锌和镍,但锌和镍的开采量每年有几十万吨吗?

不但在地球上,在我们能够开采得到的地壳里有钒,在铁集中的地方,也许也含有相当大量的钒。这一点是落到地球表面的陨石告诉我们的。钒在含铁的陨石里的含量,差不多是在地壳里的2~3倍。天文学家在太阳光谱里也看到有鲜明光辉的钒原子的光谱线,可地球化学家却正为了这件事情伤透脑筋。到处都有许多钒,宇宙里没有一处不分布着这种金属,可是钒聚集在一起的地方却很少,可以把钒轻而易举地开出来用到工业上去的地方就更少。实际上,几乎所有铁矿里都有钒,凡是含钒达到百分之零点几的地方,就可着手开采它。如果能从几千吨铁里提取到这个贵重的金属,已经很不错了。

如果化学家发现某种矿石含1%的钒,报纸就要登出来说,找到了储藏量丰富的钒矿。很清楚,有一种道不明的内在的化学力量在不断地分散着钒的原子。科学的任务就是要弄清楚究竟是哪种力量能把这种分散的钒原子聚集在一起,怎样才能打消它们旅行、分散和迁移的性质。这样的力量在自然界里确实是存在的,因此现在我们研究钒的矿床,就该读一读下面几段文字,讲到能够把钒原子聚集在一起的一些作用。

首先,钒是沙漠的金属。它很怕水,水很容易溶解它,把它的原子沿着地面冲散开;它还怕中纬度和北纬度地带的酸性土壤。只有南纬度地带才适合它存在,那里的空气里有许多氧气,并且有硫化物的矿脉在崩坏着。在南非的炽热的沙底下,在它的故乡——太阳脚下的墨西哥,在龙舌兰和仙人掌丛里,它形成黄褐色像铁帽子似的东西,形成褐色的小丘,像士兵的钢盔盖在硫矿的露头上。

我们发现古代科罗拉多沙漠里也有钒的化合物,在乌拉尔地区二叠纪的沙漠里也发现过它,这个沙漠的东部圈在高耸的乌拉里达山脉里。只要是太阳晒得灼热的地方,都能生成钒的盐类,就能把分散的钒原子聚集起来形成有工业意义的矿床。尽管如此,钒的储藏量还是非常少,它的原子想方设法想从人的手里溜出去,然而有一个更大的力量,能够抓住钒而不让它失散,那就是活物质的细胞,那就是有机体,此种有机体的血球不是由铁构成,而是由钒和铜构成的。

有些海生动物的身体里有钒聚集,特别是海念漏肆胆类、海鞘类和海参类,它们仔轿成群地浮在海湾里和海岸边,占据几千平方米的面积。很难说,它们是从海水里搜集来的钒原子,因为海水本身从来没有发现过钒。显然,这些动物有某种特殊的化学性质,能够从食物的碎屑、淤泥和海藻的残骸等等里面提出钒来。没有一种化学试剂的作用可以像生物体那样灵敏和复杂,生物能搜姿够把几百万分之一克的钒逐渐地积累在躯体里,等它们死了以后就留下来丰富遗产,使得人们可以从那里得到金属钒来供工业上应用。

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