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Vanadium

礦物下的一個物種

釩(Vanadium)是一種化學元素,符號為V,原子序數為23。它是一種堅硬、銀灰色,具韌性、可延展的過渡金屬。在自然界中很少發現元素金屬,但是一旦經人工分離,會形成氧化層(鈍化)防止自由態的金屬氧化,使之更穩定存在。 1801年 Andrés Manuel del Río在墨西哥發現了一種釩化合物,他分析了一種新的含鉛礦物,他稱之為⌈褐色鉛⌋,並根據其質量推測是一種新元素的存在,他稱之為erythronium(源自希臘語,意義為⌈紅色⌋,ἐρυθρόν,eruthrón)因為加熱後大多數鹽變成紅色。 四年後,他(錯誤地)被其他科學家說服,赤黴素與鉻相同。1830年, Nils Gabriel Sefström生成了釩的氯化物,進而證明了一種新的元素,他將這種「釩」命名為斯堪地那維亞的美女和生育女神Vanadís(Freyja)。 這兩個名字都歸因於釩化合物中廣泛的顏色。 Del Rio的鉛礦石後來因其釩含量而更名為釩鉛礦。 1867年亨利恩菲爾德羅斯科得到了純的釩元素。 釩天然存在於約65種礦物和化石燃料沉積物中。它是由中國和俄羅斯的鋼鐵冶煉渣中所得到。其他國家則直接從磁鐵礦、重油煙塵或鈾礦開採的副產品中生產。 它主要用於製造特種鋼合金,如高速工具鋼。最重要的工業用途為釩化合物五氧化二釩用作生產硫酸的催化劑。 用於儲能的釩氧化還原電池可能是未來的重要應用。 在少數生物中發現了大量的釩離子,可能是毒素。 氧化物和一些其他釩鹽具有中等毒性。 特別是在海洋中,釩被一些生命作為酶的活性中心,例如一些海藻的釩溴過氧化物酶(英語:Vanadium bromoperoxidase)。

密度
密度:

6.033 g/cm³

關於釩的一般資訊

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釩的物理特性

密度
6.033 g/cm³, 重量明顯較重
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釩的化學特性

化學式
V
列出的元素
V
常見雜質
Fe

釩的特徵

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釩的特徵

釩為一中等硬度可延展的銀灰過渡金屬,有些描述形容它很「軟」,應是因為它的延展性。不易腐蝕,在鹼、硫酸和鹽酸中它相當穩定。在933K(660 ℃)以上的溫度中它氧化為五氧化二釩(V2O5)。釩的結構強度相當高。 在氧化物中釩一般顯+5價,但也有+2、+3和+4價的氧化物存在,不過它們比較容易過渡為+5價的氧化物。2價和3價的釩氧化物是鹼性的,4價的氧化物是兩性的,5價的氧化物是酸性的。 一個很有趣的試驗是用鋅來還原無色的釩酸銨(NH4VO3)。在試驗的過程中釩相繼被還原成藍色的四價釩、綠色的三價釩、紫藍色的二價釩,隨後低價的釩又會被空氣中的氧氧化為金黃色的五價釩。由於釩的價數很容易改變,它也經常被用做催化劑。+1價的釩很少出現。理論上0、-1和-3價的釩也有可能。

釩的文化意義

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釩的用途

大約80%的釩和鐵一起作為鋼裡的合金元素。含釩的鋼很硬很堅實,但一般其釩含量少於1%。 含釩的合金有: 運用在醫療器械中的特別的不鏽鋼 運用在工具中的不鏽鋼 與鋁一起作為鈦合金物運用在高速飛機的渦輪噴氣發動機中 含釩的鋼經常被用在軸、齒輪等關鍵的機械部分中 釩吸收裂變中子的截面很小,因此被用在核工業中 在煉鋼過程中釩被用來促進碳化物的形成 在給鋼塗鈦的時候釩往往被作為中介層 釩與鎵的合金可以用來製作超導電磁鐵,其磁強度可達175,000高斯 在製造縮蘋果酸酐和硫酸的過程中五氧化二釩被用來做催化劑. 釩基混合氧化物是丙烷,丙烯和丙烯醛生產丙烯酸的有效催化劑。 五氧化二釩(V2O5)被用來製做特殊的陶瓷作為催化劑 可做藍色顏料,稱為「釩鋯藍」或「土耳其藍」

大家也會問的常見問題

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