معلومات هامة جداً عن عنصر الفاناديوم Vanadium

ما هو عنصر الفاناديوم Vanadium؟

– الفاناديوم عنصر من عناصر الجدول الدوري: العدد الذري = 23، العدد الكتلي = 51

– يرمز لعنصر الفاناديوم له بالرمز: ⁴⁵V₂₃

– التوزيع الإلكتروني له : Ar]₁₈ 4s² 3d³]

– الفاناديوم عنصر كيميائي نادر.

– يتواجد مختلطاً بأملاح معينة.

– ويستعمل لإنتاج السبائك،

– وهو واحد من 26 عنصر مشترك متواجد بالكائنات الحية.

– وفيما يلي الخواص العامة لعنصر الفاناديوم:

اكتشافه ووجوده في الطبيعة Discovery of Vanadium

– تم اكتشـاف الفاناديوم من قبل الكيميائي السـويدي (N. G. Sefstrom) سـنة 1801م، وهو تلميذ Berzeliw

– اشتق اسمه من Vanadis وهي آلهة الحب والجمال في الأساطير الإسكندنافية، ويرجع هذا إلى الألوان العديدة والرائعة للكثير من مركباته.

– مركبات الفاناديوم واسـعة الانتشـار ولكنها متبعثرة في الطبيعة لذا يعتبر عنصـراً نادراً.

– ومن أهم المركبات التي يتواجد فيها الباترونيت، الأباتيت، الكارنوتيت.

تحضير عنصر الفاناديوم Preparation of Vanadium

– يحضر الفاناديـوم من إرجاع VCl₃ بواسطة الصوديوم أو الهيدروجين حسب التفاعلين التاليين:

– يستخلص معدن الفاناديـوم كذلك من خاماته وفق المراحل التالية:

(1) تركيز معقدات الفاناديـوم في خاماته الأولية بطرق فيزيائية.

(2) تحميض الكبريتيد.

(3) صهر خامات الفاناديـوم بقاعدة مؤكسدة في فرن عاكس لكي يتحول فيه معدن الفاناديـوم إلى فنادات، ومعدن الحديد الشـائب إلى مركب الحديد الثلاثي القاعدي. أما أكسيد النيكل فيبقى على حاله.

(4) يطحن الخبث الحاصـل نتيجة الصـهر المحتوي على معدن الفاناديـوم، ثم يغسـل المجموع بشكل جيد فنحصل على محلول ميتا فنادات الصوديوم NaVO₃

(5) يعالج محلول ميتا فنادات الصوديوم بالأمونيا فتترسب ميتا فنادات الأمونيوم NH₄VO₃

(6) بعد عدة عمليات ترسيب لميتا فنادات الأمونيوم تحرق هذه الأخيرة فنحصـل على خامس أكسيد الفاناديـوم كما يتضح من المعادلة التالية:

(7) يعالج أكسيد الفاناديـوم الخماسي بالألمنيوم الحراري، فنحصل على الفاناديـوم الذي تبلغ نقاوته %98. وللحصول على فناديوم أكثر نقاوة نختزل الفاناديوم المتحصل عليه بواسطة الكالسيوم كما في المعادلة التالية:

تفاعلات الفاناديوم Chemical properties of Vanadium

(1) التفاعل مع الأكسجين

 يتفاعل الفاناديـوم المسحوق مع الأكسجين عند درجات الحرارة العالية كما يتضح من المعادلة التالية:

(2) التفاعل مع الهالوجينات

يتفاعل الفاناديـوم مع الهالوجينات عند درجة الحرارة العالية كما يتضح من المعادلة التالية:

 

(3) التفاعل مع الكبريت

يتفاعل الفاناديـوم مع الكبريت عند درجات الحرارة المرتفعة كما يتضح من المعادلة التالية:

 

(4) التفاعل مع النيتروجين

 

(5) التفاعل مع الأحماض

يتفاعل الفاناديـوم مع الأحماض المؤكسدة القوية مثل HNO₃ وفق التفاعل التالي:

استخدامات الفاناديوم Uses of Vanadium

– يستخدم معدن الفاناديـوم  في صناعة التعدين لما له من قوة ومتانة، إذ يزيد من مقاومة المعادن كما يزيد من قوة الفولاذ.

– يدخل الفاناديـوم  في مركبات الإسمنت فيزيد من قساوتها على أن تجري إضافته لتلك المركبات بدرجة حرارة لا تقل عن 600°م.

المراجع:

•  دراسة كيميائية تحليلية مفصلة لعناصر الجدول الدوري / الأستاذ الدكتور حسن بوزيّان أستاذ بقسم الكيمياء بالمدرسة العليا للأساتذة / الجزء الأول / أبريل 2017 / الجزائر.
• العناصر الانتقالية – كتاب الصف الثالث الثانوى – جمهورية مصر العربية 2021