Wat zijn de eigenschappen en toepassingen van vanadium
Inleiding
Atomen zijn de minuscuul kleine deeltjes waaruit alles op de wereld is opgebouwd. Ook zonder enige natuur- of scheikundige kennis kun je waarschijnlijk al een aantal atoomsoorten opnoemen. Denk bijvoorbeeld aan zuurstof, calcium of aluminium. Een zeer onbekend element is vanadium. Om wat meer te leren over de eigenschappen en toepassingen van vanadium is dit artikel bedoeld.
Eigenschappen
In 1801 werd het metaal vanadium ontdekt door de Spaans-Mexicaanse Andrés Manuel del Río. Er was toen wel twijfel aanwezig of dat wat Del Río had ontdekt echt een nieuw element was, of slechts een onzuivere vorm van een al bekend element. In 1831 vond een Zweedse wetenschapper het element opnieuw en al gauw werd vastgesteld dat vanadium écht een nieuw element was. De naam vanadium is afgeleid van ‘’Vanadis’’. Zij is de Scandinavische godin van de schoonheid, beter bekend als Freya. De wetenschappelijke notatie van vanadium werd ‘’V’’.
Het gewicht van een vanadiumatoom is 50,942 massaeenheden. Vanadium is daarmee een licht atoom. In de scheikunde weegt één massaeenheid 1,66 x 10-27 kg. Het atoomnummer van vanadium is 23. Met andere woorden: in de kern van het vanadiumatoom bevinden zich 23 positief geladen protonen. Naast positieve deeltjes, zweven er ook negatieve deeltjes om de atoomkern heen, elektronen. Niet ieder vanadiumatoom heeft evenveel neutronen. Dat aantal varieert van 17 tot 42. Het smeltpunt van vanadium is 1890 graden Celsius en het kookpunt ligt op 3350 graden. Alle elementen op aarde staan gerangschikt in het Periodiek Systeem der Elementen. Vanadium kunnen we daarin vinden bij de vierde periode en bij de vijfde groep. Die groep heet de vanadiumgroep en bevat ook nog de elementen niobium, tantalium en dubnium. Over dat laatste element is vrijwel niks bekend.
Een bijzondere eigenschap van vanadium is dat het enorm goed bestand is tegen corrosie. Verder bezit een vanadiumatoom over een enorm stevige en sterke kristalstructuur waar tegenwoordig handig gebruik van wordt gemaakt. Er moet echter wel heel erg voorzichtig met vanadium worden omgegaan. Vanadiumpoeder is namelijk brandbaar en als wij verbrandingsproducten of andere vanadiumverbindingen inademen is de kans aanwezig dat hierdoor longkanker zich ontwikkelt.
Toepassingen
Omdat vanadium zo’n sterke structuur heeft, wordt het element vaak verwerkt in staal. Hierdoor wordt dat materiaal namelijk nog sterker. In 80% van de gevallen wordt vanadium in staal verwerkt. In de overige 20% wordt het in onder andere verschillende soorten gereedschap gewerkt of wordt het samen met de elementen titanium en aluminium verwerkt in straalmotoren van vliegtuigen. Ook hier wordt dat gedaan met de gedachte om de spullen steviger en dus betrouwbaarder te maken. De corrosiebestendige eigenschap van vanadium is ook geliefd en daarom wordt het element ook in veel legeringen (mengsels van metalen) gebruikt. Zo wordt voorkomen dat metalen voorwerpen roesten.
Als vanadium wordt gemengd met gallium wordt het gebruikt in supergeleiders. Hiermee kan elektrische energie vrijwel zonder weerstand worden vervoerd. Af en toe wordt vanadium verwerkt in keramische materialen. Ook in de biologie wordt vanadium ‘’toegepast’’. Kippen en ratten hebben kleine hoeveelheden vanadium nodig om goed te kunnen groeien.
Als wij vanadium willen gebruiken, zullen we het eerst moeten verkrijgen. Vanadium komt niet vrij voor in de natuur maar wel in tientallen mineralen waaronder bauxiet (zie rechts), patroniet en carnotiet. Ook is vanadium te vinden in aardolie en zelfs in onze zon en verschillende soorten sterren. Wij verkrijgen vanadium echter niet uit deze mineralen. Tegenwoordig is het namelijk mogelijk om door middel van een ingewikkeld proces met vanadiumoxide en calcium puur vanadium te verkrijgen.
Verder lezen
Wil je nog meer weten over elementen met hun eigenschappen en toepassingen? Klik hieronder dan een woord aan!
Conclusie
Vanadium is één van de elementen. Het is een metaal dat in het Periodieke Systeem te vinden is onder de vierde periode en bij de vijfde groep. Vanadium is erg sterk en corrosiebestendig. Daarom wordt het element vaak gebruikt in dingen als staal, gereedschap en legeringen.
Bronnen afbeelding: Wikimedia Commons, Tomihahndorf