更新时间:2023-12-23 12:28
钒(Vanadium, 符号为V)是银白色光亮金属,质硬。其化合物应用在工业的很多方面,生活中误服偏钒酸铵等会导致急性钒中毒,致慢性支气管炎等。
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
铵镁钒
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
钒(vanadium V)是地球上广泛分布的微量元素
钒铅锌矿,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。
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。
元素来源:矿物有钒酸钾铀矿、褐铅矿和绿硫钒矿等。
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
钒,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。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。 钒主要制成钒铁用作钢铁的合金组分,能细化钢铁基体晶粒,广泛用于各类钢种。钒在非铁合金中主要用于制造钛合金 (Ti-6Al-4V)。钒可以控制铜基合金中的气体含量,并改善其微观结构,在内燃机活塞的铝基合金中加入少量钒,可以增强合金的强度,并降低热胀系数。钒的快中子吸收截面小,对液态钠有良好的耐蚀性,并有抗高温蠕变强度,可作快中子增殖堆燃料棒的包覆材料和释热元件。钒的金属间化合物V3Ga是超导材料。V2O5广泛用作有机和无机氧化反应的催化剂;用来制作吸收紫外线和热射线的玻璃以及玻璃、陶瓷的着色剂。钒的氧化物和偏钒酸盐用于生产印刷油墨和黑色染料。
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
钒(Vanadium, 符号为V)是银白色光亮金属,质硬。耐盐酸及海水浸蚀。可用来制造催化剂、特种合金、钢材等。
常见的钒化合物有三氧化二钒(V2O3)、五氧化二钒(V2O5)、三氯化钒(VCl3)、偏钒酸铵(NH4VO3)等。这些化合物均有毒性。
急性钒中毒常由短时间内吸入高浓度含钒化合物的粉尘或烟雾引起,以眼和呼吸道粘膜刺激症状为主要临床表现。中毒症状一般较轻,重者亦可致心、肾、胃肠及中枢神经系统功能损害。临床上钒中毒多为急性中毒。
1. 钒主要用于制造铁钒合金、特种钢。在炼钢厂提钒、混铁炉操作中可接触大量含钒烟雾蒸气,对钒渣破碎、精选时可吸入含钒尘,在锅炉清扫、检修时可因吸入高浓度五氧化二钒而发生急性中毒。
2. 化工合成硫酸、硝酸、邻苯二甲酸酐、乙烯、丙烯中,使用五氧化二钒作催化剂,在其粉碎研磨、过筛时可接触五氧化二钒粉尘。石油及其分馏后的重油中均含有钒,燃烧后的渣垢中含钒可达10%~60%,在油燃烧器清洗时,若无防护,可发生急性中毒。
3. 含钒矿石开采、粉碎及包装时,持续吸入高浓度钒粉尘也可有急性中毒发生。
一般人连续吸入空气浓度为0.3~5.7 mg/m3的五氧化二钒5~8h即可引起急性钒中毒。浓度达5.3~7.4 mg/m3时,可出现明显的急性中毒症状。
生活中误服偏钒酸铵导致急性钒中毒者,鲜见报道。
1. 立即离开染毒现场,安静保暖休息。必要时给氧气吸入。
2. 主要对症处理,如咳嗽、咯痰者用镇咳祛痰剂,喘息者用支气管扩张剂。闻及肺部湿性啰音者,用抗生素防治继发性肺部感染等。
3. 解毒驱钒可试用大剂量维生素C 4~5g,或依地酸二钠钙1g加50%葡萄糖注射液20~40 ml稀释后静脉注射。口服氯化铵片0.3~0.6 g,每日3次,可使尿液酸化,加速钒的排泄。
4. 有明显皮肤损害者,可用清水将局部洗净后,涂以肤轻松等药膏,同时内服异丙嗪、息斯敏,噻庚啶等抗过敏药。
1. 作业场所应建立抽出式通风装置。2. 积极进行工艺改革以减少钒烟尘。以石灰或白云石粉喷入燃烧后的烟气中,可减少钒烟危害;钒用作催化剂时,应制成烧结块或丸状,以减少钒尘。
3. 操作中注意个人防护,应戴过滤式呼吸器。
4. 对接触五氧化二钒作业人员应进行就业前体检和定期健康监护体检。有严重慢性呼吸系统疾病或严重影响肺功能的胸廓、胸膜疾病以及皮肤病、明显心血管疾病者,均不得上岗工作。
一般急性中毒者1~2周内均可望康复,预后良好,极少有后遗症,仅个别病例呼吸道症状可持续较久或发展为慢性支气管炎。出现肾炎或肺炎者,病程可延长。偶见发生视神经及视网膜炎者可留有视力障碍。
中毒治愈后即可恢复原工作。急性中毒致慢性支气管炎者,应调离钒作业和其他刺激性气体作业。