Վանադին

Վանադին (լատ.՝ Vanadium), քիմիական նշանը՝ V, կարգահամարը՝ 23, հիւլէական զանգուածը՝ 50,9414:

Պատմութիւն եւ անուանում

Վանադինը 1801-ին յայտնաբերած եւ միացութիւնները տեղական կապարային գորշ հանքանիւթէն անջատած է մեքսիքացի հանքաբան Անտրես տել Ռիոն (սպ.՝ Andrés Manuel del Río) եւ ըստ տաքցուած աղերու գոյնի անուանած էրիթրոնիւմ (հին յուն․՝ ερνδρός՝ կարմիր)։ Աւելի ուշ, վանադինը նոյնացնելով քրոմին հետ, տել Ռիոն հրաժարեցաւ իր յայտնագործութենէն։

Վանադինը նորէն 1830-ին յայտնաբերեց շուէտացի քիմիագէտ Նիլս Սեֆսթրեոմը (շուէտ.՝ Nils Gabriel Sefström, 1787-1845)՝ անջատելով զայն Թապերկայէն (Զուիցերիա) բերուած երկաթաքարէն եւ միացութիւններուն գոյներուն պատճառաւ սկանտինաւեան գեղեցկութեան աստուածուհի Վանադիսի պատուին անուանեց վանադին։ 1831 թուականին Ֆ․ Վէօլերն ապացուցեց էրիթրոնիւմի եւ վանադինի նոյնութիւնը։

Մետաղական վանադն անջատած է անգլիացի քիմիագէտ Հ․ Ռոսկոն՝ ջրածինով վերականգնելով վանադինի (II) քլորիտը (1869)։ Վանադինի արտադրութիւնը կազմակերպուած է 20-րդ դարուն սկիզբը (կապուած ինքնաշարժներուն արտադրութեան հետ)։

Բնութեան Մէջ

Վանադին

Վանադինը բնութեան մէջ տարածուած տարր մըն է, կը կազմէ երկրակեղեւի զանգուածի 1,5•10⁻²%-ը։ Ցրուած է բազմաթիւ ապարներու եւ միներալներու մէջ, մեծ կուտակումներ չ'առաջացներ։ Յայտնի են վանադին պարունակող 65 միներալներ, որոնցմէ արդիւնաբերական նշանակութիւն ունին պատրոնիտը, ռոսկոելիտը, դեկլուազիտը՝ կարնոտիտը, վանադինիտը եւ այլն։

Վանադինը կենդանի օրկանիզմներուն մշտական բաղադրիչն է (բոյսերը կը պարունակեն 0,16-0,2 %, անասուններու օրկանիզմները՝ 1․5• 10⁻⁵-2•10⁻⁴ % վանադին)։ Վանադինի աղբիւր են հրաբխային ապարները եւ թերթաքարերը (կը պարունակեն մօտ 0,013 % վանադին), աւազային եւ կրաքարային ապարները (0,002 %), հողը (0,01 %), ջուրերը (մինչեւ 2•10⁻⁷)։

Վանադին կը կուտակեն որոշ մամռակենդանիներ, փափկամորթներ, ասկիտիաներ, բորբոսասունկեր, Amanita muscaria թունաւոր սունկը եւ այլն։

Հանքավայրեր

Հանքավայրեր կան Փերուի, ԱՄՆ-ի, Ֆինլանտայի, Աւստրալիոյ, Հայաստանի եւ Ռուսիոյ մէջ։

Քիմիական Յատկութիւններ

Վանադինի միացութիւններու գոյները՝ մանիշակագոյն ([V(H₂O)₆]²⁺),
կանաչ ([V(H₂O)₆]³⁺),
կապոյտ ([VO(H₂O)₅]²⁺)
եւ դեղին ([VO(H₂O)₅]³⁺):

Պարբերական համակարգի 4-րդ պարբերութեան, 5-րդ խումբի տարր, անցումային տարր է։ Հիւլէի ելեկտրոնային թաղանթներու կառուցուածքն է 3s²Зр⁶3d³4s²։ К եւ Լ թաղանթները լրացուած են։

Բնական վանադինը բաղկացած է ⁵¹V (99,75%) կայուն եւ ⁵⁰V (0,25 %, T_1/2=1014 տարի) թոյլ ռատիօաշխոյժ իզոտոպներէն։ Ստացուած են 46-54 զանգուածի թիւերով ռատիօաշխոյժ իզոտոպները, որոնցմէ կարեւոր են ⁴⁸V-ը (T_½= = 16 օր), ⁴⁹V-ը (330 օր) եւ ⁵²V-ը (3,6 վրկ)։

Կենսաբանական դերը

Վանադինը կենդանի օրկանիզմներու մէջ

Ասկիտիաներուն
(լատ.՝ Ascidiidae) մէջ վանադինը կաը պարունակուէ վանապինի տեսքով

Ճանճասպանը
(լատ.՝ Amanita muscaria) կը պարունակէ վանադին

Վանադինն առաւել նշանակալի է ծովային քան ցամաքային միջավայրի համար:

Կիրառութիւններ

Վանադինային վերօքս (redox) մարտկոց

Վանադինային վերօքս մարտկոցը, որ հոսքային մարտկոցի տեսակ է, էլեկտրաքիմիական բջիջ մըն է, որ բաղկացած է տարբեր օքսիտացման վիճակներու մէջ գտնուող Վանադինի ջրային իոններէ։ Այս տեսակի մարտկոցները առաջին անգամ առաջարկուած են 1930-ականներուն, իսկ առեւտրային նպատակներով մշակուած են 1980-ականներէն սկսեալ։ Բջիջները կ'օգտագործեն +5 եւ +2 օքսիտացման վիճակ ունեցող իոններ։ Վանադինային վերօքս մարտկոցները առեւտրային ոլորտի մէջ կը գործածուին էլեկտրական ցանցերու ուժանիւթի պահպանման համար։

Պաշտպանիչ պատուածքներ եւ միջուկային կիրառութիւն

Վանատադը կրնայ օգտագործուիլ պողպատը ժանգէն եւ քայքայումէն պաշտպանելու համար՝ փոխակերպման պատուածքի (conversion coating) միջոցով։ Վանադինի թիթեղը կը գործածուի թիթանը պողպատին միացնելու համար, քանի որ այն համատեղելի է թէ՛ երկաթին եւ թէ՛ թիթանին հետ։ Ջերմային նէյթրոններու որսման չափաւոր լայնքը եւ նէյթրոններու որսման հետեւանքով յառաջացած իզոթոփներու կարճ կիսատրոհման պարբերութիւնը Վանադինը կը դարձնեն յարմար նիւթ՝ ջերմամիջուկային հակազդակի ներքին կառուցուածքին համար։

LFP մարտկոցներ

Վանադինը կրնայ փոքր քանակութեամբ (< 5%) աւելցուիլ LFP (լիթիում-երկաթ-ֆոսֆաթ) մարտկոցներու կաթոտներուն՝ իոնական հաղորդականութիւնը բարձրացնելու նպատակով։