Ванадий ҳақида малумотлар

«Жуда қадим, замонларда узоқ шимолда гўзал ва ҳамма яхши кўрадиган маъбуда Ванадис яшар эди. Кунларнинг бирида кимдир унинг эшигини тақиллатди. Маъбуда креслога ўрнашиб ўтирди ва «Яна бир марта тақиллатсин» деб ўйлади.

Лекин эшик тақилламади ва эшикда узоқлашаётган қадам товуши эшитилди. Ванадис бу одобли, лекин, қатъиятсиз киши ким эканлигига қизиқди. У деразани очиб кўчага қаради. Бу саройдан шошиб узоқлашаётган валер исмли кимса эди.

Бир неча кун ўтгач унинг эшигини кимдир яна тақиллатди. Бу гал у ўрнидан туриб эшикни очмагунича тақиллайверди. Маъбуда туриб, эшикни ўчгач, ёш ва келишган Нилс Севстрёмга рўбарў бўлди. Тез орада улар бир бирларини севиб қолдилар ва туғилган ўгилларига Ванадий деб исм қўйдилар.»

Юқоридаги жумлалар таниқли швед олими Бертселиуснинг 1881-йилда, ватандоши Нилс Сефстрёмнинг Ванадий металлини кашф этганлиги ҳақида ёзган мактубидан иқтибосдир.

Фан тарихига оид баъзи бир бошқа манбаларда эса унинг илк марта кашф этилиши юқорида айтилганидек Сефстрём номи билан эмас, балки, Мексикалик минералогия профессори Андрес Мануел дел Рио билан боғланади. У мазкур элементни қўрғошин рудаларидан топган ва аввал «Панхромий» кейинроқ эса «Эритроний» деб номланишни таклиф этган. Бироқ унинг олган натижалари ва мурожаатларига Европаликлар шубҳа билан қарашди.  Бертселиуснинг мактубидаги биринчи омадсиз киши эса, Фридрих Вёлер бўлган экан. У ҳам Мексика конларидаги рудаларни тадқиқ қила туриб, ванадий билан дуч келган экан, лекун тасодифан фтороводород билан заҳарланиб қолиб, тадқиқотларни давом эттиролмай қолиб, улоқни Сефстрёмга бериб юборган.

Ванадий – Менделеев кимёвий элемент даврий жадвалининг 5-гуруҳи 4-даврида жойлашган, 23 тартиб атом рақамли элемент. V рамзи билан белгиланади. Оддий ванадий кумушсимон кулранг рангдаги  эгилувчан металл.

 

Бертселиуснинг ифодали қилиб таърифлашига арзигулик бу нодир металл ҳақиқатан ҳам кимё, металлургия, фотография ва тиббиётда жуда муҳим элемент ҳисобланади. Металлурглар Пўлат сифатини оширишда, кимёгарлар сулфат кислота, фотографларга эса рангли фотосуратлар олишга  ёрдам берадиган ушбу металл, асбобсозликда ҳам ўзининг муҳим хусусиятларини намоён этган. Ванадийнинг қидириш ишларига геологлар ҳам жиддий бел боғлаганлар. Ер пўстидаги Ванадий миқдори 0.1 – 0.2% ҳисобида баҳоланган.

Лекин бу қимматбаҳо металл катта тўпламлар ҳосил қилмайди. Унинг атомларини темир ва олтингугурт рудаларида, қора битум ва асфалтларда, нефтда учратиш мумкин. Тирик организмларда эса, денгиз типратикани, голотурия ва астсидияларнинг танасида кўплап миқдорда мавжуд бўлади, бу ҳайвонлареса асосан кўрфаз ҳудудларида яшайди. Ер пўстида ванадийнинг тарқалиши сири ҳалигача жумбоқ бўлиб қолмоқда, денгиз ҳайвонларининг танасида қандай қилиб кўп миқдорда Ванадий йиғилиши ҳам фанга ҳозирча маълум эмас. Ер пўстлоғидаги ванадий миқдори 1,6·10⁻² % ни ташкил қилади. Океанларда эса бу миқдор 3·10⁻⁷ % ни ташкил қилади. Нисбатан кўп миқдори магматик жинслар –  базалт, ва габрро таркибида учрайди.

Улар таркибидаги ванадий миқдори 220-290 грамм/тонна атрофида бўлади. Чўлкинди жинслар таркибидаги ванадий миқдори асосан асфалтит, кўмир, битумоз фосфатлар таркибида учрайди. Ванадий тутувчи асосий манбалар – сфен, рутил, илменит каби титанли минераллар ҳисобланади. Муҳим минераллар – Патронит V(S₂)₂ ва Ванадит  Pb₅(VO₄)₃Кл энг муҳим ванадий манбалари бўлиб, улар асосан темир рудаларида учрайди. Ванадий асосан Перу, ЖАР, Россия, Финляндия, Арманистон ва Австралия конларида кўп учрайди.

Саноатда ванадий олиш учун темир рудасини махсус консентратда унинг миқдори 8-16% га етгунича қайта ишланади.  Кейин оксидлаш орқали ванадийнинг оксидланганлик даражасини +5 гача кўтарилади. Кейин сувда эрийдиган натрий ванадат (Na) NaVO₃ ажратиб олинади. Ушбу аралашмани олтингугурт кислотаси билан қайта ишланганида, унда 90% гача ванадий бўлган чўкинди қуйқа ҳосил бўлади.

Дастлабки консентратни домна печларида тиклаб олинади, металл ванадийни Ванадий хлоридни водород ёрдамида тиклаш орқали, ванадий оксидларини (V₂О₅ или V₂О₃) калсий билантермик қайта ишлаш орқали, ёки VI₂ ни бошқа усуллар билан диссотсатсиайси билан олиш мумкин.

Физик хоссаларига кўра ванадийнинг кристалл панжараси ҳажмий марказлашган, енгил, эгилувчан металл. а=3,024 Å, z=2, фазо гуруҳи - Im3m. Эриш ҳарорати 1920 °C, қайнаш ҳарорати - 3400 °C. Зичлиги - 6,11 гр/см³. Ҳавода 300°C дан юқори ҳароратда қиздирилганда ванадий мўрт бўлиб қолади.

Кимёвий жиҳатдан ванадий нисбатан инерт. У денгиз суви, аралашмалар, азот кислотаси, хлорид кислота, олтингугурт кислотаси ва ишқорларга нисбатан чидамли. Ванадий кислород билан бирикиб, бир неча хил оксидлар ҳосил қилади. VО, V₂О₃, VО₂,V₂О₅. Зарғалдоқ рангдаги V₂О₅ — кислотали оксид, тўқ кўк ВО₂ — амфотер, ванадийнинг қолган оксидлари – асослардир. Ванадийнинг галогенлари гидролизланади. Ванадий галогенлар билан учувчан галогенидалар ВХ₂ (Х = F, Cl, Br, I), ВХ₃, ВХ₄ (Х = F, Cl, Br), VF₅ ва оксгалогенидлар (VОCl, VОCl₂, VОF₃ ва ҳо казо) ҳосил қилади.

Табиий ванадий иккита изотопга эга. Нисбатан суст радиоактивликка эга ⁵⁰V (унинг изотоп тарқалганлиги 0.25 %) ва барқарор изотопи ⁵¹V (99,750 %). ⁵⁰V нинг Ярим емирилиш даври 1,5·10¹⁷ йил. Амалий нуқтаи назардан уни барқарор деб ҳисоблаш мумкин. Электрон оқими билан бомбардимон қилингада 83% ҳолатда ванадий ⁵⁰Ti га айланади.  17% ҳолларда эса бета-минус-емирилишга учраб, ⁵⁰Кр га айланади. Ванадийнинг масса сони 40 дан 64 гача бўлган 24 та сунъий радиоактив изотоплари маълум. Улардан энг барқарорлари  ⁴⁹V (Т_1/2=337 кун) ва ⁴⁸В (Т_1/2=15,974 кун).

Бутун дунёда ишлаб чиқариладиган ванадийнинг 80% қисми, металл қотишмалар, асосан зангламайдиган пўлат маҳсулотлар тайёрлаш учун қўлланилади. Атом-водород энергетикасида ванадийнинг хлоридли бирикмаси сувни термокимёвий парчалашда ишлатилади. Ванадийнинг пентаоксиди кучли Литийли батареялар ва аккумуляторларда мусбат қутб (анод) сифатида қўлланилади. Кумуш-ванадат эса, заҳира батареяларида катод сифатида ишлатилади. Ванадийнинг одам организмига таъсирини ўрганиш натижасида, унинг 70 кг вазнга эга катта ёшдаги одам танасида ўртача 0.11 мг бўлар экан. Ванадий ва унинг бирикмалари – токсик бўлиб, одам учун токсик доза 0.25 мг. 2-4 мг ванадий ҳаёт учун ўта хатарли.