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Vanádio V. Elemento metálico de transição, prateado. Z = 23,
Tipologia: Notas de estudo
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Petrônio Teixeira de S. Primo
Petrônio Teixeira de Souza Primo Aluno do 4º Semestre do Curso de Química – Licenciatura Plena - Universidade Camilo Castelo Branco.
Apresentação do Elemento
Vanádio é um metal de transição, de número atômico 23 e símbolo V, com coloração cinza claro prateado, duro, bastante abundante na natureza (é o 22º elemento em abundância), com elevada toxidade. Na metalurgia a sua principal utilização é na fabricação de aços de alta qualidade, com elevadas características de dureza, elasticidade, resistência a ruptura e resistência a corrosão. Além disso, é usado em ligas de alumínio e ligas de titânio. O vanádio também é utilizado em reatores nucleares devido as suas propriedades.
Amostra de vanadita, fonte de vanádio.
As principais fontes de vanádio são a carnotita, a vanadita, a bauxita e o petróleo (principalmente do México e da Venezuela), mas está presente em mais de 60 minerais diferentes. As maiores reservas de vanádio estão localizadas na África do Sul e na Rússia. Outra fonte comercial importante é a magnetita que pode ter
altos teores de vanádio. Altos teores de vanádio podem ser encontrados em fuligens da queima de certos petróleos provenientes da Venezuela e do México. No caso do vanádio, “altos teores” significa uns poucos por cento. A produção mundial anual de minérios contendo vanádio é de aproximadamente 45.000 toneladas e a produção mundial anual do metal é de 7.000 toneladas.
Fato Histórico - Descobrimento
Vanádio, foi descoberto em 1801, na cidade do México, pelo químico e mineralogista espanhol Don Andrés Manuel Del Río (1764-1849), no
Amostra
1 - ferro-vanádio
2 - carnotita 3 - Vanadita
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Petrônio Teixeira de S. Primo
Petrônio Teixeira de Souza Primo Aluno do 4º Semestre do Curso de Química – Licenciatura Plena - Universidade Camilo Castelo Branco.
mineral vanadinta, proveniente de Zimapán, México. Inicialmente ele deu ao vanádio o nome de pancrómio em alusão à variedade de cores dos seus compostos, para em seguida denominá-lo de eritrônio por causa da cor vermelha dos seus sais; entretanto, mais tarde, ele pensou que o encontrado nada mais era do que um composto de crômio impuro (talvez cromato de chumbo). Assim, esse elemento foi redescoberto em 1830 pelo químico sueco Nils Gabriel Sefström (1787- 1845), que o chamou de vanadis, a deusa escandinava da beleza e da juventude; este nome foi escolhido por causa das belas cores dos compostos de vanádio quando em solução. Curiosamente, bem antes de Sefström, F. Wöhler reexaminou a vanadinta estudada por Andrés Del Río e verificou que de fato Andrés havia descoberto mesmo o vanádio. Porém, diz-se que na época Wöhler estava sofrendo de intoxicações causadas pelo envenena- mento com gás fluorídrico (HF) e talvez por isto não tenha conseguido publicar o seu trabalho a respeito. No entanto, o metal só foi isolado pela primeira vez em 1867 pelo químico inglês Henry Enfield Roscoe (1833- 1915), reduzindo o VCl2 com hidrogênio. Mais tarde, em 1925, os químicos americanos John Wesley Marden e Malcolm N. Rich obtiveram vanádio bastante puro (99,7%) pela redução do pentóxido de vanádio, V2O com o cálcio.
A maior parte do vanádio é empregada no preparo da liga ferro-vanádio (com
até 80% de vanádio), usada na produção de aço e outras ligas. Quando adicionado ao aço em porcentagens que variam de 0,1 a 5%, o vanádio tem dois efeitos: refina os grãos da matriz de aço e combina-se com o carbono presente para formar carbetos. Desta forma o aço contendo vanádio é especialmente forte e duro e possui uma melhor resistência ao choque e alta resistência à corrosão. Se não fosse o aço vanádio, talvez nós tivéssemos hoje uma indústria automobilística totalmente diferente, pois é graças à sua resistência mecânica que tornaram-se possível os primeiros eixos de boa qualidade para os carros. Ford foi o primeiro a utilizá-lo. Aços contendo vanádio são também muito utilizados na fabricação de ferramentas de melhor qualidade por serem mais resistentes ao uso, resistência a álcalis, ácidos clorídrico e sulfúrico e águas com sais. Sofre oxidação em temperaturas acima de 660°C. Alguns compostos de vanádio são usados como importantes catalisadores, em processos de contato para fabricação de ácido sulfúrico, como catalisador de oxidação na síntese de anidridos maleico e ftálico, na produção de poliamidas como o nylon, e na oxidação de substâncias orgânicas como o etanol (álcool comum) a acetaldeído, açúcar a ácidooxálico e antraceno a antraquinona. Somente o papel do vanádio como catalisador no processo de produção de ácido sulfúrico já demonstraria a enorme importância dele para a economia e a indústria química, pois ácido sulfúrico é ainda uma das mais importantes substâncias químicas,