사이언스올

통합검색

찾기

바나듐 [vanadium]

작성일 2017-11-28
원소기호 V, 원자번호 23, 원자량 50.9415, 지각 중의 존재도 135ppm(18위), 안정핵종 존재비 50V=0.25%, 51V=99.75%, 녹는점 1,890℃, 끓는점 (약) 3,000℃, 비중 5.98(18℃), 전자배치 [Ar] 3d3 4s2, 중요 산화수 2, 3, 4, 5. 주기율표 5A족에 속하는 전이원소의 하나. 독일어로는 속어로 바나딘이라고도 한다. 1830년 독일의 N. G. 제프슈트룀이 스웨덴산의 철광석 속에서 발견하고, 이것을 스칸디나비아 신화의 미의 여신인 바나디스(Vanadis)의 이름을 따서 바나듐이라고 명명했다. 이것은 01년 멕시코의 A. M. 델리오가 멕시코산 납광석 속에서 발견한 엘리스로늄이라고 명명한 것(그는 후에 크롬산납이었다고 하여 철회 했다)과 같은 것으로 밝혀졌다. 지표(地表)에 널리 분포하지만 경제적 광상(鑛床)은 알려져 있지 않다. 주요 산지는 남아프리카이며 함(含)티탄바나듐자철석에 1% 정도 함유된다. 미국에서는 함바나듐우라늄석 · 인광석에 함유되어 존재하며 이들로부터 회수된다. 또 석유 속에도 함유되며 원유연소잔사(原油燃燒殘渣). 중유화력 발전소의 플라이 애시(fly ash), 함바나듐 폐촉매(廢觸媒)에서도 회수된다. 자철석 등의 표사광상(漂妙鑛床)에 함유되며 고품위의 사광(砂鑛)에도 산화바나륨(V)으로 0.3~0.5% 정도 함유되어 있다. 〔성질〕 광택이 있는 은백색이며 녹는점이 높은 금속이다. 상온에서는 안정적이지만 공기 속에서 가열하면 산화되고 산화가 진행하면 갈색 V₂O. 회색 VO, 흑색 V₂O₃, 암적색 VO₂, 등적색 V₂O₅가 된다. 염소와는 반응하여 VCl₄가 되며 염산이나 묽은 황산에는 녹지 않고 질산 · 플루오린화수소산 및 뜨거운 전한 황산에는 녹는다. 알칼리에는 약간 침해될 정도이지만 융해 알칼리에는 잘 녹는다. 〔제조법〕 광석을 염화나트륨과 배소(焙燒)하여 NaVO₃로 하고, 이것을 물에서 석출하여 결정화(結晶化)한 암모늄염을 만들고 다시 융해하여 산화물 V₂O₅를 얻는다. V     O₅를 칼슘과 황으로 환원하거나 탄소로 탄화물을 만든 후 염소화하여 VCl₄로 하고 열분해하여 VCl₃로 하여 마그네슘으로 환원한다. 전자빔 용해법으로 정제한다. 〔용도〕 바나듐은 철강 재료의 결정입자를 미세화하여 탄화물을 안정화시키므로 페로바나듐으로서 고장력강 등에 널리 쓰이며, 티탄-바나듐 합금 등은 항공기에 쓰인다. 4.3~4.4K로서 초전기전도도를 나타내므로 초전도재료로서 주목된다. 또 열중성자 흡수 단면적이 비교적 작으므로 고속로용(高速爐用) 구조 재료로서 주목되고 있다. 이 밖에 접촉황산제조나 나프탈렌에서 푸탈산무수물을 제조할 때의 촉매로 쓰이고 바나듐산이트륨은 컬러텔레비전의 적색 형광재료로 쓰인다. 〔화합물〕 산화수 2, 3, 4가 대부분이다. 산화물은 저산화수에서는 염기성이 강하고 고산화수에서는 산성을 띤다. 즉, VO는 염기성, V₂O₅는 약염기성, VO₂는 양쪽성, V₂O₅는 산성이다. 산화수 2인 염은 일반적으로 보라색, 3인 염은 녹색, 4인 염은 VOX₂형에서는 담청색, 5인 염에서는 무색이 많다.
통합검색으로 더 많은 자료를 찾아보세요! 사이언스올(www.scienceall.com)과학백과사전

댓글 남기기

로그인 후 댓글을 남길 수 있습니다.

전체 댓글수 0

The Science Times
과학문화바우처
사이언스 프렌즈
STEAM 융합교육
CreZone 크레존
문화포털
과학누리
교육기부
EDISON
과학기술인재 진로지원센터