دانلود تحقیق اربیم

وانادیم اطلاعات اولیه وانادیوم ، عنصر شیمیایی جدول تناوبی است که نماد آن V و عدد اتمی آن 23 می‌باشد.

وانادیوم ، یک عنصر کمیاب نرم و هادی است که به‌صورت ترکیبی با کانی‌های خاصی یافت شده و برای تولید آلیاژهایی بکار گرفته می‌شود.

تاریخچه وانادیوم ( وانادیس ، الهه اسکاندیناوی‌ها ) توسط "Andres Manuel del Rio" که یک معدن شناس اسپانیایی بود، در شهر مکزیکو سیتی در سال 1801 کشف شد.

او این عنصر را سرب قرمز نام نهاد.

با انجام آزمایشاتی وی ملاحظه کرد که رنگ این عنصر بدلیل وجود کروم می باشد؛ از این‌رو ، این عنصر را Panchromium نام نهاد.

وی بعدا این عنصر را به نام Erythronium تغییر داد، چرا که بیشتر نمکها با حرارت دادن قرمز می‌شدند.

یک شیمیدان فرانسوی اشتباها اعلام کرد که عنصر جدید del rio تنها یک کروم ناخالص است.

Del Rio نیز گمان داشت که اشتباه کرده است و نظر شیمیدان فرانسوی را قبول کرد.

در سال 1831، سوئد وانادیوم را در اکسید جدیدی که وی به هنگام کار کردن با معادن آهن یافته بود دوباره کشف کرد.

در همان سال "Friedrich W…r" کشف سابق Del Rio را تائید کرد.

وانادیوم فلزی در سال 1867، توسط "Henry Enfield Roscoe" که کلرید وانادیوم را با هیدروژن تقلیل کرد، به‌صورت جدا گانه بدست آمد.

نام وانادیوم از کلمه وانادیس ، الهه زیبایی در اسکاندیناوی گرفته شده است، چرا که این عنصر در ترکیبات گوناگون رنگهای الوانی دارد.

پیدایش وانادیوم هرگز بصورت آزاد در طبیعت یافت نمیشود.

اما در 65 گونه کانی‌های گوناگون وجود دارد.

وانادیوم همچنین در Bauxite و کربن نیز وجود دارد که حاوی ذخایری مانند نفت خام ، زغال سنگ Oil Shale وTar می‌شود.

طیف وانادیوم در نور خورشید و دیگر ستارگان نیز شناسایی شده است.

بیشتر وانادیوم تولید شده توسط تقلیل کلسیم از V2o5 در یک لوله فشار می‌باشد.

وانادیوم معمولا به‌صورت محصولات جنبی بدست می‌آید .

از این رو منابع جهانی از این عنصر حاکی از وجود ذخایر در دسترس نمی‌باشد.

خصوصیات قابل توجه وانادیوم ، فلز نرم و رسانا به رنگ سفید براق می‌باشد.

این عنصر در برابر فرسودگی توسط مواد قلیایی و اسید سولفوریک و اسید هیدروکلریک مقاوم است.

در 933k به‌سرعت اکسید می‌شود.

وانادیوم ساختار محکمی داشته ، شکاف نوترونی ندارد که این خاصیت آن را برای استفاده در زمینه‌های هسته‌ای مناسب می‌نماید.

حالتهای اکسیداسیون معمول این عنصر ، +2،+3،+4،+5 می‌باشد.

حالت اکسیداسیون +1 نیز برای این عنصر دیده شده است.

کاربردها تقریبا 80% وانادیوم تولید شده به مصرف فرووانادیم که یک ماده افزوده به فلز فولاد می‌باشد، می‌رسد.

در آلیاژها به‌عنوان: فلزات ضد خش وسایل جراحی و ابزار آلات ماده ضد زنگ و افزایش دهنده سرعت در فلزات ماده مخلوط شونده با آْلیاژ های آلومینیوم و تیتانیوم برای استفاده در موتورهای جت و هواپیماهای پر سرعت آلیاژ فلز وانادیوم در ساخت محورها میل لنگ دنده‌ها و ....

بکار می‌رود.

متعادل کننده کاربید در ساخت فلزات کاربردهای هسته‌ای بدلیل نداشتن شکافت نوترونی استفاده از ورق وانادیوم در آبکاری تیتانیوم در فلزات نوار وانادیوم گالیوم که مگنت ابر رسانا می‌باشد.

استفاده از ترکیبات وانادیوم به‌عنوان کاتالیزور در تولید Maleic Anhydride و اسید سولفوریک اربیم اطلاعات اولیه اربیم ، عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی با نشان Er وجود داشته ، دارای عدد اتمی 68 می‌باشد.

اربیم ، فلز کمیاب خاکی لانتانید و نقره‌ای رنگی است که به همراه چندین عنصر کمیاب دیگر در گادولینیت معدنی در Ytterby واقع در سوئد وجود دارد.

تاریخچه اربیم ( از Ytterby ، یک شهر در سوئد ) در سال 1843 ، توسط Carl Gustaf Mosander کشف گردید.

او ایتریا را از گادولینیت معدنی و به سه صورت ، به نامهای ایتریا ، اربیا و تربیا جدا نمود.

او نام این عنصر را از نام شهر Ytterby که مقادیر زیادی ایتریا و اربیم در آن وجود دارد، اقتباس کرد.

اما در آن زمان ، اربیا و تربیا را با هم اشتنباه کردند.

بعد از 1860 آنچه که تربیا می‌شناختند، اربیا نام‌گذاری کرده و بعد از 1877 آنچه که اربیا می‌دانستند تربیا نامیدند.

سرانجام "George Urban" و "Charles James" در سال 1905 مستقلا" Er2O3 نسبتا" خالص را جدا نمودند.

تا قبل از سال 1934 زمانیکه کارگران ، کلرید بدون آب را با بخار پتاسیم کاهش دادند، فلز خالص اربیم بصورت قابل قبول تهیه نشده بود.

پیدایش این عنصر ، همانند سایر عناصر خاکی کمیاب هرگز در طبیعت بصورت عنصر آزاد وجود ندارد، اما همراه سنگ معدنهای شن مونازیت یافت می‌شوند.

از نظر تاریخی ، قبلا جداسازی عناصر خاکی کمیاب از یکدیگر بسیار مشکل و گران بود، اما روش تولید تبادل یونی که اواخر قرن بیستم ابداع گشت، به میزان زیادی هزینه تولید کلیه فلزات خاکی کمیاب و ترکیبات شیمیایی آنها را کاهش داد.

منابع تجاری اصلی اربیم از معادن xenotime و euxenite می‌باشند.

اربیم ، فلزی به شکل گرد است و خطر آتش‌زایی و انفجار دارد.

خصوصیات قابل توجه فلز اربیم خالص ، عنصری سه ظرفیتی ،چکش خوار ، نرم و در هوا تا حدی مقاوم است، بطوریکه به سرعت سایر فلزات کمیاب اکسیده نمی‌شود.

نمک آن به رنگ سرخ بوده ، طیفهای جذب مشخص و خاصی را در نور مرئی ، فرابنفش و نزدیک مادون قرمز بوجود می‌آورد.

بجز این موارد ، اربیم بیشتر همانند سایر فلزات خاکی کمیاب است.

سسکوئی ، اکسید آن erbia نامیده می‌شود.خصوصیات اربیم تا حدی توسط نوع و مقادیر ناخالصی موجود تعیین می‌گردد.این عنصر فاقد هرگونه نقش بیولوژیکی شناخته شده ای است، اما برخی بر این باورند که اربیم موجب فعال شدن متابولیسم می‌شود.

کاربردها این عنصر ، بیشتر بصورت فیلتر عکاسی بکار می‌رود.

به‌علت انعطاف پذیری آن ، بعنوان ماده ای افزودنی در متالوژی مفید است.

بعنوان جذب کننده نوترون در فناوری هسته‌ای بکار می‌رود.

در تقویت کننده‌های فیبری ، بعنوان یک نا خالص کننده مورد استفاده است.

در صورت اضافه شدن به وانادیم بصورت آلیاژ ، موجب کاهش سختی و بهبود کارکرد آن می‌گردد.

اکسید اربیم صورتی رنگ است، بنابراین گاهی اوقات بعنوان رنگ دهنده شیشه و پوشش لعاب چینی کاربرد دارد که اغلب از این شیشه‌ها در ساخت عینکهای آفتابی و جواهرات ارزان استفاده می‌کنند.

ایزوتوپها اربیم بصورت طبیعی متشکل از 6 ایزوتوپ پایدار Er-162 ، Er-164 ، Er-166 ، Er-167، Er-168 ، Er-170 می‌باشد که فراوان‌ترین آنها Er-166 ( فراوانی طبیعی 33،6 % ) است.

23 رادیوایزوتوپ نیز برای آن شناسایی شده که پایدارترین آنها Er-169 با نیم عمر 9،4 روز ، Er-172 با نیمه عمر 49،3 ساعت ، Er-160 با نیمه عمر 28،58 ، Er-165 با نیمه عمر 10،36 و Er-171 با نیمه عمر 7،516 ساعت می‌باشند.

سایر ایزوتوپهای رادیواکتیو آن ، دارای نیمه عمری کمتر از 3،5 ساعت هستند که بیشتر آنها از نیمه عمری کمتر از 4 دقیقه برخوردارند.

این عنصر همچنین دارای 6 حالت برانگیختگی است که پایدار ترین آنها Er-167 با نیمه عمر t=2,269 است.

حالت فروپاشی اصلی قبل از فراوان‌ترین ایزوتوپ پایدار- Er-166- دریافت الکترون و حالت فروپاشی اصلی بعد از آن کاهش بتا است.

محصول فروپاشی اولیه قبل از Er-166 ، ایزوتوپهای عنصر 67 ( هولمیم ) و محصولات اولیه بعد از آن ایزوتوپهای عنصر 69 ( تولیم ) استهش 69 ( تولیم ) است.

هشدارها مانند سایر لانتانیدها ، ترکیبات اربیم از مقدار کم تا متوسط سمیت دارند، گرچه جزئیات سمیت آنها بطور کامل منتشر نشده است.

نیز گمان داشت که اشتباه کرده است و نظر شیمیدان فرانسوی را قبول کرد.

در آلیاژها به‌عنوان: فلزات ضد خش وسایل جراحی و ابزار آلات ماده ضد زنگ و افزایش دهنده سرعت در فلزات ماده مخلوط شونده با آْلیاژهای آلومینیوم و تیتانیوم برای استفاده در موتورهای جت و هواپیماهای پر سرعت آلیاژ فلز وانادیوم در ساخت محورها میل لنگ دنده‌ها و ....

استفاده از ترکیبات وانادیوم به‌عنوان کاتالیزور در تولید Maleic Anhydride و اسید سولفوریک استفاده از پنتاکسید وانادیوم به‌عنوان کاتالیزور در سفالگری نقش بیولوژیکی در بیولوژی ، اتم وانادیوم از اجزاء لازم آنزیمها بشمار می‌رود.

به‌طور خاص "Vanadium Nitrogenase" توسط میکرو ارگانیسم‌های ثابت کننده هیدروژن استفاده می‌شود.

وانادیوم برای Ascidian ها لازم است.

تمرکز وانادیوم در بدن آنها یک میلیون برابر تمرکز وانادیوم در آب اطراف آنها می‌باشد.

همچنین موشها و جوجه‌ها نیز به مقادیر بسیار کمی وانادیوم نیاز دارند و کمبود این عنصر باعث کمبود رشد و تولید مثل معیوب می‌شود.

وجود ترکیبات Oxovanadium برای سبک کردن نشانه‌های بیماری دیابت در برخی نمونه‌های حیوانی و انسان نشان داده شده است، همانند تاثیر کرومیوم بر متابولیسم شکر ، مکانیسم این تاثیر نیز ناشناخته مانده است.

ترکیبات پنتااکسید وانادیوم V2O5 به‌عنوان کاتالیزور رنگ‌دهنده و ثابت‌کننده رنگ استفاده می‌شود.

ایزوتوپها وانادیوم طبیعی از یک ایزوتوپ پایدار تشکیل شده است V-51.

برای این عنصر 15 ایزوتوپ رادیواکتیوی دیگر شناسایی شده است که پایدارترین آنها V-50 با نیمه عمر 1.4e17 سال و V49 با نیمه عمر 330 روز و V48 با نیمه عمر 15.9735 روز می‌باشند.

تمام ایزوتوپهای رادیواکتیو باقیمانده ، نیم عمری کمتر از یک ساعت دارد که نیم عمر بیشتر آنها کمتر از 10 ثانیه است.

این عنصر یک حالت متا دارد.

ایزوتوپهای وانادیوم به ترتیب وزن اتمی از 43.981 amu تا 59.959 amu V59 مرتب شده‌اند.

حالت Decay اولیه قبل از فراوان‌ترین ایزوتوپ V51 الکترون گیری و حالت اولیه بعد از آن Beta Decay می‌باشد.

محصولات decay اولیه قبل از V51 ایزوتوپهای عنصر تیتانیوم22 و محصولات اولیه بعد از آن ایزوتوپهای عنصر Chromium24 می‌باشد.

هشدارها پودر فلز وانادیوم خطر آتش‌سوزی به همراه داشته و ترکیبات وانادیوم بشدت سمی هستند.

ترکیبات وانادیوم ممکن است که در صورت تنفس باعث سرطان ریه شود.

سازمان OSHA) Occupational Safety and Health Administration) محدودیت تماس تا 0.05mg/m را برای پنتا اکسید وانادیوم در نظر گرفته است.

National and health یا NIOSH هم پیشنهاد کرده است که 335mg/m عنصر وانادیوم برای سلامتی بشدت خطرناک می‌باشد.

این مقداری است که به‌سرعت باعث بوجود آمدن مشکلات همیشگی و حتی مرگ برای انسان می‌شود.

عمومیعمومینام , علامت اختصاری , شمارهErbium, Er, 68گروه شیمیاییلانتانیدگروه, تناوب, بلوکNA, 6 , fجرم حجمی, سختی9066 kg/m3, NDرنگسفید نقره‌ایخواص اتمیخواص اتمیوزن اتمی1 E-25 kgشعاع اتمی (calc.)1 E-10 mشعاع کووالانسیND pmشعاع وندروالسND pmساختار الکترونیXe]6s²4f12]-e بازای هر سطح انرژی2,8,18,30,8,2درجه اکسیداسیون (اکسید)3 (بازی)ساختار کریستالیشش گوشخواص فیزیکیخواص فیزیکیحالت مادهجامدنقطه ذوب1795 K )2772 °Fنقطه جوش3136 K (5185 °F)حجم مولیND ((scientific notation|ש»10-6 m3/molگرمای تبخیر261 kJ/molگرمای هم‌جوشی17.2 kJ/molفشار بخارNDسرعت صوت2830 m/s) at 293.15 Kمتفرقهمتفرقهالکترونگاتیویته1.24 (درجه پائولینگ)ظرفیت گرمایی ویژه170 J/kg*Kرسانائی الکتریکی1.17 106/m اهمرسانائی گرمایی14,3 W/m*K1st پتانسیل یونیزاسیون589.3 kJ/mol2nd پتانسیل یونیزاسیون1150 kJ/mol3rd پتانسیل یونیزاسیون2194 kJ/mol4th پتانسیل یونیزاسیون4120 kJ/molپایدارترین ایزوتوپهاپایدارترین ایزوتوپهاواحدهای SI & STP استفاده شده است، مگر آنکه ذکر شده باشد.واحدهای SI & STP استفاده شده است، مگر آنکه ذکر شده باشد.

عمومیعمومینام, علامت اختصاری, شمارهVanadium, V, 23گروه شیمیاییفلز انتقالیگروه, تناوب, بلوک5 , 4 , dجرم حجمی, سختی6110 kg/m3, 7.0رنگخاکستری نقره‌ای فلزیخواص اتمیخواص اتمیوزن اتمی1 E-26 kgشعاع اتمی (calc.)1 E-10 mشعاع کووالانسی125 pmشعاع وندروالسn/a pmساختار الکترونیAr]3d34s2]e- بازای هر سطح انرژی2, 8, 11, 2درجه اکسیداسیون (اکسید)5,3 (آمفوتریک)ساختار کریستالیbody centered مکعبیخواص فیزیکیخواص فیزیکیحالت مادهجامد __)نقطه ذوب2175 K (3456 °F)نقطه جوش3682 K (6168 °F)حجم مولی8.32 ((scientific notation|ש)10-6 m3/molگرمای تبخیر0.452 kJ/molگرمای هم‌جوشی20.9 kJ/molفشار بخار3.06 Pa at 2175 Kسرعت صوت4560 m/s at 293.15 Kمتفرقهمتفرقهالکترونگاتیویته1.63 (درجه پائولینگ)ظرفیت گرمایی ویژه490 J/kg·Kرسانائی الکتریکی4.89 106/m اهمرسانائی گرمایی30.7 W/m·K1st پتانسیل یونیزاسیون650.9 kJ/mol2nd پتانسیل یونیزاسیون1414 kJ/mol3rd پتانسیل یونیزاسیون2830 kJ/mol4th پتانسیل یونیزاسیون4507 kJ/mol5th پتانسیل یونیزاسیون6298.7 kJ/molپایدارترین ایزوتوپهاپایدارترین ایزوتوپهاInternational System ofواحدهایSI & STP استفاده شده ، مگر آنکه ذکر شده باشدInternational System ofواحدهایSI & STP استفاده شده ، مگر آنکه ذکر شده باشد