Vanadium

-	iso	AN	demi-vie	MD	Ed MeV	PD	-	⁴⁸V	{syn.}	15.9735 days	ε	4.012	⁴⁸Ti	-	⁴⁹V	{syn.}	330 jours	ε	0.602	⁴⁹Ti	-	⁵⁰V	{syn.}	1.4E17 ans	ε β	2.208 1.037	⁵⁰Ti ⁵⁰Cr	-	⁵¹V	100%	vanadium est stable avec 28 neutrons

- Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire. Le vanadium est un élément chimique, de symbole V et de numéro atomique 23.

C'est un métal rare, mou et ductile. On le trouve dans certains minerais et est principalement utilisé dans les alliages.

Caractéristiques notables

Le vanadium est un métal blanc, brillant, qui est mou et ductile. Il possède une bonne résistance à la corrosion par les composés alcalins, ainsi qu'aux acides chlorhydrique et sulfurique. Il s'oxyde rapidement à environ 933K. Le vanadium possède une bonne force structurelle ainsi qu'une faible section efficace d'interaction avec les neutrons de fission, ce qui le rend utile dans les applications nucléaires. C'est un intermédiaire entre les métaux et les non-métaux car il présente à la fois des caractéristiques acide et basique.

Les états d'oxydation commun du vanadium sont +2, +3, +4 et +5. Une expérience populaire faite en réduisant du vanadate d'ammonium avec du zinc métallique, permet de démontrer par calorimétrie les quatre états d'oxydation du vanadium. Un état d'oxydation +1 existe mais est plus rarement rencontré.

Utilisations

Environ 80% du vanadium produit est utilisé dans le ferrovanadium et comme additif dans l'acier. Autres utilisations:

Pentoxyde de vanadium (V₂O₅) est utilisé dans les céramiques et comme catalyseur ; c'est aussi un des gaz responsables de la corrosion chaude (fluxage).
Le vanadium est utilisé dans certain alliage d'acier inoxydable comme par exemple pour l'acier chirurgical.
Mélangé à l'aluminium et au titane on l'utilise dans la fabrication des moteurs de jet.
Des composés de vanadium sont utilisé comme catalyseur pour la synthèse de l'acide sulfurique ou de l'anhydre maléique.

Histoire

Le nom vanadium vient de Vanadis, le nom dans la mythologie scandinave de la déesse de la beauté, car celui-ci présente des composés chimique très colorés. Il a été découvert par Andres Manuel del Rio un minéralogiste espagnol à Mexico en 1801. Il le baptisa alors « plomb brun » (maintenant appelé vanadinite). Lors de ses expériences, il découvrit que cette couleur provenait de trace de chrome, et renomma alors l'élément panchromium. Il le rebaptisa encore une fois plus tard érythronium, car la plupart des sels devenaient rouges lorsqu'ils étaient chauffés. Un chimiste français déclara alors que le nouvel élément de del Rio n'était que du chrome impur. Del Rio se rangea lui-même aux conclusions de celui-ci.

En 1831, un suédois du nom de Nils Gabriel Sefström, redécouvrit le vanadium dans de nouveaux oxydes qu'il trouva en travaillant sur des minerais de fer. Plus tard la même année Friedrich Wöhler confirma les travaux de del Rio.

Le vanadium métallique fut isolé par Henry Enfield Roscoe en 1867. Celui-ci réduisit du chlorure de vanadium (VCl₃) avec du dihydrogène.

Rôle biologique

En biologie, l'atome de vanadium est un composant essentiel de certaines enzymes. Les Tunicates (Urochordés) ont une concentration de vanadium un million de fois supérieure à l'eau où ils se trouvent. Les rats et les poulets en ont besoin d'une quantité infinitésimale pour éviter des déficiences dans la croissance et la reproduction.

Occurrence

On ne trouve pas de vanadium libre dans la nature, mais on le trouve sous forme liée dans au moins 65 minéraux comme la patronite (VS₄), la vanadinite (Pb₅(VO₄)3Cl), et la carnotite (K₂(UO₂)₂(VO₄)₂.3H₂O). Le vanadium est aussi présent dans la bauxite, ainsi que dans le carbone contenant des dépôts comme le pétrole, le charbon, le bitume. Le spectre du vanadium a aussi été détecté dans la lumière du soleil ainsi que dans celle de certaines étoiles.

Isotopes

La vanadium dans la nature n'est présent que sous la forme d'un seul isotope le vanadium 51.