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vanàdio

sm. [sec. XIX; da Vanadīs, dea scandinava]. Elemento chimico di simbolo V, peso atomico 50,94 e numero atomico 23, isolato nel 1869 da H. Roscoe. Il vanadio è assai diffuso nella crosta terrestre, che ne contiene lo 0,016%; tuttavia si trova spesso troppo diluito per poterlo estrarre. I suoi minerali più comuni sono la vanadinite, la carnotite e la patronite, i cui principali giacimenti si trovano negli USA (Utah e Colorado), nel Messico, nel Perú e nella Repubblica Democratica del Congo. A causa della tendenza del vanadio a combinarsi ad alta temperatura con l'ossigeno, l'azoto e il carbonio, la preparazione del vanadio metallico puro presenta notevoli difficoltà. Per effettuarla i minerali di vanadio vengono in genere attaccati con acidi; dalle soluzioni così ottenute, il vanadio viene poi precipitato sotto forma di metavanadato di ammonio, NH4VO3, poco solubile. Per calcinazione del metavanadato si ottiene infine un residuo di pentaossido di vanadio, V2O5, da cui si può ricavare il vanadio riducendolo con calcio metallico a 900-950 ºC. Mediante un altro procedimento si può trasformare il pentaossido nel tetracloruro, VCl4, poi ridotto a metallo con idrogeno a 680-700 ºC. Il vanadio puro viene utilizzato solamente per speciali applicazioni non industriali e per scopi scientifici; la maggior parte del vanadio metallico si prepara invece sotto forma di lega ferro-vanadio al 35-85%, riducendo al forno elettrico il pentaossido di vanadio con lega ferro-silicio. Tale lega serve per la preparazione degli acciai speciali e in metallurgia per disossidare i bagni durante la fabbricazione di lamiere da profondo stampaggio, per affinare il grano, o incrementare le caratteristiche meccaniche (specialmente quelle di durezza), a opera di carburi molto stabili, di varie leghe di acciaio; viene aggiunto inoltre quale antigrafitizzante nelle ghise. Nelle leghe non ferrose la presenza del vanadio migliora le loro caratteristiche meccaniche e di resistenza alla corrosione. Allo stato di elemento libero il vanadio si presenta come un metallo di colore grigio argenteo, che fonde a 1919 ºC, duro ma assai duttile, con un peso specifico di 6,1; è assai resistente agli agenti chimici. Nei suoi composti presenta tutte le valenze da quella di due a quella di cinque, con carattere metallico in quelle inferiori, anfotero nella valenza quattro e non metallico nella valenza cinque, che è quella più stabile. Il pentaossido, V2O5, che è una polvere di colore arancione pochissimo solubile in acqua, ha infatti carattere di anidride e da esso deriva tutta una serie di acidi vanadici variamente idratati. Il pentaossido presenta un'elevata attività quale catalizzatore di ossidazione e costituisce il componente fondamentale dei catalizzatori usati nella produzione dell'acido solforico con il metodo catalitico e di quelli usati per ossidare l'anidride ftalica e il benzene ad anidride maleica. In tutti questi processi il pentaossido di vanadio funge da trasportatore di ossigeno: esso ossida infatti, per esempio, l'anidride solforosa riducendosi a tetraossido, V2O4, il quale alle temperature elevate a cui si opera viene prontamente ossidato dall'ossigeno atmosferico ripristinando il pentaossido. Il vanadio sembra avere funzioni importanti nei fenomeni vitali; anche se sempre in concentrazione molto bassa, lo si è infatti riscontrato in molti organismi animali e vegetali. Esso può fungere da attivatore del processo di fissazione dell'azoto elementare da parte di alcuni batteri e può favorire lo sviluppo di alcune colture vegetali. I composti di vanadio sono tossici solo in dosi elevate; nell'uomo provocano ipertensione arteriosa, diminuzione della capacità respiratoria e aumento del tasso di emoglobina.