Vanadio (V)


El vanadio es un elemento químico de número atómico 23 situado en el grupo 5 de la tabla periódica de los elementos. Su símbolo es V. Es un metal dúctil, blando y poco abundante. Se encuentra en distintos minerales y se emplea principalmente en algunas aleaciones. El nombre procede de la diosa de la belleza Vanadis en la mitología escandinava.

Es un metal suave, de color blanco agrisado, maleable y de transición dúctil. La formación de una capa de óxido del metal estabiliza al elemento contra la oxidación.

El elemento se encuentra naturalmente en minerales; hay cerca de sesenta y cinco diferentes tipos y en los depósitos de combustibles fósiles.

Abundancia 

El vanadio no se encuentra nunca en estado nativo, pero está presente en unos 65 minerales diferentes, entre los que destacan la patronita, VS4,  vanadinita, Pb5(VO4)3Cl, y la carnotita, K2(UO2)2(VO4)2·3H2O. También se encuentra en la bauxita, así como en depósitos que contienen carbono, como por ejemplo en carbón, petróleos, crudo y alquitrán. Está presente en el petróleo formando estructuras tipo porfirinas. Además, se obtiene pentóxido de vanadio, V2O5, recuperándolo de la combustión del petróleo.

Los vanadatos se disuelven mediante una fusión alcalina. En medio ácido y tras otros procesos se obtiene el V2O5, que se reduce parcialmente con carbono, y luego con calcio en atmósfera de argón para obtener vanadio metálico.

En el caso de que no se parta de un mineral que contenga el vanadato, sino un sulfuro, éste se oxida para obtener el vanadato y se realiza el mismo procedimiento para obtener vanadio.

Isótopos

En la naturaleza se puede encontrar un isótopo estable, el vanadio 51. Se han caracterizado quince radioisótopos, siendo los más estables el vanadio-50, con un periodo de semidesintegración de 1,5 × 1017 años, el vanadio-49, de 330 días, y el vanadio-48, de 159,735 días. El resto tienen periodos de semidesintegración de menos de una hora, siendo la mayoría de menos de diez segundos. Además, este elemento tiene un metaestado.

El peso atómico de los isótopos de vanadio va desde 43,981 uma (vanadio-43) hasta 59,959 uma (vanadio-59). El principal modo de decaimiento antes del isótopo más estable, vanadio-51, es la captura de electrones (siendo los principales productos de decaimiento isótopos del elemento 22, titanio), mientras que después de éste, es la desintegración beta (dando como principales productos de decaimiento isótopos del elemento 24, cromo).

Aplicaciones

Aproximadamente el 85 % del vanadio producido se emplea como ferrovanadio o como aditivo en aceros.

  • Se emplea en acero inoxidable usado en instrumentos quirúrgicos y herramientas, en aceros resistentes a la corrosión, y mezclado con aluminio en aleaciones de titanio empleadas en motores de reacción. También, en aceros empleados en ejes de ruedas y cigüeñales, engranajes, y otros componentes críticos.
  • Es un importante estabilizador: se utiliza en los vehículos para darle un mayor agarre en las llantas y así tener una mayor capacidad de carburos en la fabricación de aceros.
  • Se emplea en algunos componentes de reactores nucleares.
  • Forma parte de algunos imanes superconductores.
  • Algunos compuestos de vanadio se utilizan como catalizadores en la producción de anhídrido maleico y ácido sulfúrico. Concretamente, es muy usado el pentóxido de vanadio, V2O5, que también se emplea en cerámica.

Precauciones

El polvo metálico es pirofórico, y los compuestos de vanadio deberían de ser considerados como altamente tóxicos. Su inhalación puede causar cáncer de pulmón.

Las trazas de vanadio en los combustibles fósiles presentan un riesgo de corrosión; es el componente principal de combustible que influye en la corrosión de alta temperatura. Durante la combustión, se oxida y reacciona con el sodio y el azufre.




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