Chức năng của V (Vanadium) đối với cây trồng - Vi lượng có ích

 Vanadium, Vanadi (V)

Với nồng độ thấp của vanadium có thể có ích cho sự sinh trưởng của vi sinh vật, động vật và thực vật bậc cao. Mặc dù được xem là nguyên tố cần thiết đối với tảo lục Scenedesmus, nhưng vẫn chưa có những chứng minh rõ ràng vanadium cần thiết cho thực vật bậc cao hay không. Một số nhà nghiên cứu cho rằng vanadium có thể thay thế một phần Mo trong cố định đạm của vi sinh vật như Rhizobia. Người ta cũng đưa ra giả thuyết là vanadium có một chức năng trong các phản ứng oxy hóa khử sinh học. Sự gia tăng sinh trưởng có thể do vanadium đã được nghiên cứu trên măng tây, lúa, rau diếp, lúa mạch và cải bắp. Nhu cầu vanadium cho cây trồng < 2 ppb trong trọng lượng khô, trong khi đó nồng độ vanadium trong cây trung bình là 1 ppm. 

Vanadium

Lịch sử

Vanadi được phát hiện năm 1801 bởi Andrés Manuel del Río, một nhà khoáng vật học Mexico sinh tại Tây Ban Nha. Del Río tách nguyên tố từ một mẫu quặng "chì đen" Mexico, sau đó được đặt tên là vanadinit. Ông phát hiện rằng các muối của nó có nhiều màu khác nhau, và sau đó ông đặt tên cho nguyên tố là panchromium (Greek: παγχρώμιο "tất cả màu sắc"). Sau đó, Del Río đổi tên thành erythronium (Greek: ερυθρός "màu đỏ") do hầu hết các muối của nó chuyển sang màu đỏ khi nung. Năm 1805, nhà hóa học Pháp Hippolyte Victor Collet-Descotils, được sự ủng hộ bởi người bạn của Río là Baron Alexander von Humboldt, đã tuyên bố không chính xác rằng nguyên tố mới do Río phát hiện chỉ là một mẫu crom không tinh khiết. Del Río đồng ý đề nghị của Collet-Descotils, và rút lại tuyên bố của mình.

Năm 1831, nhà hóa học Thụy Điển, Nils Gabriel Sefström, phát hiện lại nguyên tố ở dạng oxide mới, ông phát hiện ra nó khi xử lý với quặng sắt. Cuối năm đó, Friedrich Wöhler đã xác nhận lại công trình trước đây của del Río. Sefström chọn tên bắt đầu bằng ký tự V, lúc này chưa đặt cho nguyên tố nào khác. Ông gọi nguyên tố đó là vanadium theo tên của Old Norse Vanadís, do nhiều hợp chất hóa học có màu sắc đẹp mà nó tạo ra. Năm 1831, nhà địa chất học George William Featherstonhaugh đề nghị rằng vanadium nên được đổi tên là "rionium" theo tên của del Río, nhưng đề nghị này không được ủng hộ.

Việc cô lập kim loại vanadi gặp khó khăn. Năm 1831, Berzelius thông báo về việc sản xuất kim loại, như Henry Enfield Roscoe cho biết rằng Berzelius đã tạo ra được nhưng thực chất là một nitride, vanadi nitride (VN). Roscoe từ từ đã tạo ra kim loại năm 1867 bằng cách khử vanadi(II) chloride, VCl2, với hydro.[4] Năm 1927, vanadi nguyên chất được tạo ra bằng cách khử vanadi(V) oxide với calci. Lượng vanadi dùng trong công nghiệp với quy mô lớn đầu tiên trong thép được tìm thấy trong khung của Ford Model T, lấy cảm hứng từ các xe đua của Pháp. Thép vanadi làm giảm trọng lượng và tăng độ bền kéo.

Vanadinit

Vanadinit là một khoáng vật trong nhóm khoáng vật phosphat apatit với công thức hóa học Pb5(VO4)3Cl. Nó là một tron những quặng công nghiệp của vanadi và ít hơn là chì. Khoáng vật giòn nặng thường được tìm thấy ở dạng tinh thể sáu phương màu đỏ. Nó là một khoáng vật không phổ biến được hình thành do sự oxy hóa của các quặng chì như galen. Nó được phát hiện đầu tiên năm 1801 ở México, các mỏ này được khai thác ở Nam Mỹ, châu Âu, châu Phi, và những nơi khác ở Bắc Mỹ.

Vanadinite on pyrolusite Locality: Taouz, Er Rachidia Province, Meknès-Tafilalet Region, Morocco Size of view : 5 cm

Vanadinit là một khoáng vật không phổ biến, chỉ hình thành khi bị thay thế hóa học từ các khoáng vật có trước. Vì thế nó được gọi là khoáng vật thứ sinh. Nó được tìm thấy trong các vùng có khí hậu khô và tạo thành bởi sự oxy hóa các khoáng vật chì nguyên sinh. Vanadinit đặc biệt được tìm thấy cộng sinh với chì sulfide là galena. Các khoáng vật cộng sinh khác bao gồm wulfenit, limonit, và barit.

Ban đầu nó được nhà khoáng vật học người Tây Ban Nha tên Andrés Manuel del Río tìm thấy ở Mexico năm 1801. Ông gọi nó là "chì nâu" và khẳng định rằng nó chứa một nguyên tố mới mà ban đầu ông đặt tên nó là pancromium và sau này là erythronium. Tuy nhiên, sau đó ông tin rằng nó không phải nguyên tố mới mà là một dạng không tin khiết của crôm. năm 1830, Nils Gabriel Sefström đã phát hiện ra một nguyên tố mới mà ông ta đặt là vanadium. Sau đó sự thật hé mở rằng kim loại này giống hệt như đã được Andrés Manuel del Río phát hiện trước kia. "Chì nâu" của Del Río cũng đã được tái phát hiện năm 1838 ở Zimapan, Hidalgo, México, và được đặt tên là vanadinit do nó có chứa hàm lượng vanadi cao. Các tên gọi khác cũng đã được đặt cho vanadinit là johnstonit và chì vanadat.

Vanadinit là một khoáng vật thứ sinh trong đới oxy hóa của các mỏ chứa chì, vanadi bị tửa trôi từ các đá chứa silicat. Các khoáng vật cộng sinh gồm mimetit, pyromorphit, descloizit, mottramit, wulfenit, cerussit, anglesit, calcite, barit, và nhiều khoáng vật sắt oxide khác.

Các thân quặng vanadinit được tìm thấy trên khắp thế giới như Áo, Tây Ban Nha, Scotland, dãy núi Ural, Nam Phi, Namibia, Maroc, Argentina, México, và các bang của Mỹ như Arizona, Colorado, New Mexico, và Nam Dakota.

Các thân quặng vanadinit được tìm thấy trong hơn 400 mỏ trên khắp thế giới. Các mỏ vanadinit nổi tiếng như ở Mibladen và Touisset ở Maroc; Tsumeb, Namibia; Cordoba, Argentina; và Sierra County, New Mexico, và quận Gila, Arizona, ở Mỹ

Vanadinit thuộc nhóm apatit và tạo thành một dãi các khoáng vật pyromorphit (Pb5(PO4)3Cl) và mimetit (Pb5(AsO4)3Cl), cả hai có thể tạo thành dung dịch rắn. Trong khi hầu hết các dãi chất hóa học liên quan đến sự thay thế của, các dãi này thay thế các nhóm ion của nó; phosphat (PO4), arsenat (AsO4) và vanadat (VO4). Các tạp chất phổ biến trong vanadinit gồm có phosphorus, arsenic và calcium, chúng có thể có vai trò như các chất thay thế đồng hình vị trí của vanadi. Vanadinit khi chứa hàm lượng cao tạp chất arsenic thì được gọi là endlichit.

Vanadinit thường có màu đỏ ca hoặc đỏ chói, mặc dù đôi khi có màu nâu, nâu đỏ, xám, vàng hoặc không màu. Màu riêng biệt của nó làm cho nó nổi tiếng trong các bộ sưu tập mẫu khoáng vật. Màu vết vạch của nó có thể là vàng nhạt hoặc vàng nâu. Vanadinit có thể không mày hoặc đục, và ánh của nó có thể từ ánh nhựa đến ánh bán adamantin. Vanadinit có tính chất đẳng hướng, tức là một số tính chất sẽ khác nhau khi xét theo những trục tinh thể khác nhay. Khi đo đạc theo hướng vuông góc và song song với trục tinh thể của nó thì hệ số phản xạ theo thứ tự là 2,350 và 2,416, và hệ số khúc xạ kép là 0,066.

Vanadinit rất giòn, khi vỡ tạo ra các mảng vỏ sò và nhỏ. Nó có độ cứng 3–4 theo thang độ cứng Mohs, tương đương với đồng tiền bằng đồng. Vanadinit là một khoáng vật nặng với khối lượng moil là 1416,27 g/Mole và tỉ trọng dao động giữa 6,6 và 7,2 do có tạp chất.

Cùng với carnotit và roscoelit, vanadinit là một trong 3 dạng quặng công nghiệp của nguyên tố vanadi, kim loại này có thể được chiết tách bằng cách nung hoặc nấu chảy. Vanadinit cũng thường được sử dụng làm nguồn cung cấp chì. Quy trình phổ biến để tách vanadi bắt đầu từ việc nung vanadinit với natri chloride (NaCl) hoặc natri cacbonat (Na2CO3) ở khoảng 850 °C để tạo ra Natri vanadat (NaVO3). Chất này được hòa tan trong nước và sau đó xử lý bằng ammoni chloride tạo ra kết tủa màu vàng của ammoni metavanadat. Chất này sau đó được nung chảy ra dạng thô của vanadi pentoxide (V2O5). Khử vanadi pentoxide với calci tạo ra vanadi tinh khiết.