Vanadiini

Vanadiini
Vanadiinia sisältävät fragmentit.
Titaani ← Vanadium → Kromi -     23 V                                                                                                                                                                                                                                                                                           ↑ V ↓ Huom Koko pöytä • Laajennettu pöytä
Sijainti jaksollisessa taulukossa
Symboli	V
Sukunimi	Vanadiini
Atomiluku	23
Ryhmä	5
Aika	4 th aikana
Lohko	Lohko d
Element perhe	Siirtymämetalli
Elektroninen kokoonpano	[ Ar ] 3 d 3 4 s 2
Elektronit by energiataso	2, 8, 11, 2
Atomic ominaisuudet elementin
Atomimassa	50,9415  ± 0,0001  u
Atomisäde (laskettu)	135  pm ( 171  pm )
Kovalenttinen säde	153  ± 20  pm
Hapetustila	5 , 3
Elektronegatiivisuus ( Pauling )	1.63
Oksidi	Amfoteerinen
Ionisointienergiat
1 re  : 6.74619  eV	2 e  : 14,618  eV
3 e  : 29,311  eV	4 th  : 46,709  eV
5 e  : 65,2817  eV	6 e  : 128,13  eV
7 e  : 150,6  eV	8 e  : 173,4  eV
9 e  : 205,8  eV	10 e  : 230,5  eV
11 e  : 255,7  eV	12 e  : 308,1  eV
13 th  : 336,277  eV	14 e  : 896,0  eV
15 e  : 976  eV	16 th  : 1060  eV
17 e  : 1168  eV	18 th  : 1260  eV
19 th  : 1355  eV	20 e  : 1486  eV
21 e  : 1 569,6  eV	22 ND  : 6,851.3  eV
23 e  : 7 246,12  eV
Vakaimmat isotoopit
Iso VUOSI Aika MD Toim PD MeV 48 V {syn.} 15.9735  j e 4.012 48 Ti 49 V {syn.} 330  d e 0,602 49 Ti 50 V 0,25  % 150 × 10 15  a ε —-— β - 2.208 —-— 1.037 50 Ti - - 50 Kr 51 V 99,75  % vakaa 28 neutronilla
Yksinkertaiset kehon fyysiset ominaisuudet
Tavallinen tila	kiinteä
Tilavuusmassa	6,0  g · cm -3 ( 18,7  ° C )
Kristallijärjestelmä	Kuutiokeskus keskitetty
Kovuus	7
Väri	Hopeanvalkoinen
Fuusiopiste	1910  ° C
Kiehumispiste	3 407  ° C
Fuusioenergia	20,9  kJ · mol -1
Höyrystysenergia	452  kJ · mol -1
Molaarinen tilavuus	8,32 × 10-6  m 3 · mol -1
Höyrynpaine	3,06  Pa lämpötilassa 1 659,85  ° C
Äänen nopeus	4560  m · s -1 - 20  ° C
Massalämpö	490  J · kg -1 · K -1
Sähkönjohtavuus	4,89 x 10 6  S · m -1
Lämmönjohtokyky	30,7  W · m -1 · K -1
Eri
N o  CAS	7440-62-2
N o  ECHA	100,028,337
N O  EY	231-171-1
Varotoimenpiteet
SGH
Vaara H228, H315, H319, H335, P210, P241, P302, P305, P338, P351, P352, P405, P501, H228  : Syttyvä kiinteä aine H315  : Ärsyttää ihoa H319  : Ärsyttää vakavasti silmiä H335  : Ärsyttää hengityselimiä P210  : Suojaa lämmöltä / kipinöiltä / avotulelta / kuumilta pinnoilta. - Tupakointi kielletty. P241  : Käytä räjähdyssuojattuja sähkö- / tuuletus- / valaistus- /… / laitteita. P302  : Ihokosketus: P305 :  Roiskeet silmiin: P338  : Poista piilolinssit, jos uhri käyttää niitä ja jos ne voidaan helposti poistaa. Jatka huuhtelua. P351  : Huuhtele varovasti vedellä useita minuutteja. P352  : Pese runsaalla vedellä ja saippualla. P405  : Säilytä lukittuna. P501  : Hävitä sisältö / pakkaus ...
WHMIS
Luokittelematon tuoteTämän tuotteen luokitusta ei ole vielä vahvistettu myrkyllisyyshakemistopalvelun ilmoituksessa (1,0%) ainesosaluettelon mukaan
Kuljetus
-    3285    YK-numero  : 3285  : VANADIUM COMPOUND, NOS Luokka: 6.1 Varoitusetiketti: 6.1  : Myrkylliset aineet
SI- ja STP- yksiköt, ellei toisin mainita.

Vanadiini on alkuaine on atomi numero 23, symboli V.

Se on harvinainen kova ja sitkeä metalli, jota esiintyy tietyissä mineraaleissa. Sitä käytetään pääasiassa seoksissa .

Vanadiumilla on 26 tunnettua isotooppia, joiden massanumerot vaihtelevat välillä 40-65, ja viisi ydin-isomeeriä . Vain yksi näistä isotoopeista on stabiili, 51 V, ja se edustaa 99,75% olemassa olevasta vanadiinista, loput 0,25% koostuu 50 V: sta, luonnollisesta radioisotoopista , jonka puoliintumisaika on erityisen pitkä, 1,5 × 10 17 vuotta (tai 10 miljoonaa). kertaa maailmankaikkeuden ikä ). Siksi vanadium on monoisotooppinen alkuaine , mutta ei mononukleidinen elementti . Sen standardi atomimassa on 50.941 5 (1)  u , hyvin lähellä 51 V: n isotooppimassaa .

Luonnossa oleva vanadiini koostuu kahdesta isotoopista:

• isotooppi 50 0,24%, erittäin heikosti radioaktiivinen, koska sen erittäin pitkä puoliintumisaika on 1,5 × 10 17 vuotta;
• ja isotooppi 51 99,76%, stabiili.

Merkittäviä ominaisuuksia

Vanadium on valkoinen, kiiltävä, kova ja sitkeää metallia. Se kestää hyvin emäksisten yhdisteiden sekä suolahapon ja rikkihappojen korroosiota . Se hapettuu nopeasti noin 660  ° C: seen . Vanadiumilla on hyvä rakenteellinen lujuus ja pieni poikkileikkaus vuorovaikutukseen fissio-neutronien kanssa, mikä tekee siitä hyödyllisen ydinsovelluksissa. Se on metalli, jolla on sekä happamia että emäksisiä ominaisuuksia.

Vanadiinin yleiset hapetustilat ovat +2, +3, +4 ja +5. Koe, joka käsittää ammoniumvanadaatin pelkistämisen metallisella sinkillä, antaa mahdollisuuden osoittaa kalorimetrisesti vanadiinin neljä hapettumistilaa.
+1 -hapetustila on myös olemassa, mutta se on harvinaisempaa.

Käyttää

Noin 80% tuotetusta vanadiumista käytetään ferronavanadiumissa ja lisäaineena joissakin teräksissä. Muut käyttötarkoitukset:

• Vanadiinipentoksidi (V 2 O 5) käytetään keramiikassa ja katalysaattorina  ; se on myös yksi vastuussa kuumien kaasujen korroosiosta ( fluxing ).
• Vanadiinia käytetään sähköenergian varastoimiseen vuottoakkuihin , joita ei vielä käytetä laajalti ja joita kehitetään parhaillaan (2007).
• Vanadiinia käytetään joissakin ruostumattoman teräksen seoksissa (esim. Kirurginen teräs).
• Alumiinin ja titaanin kanssa sekoitettuna sitä käytetään suihkumoottoreiden ja lääkinnällisten laitteiden (esim. Ortopedisten implanttien) valmistuksessa.
• Vanadiini yhdisteitä käytetään katalyytteinä synteesiin rikkihapon , maleiinihapon anhydridi , 2,5-diformylfuran, syntaasi kaasu tai akryylihappo .
• Vismutti-vanadaattia voidaan käyttää vetyperoksidin elektrokatalyyttiseen synteesiin, kun taas vanadiinioksidia vedyn elektrolyyttiseen evoluutioon halogeenia sisältävistä elektrolyytteistä.
• Se löytyy vanadiumsinisen pigmenttinä .

Historia

Nimi vanadiinia tulee Vanadis "  Dis des Vanir  ", toinen nimi Freija , Scandinavian jumalatar kauneutta, koska se on hyvin värikäs kemiallisia yhdisteitä. Sen löysi espanjalainen mineralogisti Andrés Manuel del Río Mexico Citystä vuonna 1801 . Sitten hän kastoi sen "ruskeaksi lyijyksi" (jota nyt kutsutaan vanadiniitiksi ). Kokeidensa aikana hän huomasi, että tämä väri tuli kromijäämistä , ja nimitti alkuaineen panchromiumiksi . Myöhemmin hän nimitti sen uudelleen erytroniumiksi , koska useimmat suolat muuttuivat punaisiksi kuumennettaessa. Ranskalainen kemisti Hippolyte-Victor Collet-Descotils julisti silloin, että del Rion uusi elementti oli vain epäpuhdasta kromia, ja paroni Alexander von Humboldt , del Rion ystävä, oli samaa mieltä. Del Rio myönsi itsensä johtopäätöksilleen.

Vuonna 1831 , joka on ruotsalainen nimi Nils Gabriel Sefström , uudelleenlöydetyissä vanadiinia uusia oksideja hän löysi työskennellessään rautamalmia. Myöhemmin samana vuonna Friedrich Wöhler vahvisti del Rion työn.

Metallinen vanadium eristettiin Henry Enfield Roscoe vuonna 1867 . Tämä vähentää vanadiiniklori- (V Cl 3 ), jossa on divety .

Vanadiumin empiirinen käyttö metallurgiassa on kuitenkin paljon vanhempaa, koska se on peräisin keskiajalta. Tämä metalli on todellakin välttämätön jälkien muodossa, jotta saataisiin lyötyyn teräkseen kuuluisat kuviot, jotka ovat tehneet niin kutsutut "Damaskoksen" terät kuuluisiksi . Alle 0,003 tilavuusprosentin pitoisuuksien on osoitettu olevan riittäviä indusoimaan hiilen aggregaatioprosessi levyiksi. Juuri tämän arkkirakenteen avulla on mahdollista saada taontaan materiaalia harkiten poistamalla syyt, kuten "ruusut" ja "Mahometin asteikot". Uskotaan, että tämä tahallinen vanadiinin lisäys tuli kasvien tuhkasta, jota käytettiin rautaharkkojen sulattamisprosessissa. Käytettyjen kasvien niukkuus tai sulatusmenetelmien muutos johti ilmeisesti yli kaksi vuosisataa sitten tämän tarjonnan lopettamiseen. Tietämättä syytä, sepänmestarit eivät enää voineet aiheuttaa teränsä peittäviä malleja, minkä vuoksi niiden valmistuksen tahaton salaisuus menetettiin. Se löydettiin vasta äskettäin metallurgisten tutkimusten ja laajan takomisen jälkeen.

Biologinen rooli

Pieninä annoksina vanadium on hivenaine ja olennainen osa tiettyjä entsyymejä .

Sen rooli hivenaineena on osoitettu rotilla ja kanoilla, jotka tarvitsevat äärettömän pienen määrän tiettyjen kasvu- ja lisääntymisvaikeuksien välttämiseksi. 2000-luvun alussa sitä ei ollut vielä osoitettu ihmisillä, mutta vuonna 2017 sen rooli hivenaineena näyttää olevan yksimielinen myös ihmisille. Äskettäin Panchal ja muut. piti sitä hyödyllisenä yhdessä muiden alkuaineiden kanssa (hyvin pieninä annoksina) metabolisen oireyhtymän estämiseksi .

Mahdollinen diabeteslääkitys ja / tai syöpä

• Diabeteslääke? Vanadiinia on tutkittu laajasti 30 vuoden ajan ja erityisesti 1990-luvulla toivoen sen käyttämistä diabetesta vastaan, koska vanadaatilla ja vanadyylivanadiumilla oli insuliiniherkistäviä ominaisuuksia, jotka olivat parempia kuin sulfonyyliureat ja metformiini , ja haittavaikutusten oletettiin olevan vähäisiä ( ehdotetuilla annoksilla ja hoidon kestoilla). Lyhyiden hoitojen aikana havaittuja positiivisia vaikutuksia tasoitti kuitenkin elimistöön kertyneen vanadiinin lisääntyvä toksisuus pitkäaikaisessa hoidossa (välttämätöntä diabeteksen tapauksessa).
  Erään äskettäin julkaistun tutkimuksen tarkastelu (2016), tällaista tutkimusta on nyt luovuttu, ja on enintään "tieteellinen uteliaisuus" varten tieteen historian ja lääketieteessä.

• Kemoterapialääke? Lähes kaikissa tutkimuksissa sen mahdollisesta karsinogeenisuudesta (vuosina 1980-1990 tehdyt erityyppiset solut) pääteltiin, että vanadiinisuolat ovat mahdollisia karsinogeeneja . Sillä on myös mahdollisia mutageenisia vaikutuksia ainakin osittain vanadiinista johdettujen reaktiivisten happilajien aiheuttamana solussa.
  Mutta kemoterapiassa käytetään muita syöpää aiheuttavia metalleja tai metalloideja . Solutoksisuudesta ja biokemiallisten toimia tiettyjen vanadiinisuoloja on tehnyt niistä lääke-ehdokkaita ehkäisyyn kehittymisen tietyt kasvaimet ja / tai syöpien (koska laboratoriossa he pystyivät rajoittaa ilmiötä syövän synnyn aiheuttaman syöpää aiheuttavia kemikaaleja eläimillä) . Nämä yhdisteet näyttävät toimivan modifioimalla erilaisten ksenobioottisten entsyymien aktiivisuutta estämällä tiettyjä karsinogeenisista yhdisteistä peräisin olevia aktiivisia metaboliitteja . Tarkemmin sanottuna nämä yhdisteet estäisivät tyrosiinifosfataaseja solussa ja / tai niiden aktivaatiota, mikä molemmissa tapauksissa johtaa signaalitransduktioreittien aktivoitumiseen, mikä johtaa apoptoosiin tai jopa niin kutsuttujen "tuumorisuppressoivien" geenien aktivoitumiseen . Tietyt vanadiiniyhdisteitä myös solusyklin keskeyttämiseksi ja / tai sytotoksisuuden pilkkomalla ja fragmentointi DNA: n ja lipoperoksidaatiota on solukalvon . Syöpäsolujen metastaattisen potentiaalin esto voitaisiin indusoida soluliimamolekyylien moduloimalla vanadiinilla; se vähentäisi myös vastustuskykyä syöpälääkkeille . On kemoterapia , se on vähemmän myrkyllinen kuin muiden metallien tai orgaanisten antitumoraalinen aine.

Luonnollisena elementtinä se ei ole patentoitavissa .

Ympäristön saastuminen, läsnäolo ympäristössä

Vanadiinia on hyvin heikosti liuoksessa meressä (1-3 μg / l); esimerkiksi 1,22 μg / l keskimäärin Pyhän Laurinlahden pohjan vedessä ja 1,19 μg / L Pohjois-Atlantilla tai 1,2-1,8 μg / L Sargasso-meressä , 1, 53-2,03 μg / L Tyyni valtameri. Se on harvoin mitattu rannikon hapsut , mutta muutama tutkimuksissa on havaittu, jotka vaihtelivat 0,61 μg.l -1 kohteeseen 7.1 μg.l -1 on Mustanmeren rannikolla .

Ilmassa tai vedessä se johtuu pääasiassa tulivuoren päästöistä , maaperän ja kivien eroosiosta tai antropogeenisista lähteistä, kuten titaanioksidia tuottavien tehtaiden jätevedistä, jotka sisältävät paljon sitä ( esim. Seinen on tuonut Seine-alueelle 317 t / vuosi) . Seinenlahti ). Maailmassa joet tuovat mereen 312 000 tonnia vuodessa.

Ilman pilaantumisen polttamalla hiilivety öljy on toinen lähde; öljyn raaka Kuwait tai Saudi-Arabia sisään sisältää esimerkiksi 29-60  mg per kg öljyä, osuus 12 000 kohteeseen 24 000  t / vuosi , josta 10-15% päästä mereen läpi sateen). Yli puolet (53%) ilmassa olevasta vanadiumista on siis antropogeenistä alkuperää.

Saastuminen maaperän ja veden on myös paikallisesti pääosin ihmisen toiminnasta; näin on tietyillä maailman teollisuus-, kaivos- tai öljyalueilla . Siellä suuri osa vedessä ja ekosysteemeissä olevasta vanadiumista tulee hiilivedyistä. Petrolikokseja joka konsentroitiin vanadiinia on jalostamon vapautumista veteen ( uuttamalla ) ja ekotoksikologisten huolestuttavia määrä (saavuttaa ympäristön myrkyllisyys kynnys). Näin on öljyhiekkaiden kaivosalueilla , etenkin Athabascan alueella (Alberta, Kanada), jotka sisältävät merkittäviä määriä vanadiinia. Tällä alueella on hiljattain (2017) tutkittu kasviplanktonia ja eläinplanktonia  ; Schiffer & Liber ovat osoittaneet, että pintavedessä oleva vanadiini on saavuttanut myrkyllisyysrajat kasviplanktonille ja vielä enemmän eläintankille (joka on herkempi sille). Nämä kaksi organismiluokkaa muodostavat pohjaveden ravintoketjusta vesiympäristössä ja ruokaverkossa .

Ihmispopulaatioiden kyllästäminen

Vuonna 2018 Ranskassa, ”  Perinataali komponentti  ” on kansallisen biomonitorointiin ohjelma julkaisi arvion kyllästys raskaana vanadiinin (ja 12 muita metalleja tai metalloideja sekä joitakin orgaaniset yhdisteet). Virtsa annostus vanadiinin otettiin virtsassa 990 raskaana aikaan ne saapuvat synnytyssairaalassa. He olivat kaikki osa "  Elf Cohort  " -paneelia, joka koostui vain naisista, jotka synnyttivät Ranskassa vuonna 2011, lukuun ottamatta Korsikaa ja TOMia . 96%: lla näistä 990 naisesta virtsassa oli havaittavissa oleva määrä vanadiinia; ja vanadiinin virtsapitoisuuden keskiarvo ( geometrinen keskiarvo ) oli: 0,28 mikrog / l (0,38 mikrog / g kreatiniinia). Harvat muut tieteelliset viitteet sallivat vertailut, mutta kirjoittajat huomauttavat, että nämä määrät ovat pienemmät kuin Ranskassa jo havaitut väestöryhmät, mutta ylittävät Belgiassa havaitut.

Myrkylliset ja ekotoksiset vaikutukset

Toksisia ja ekotoksisia vaikutuksia on havaittu useilla eläin- ja kasvilajeilla, erityisesti siksi, että vanadium voi estää tiettyjä entsymaattisia reaktioita ja häiritä nisäkkäiden endokriinistä järjestelmää. Monilla sen yhdisteillä on myös myrkyllisiä vaikutuksia (erityisesti tutkittu ja osoitettu laboratoriorotilla).

Myrkyllisyys

Sen välitön myrkyllisyys ihmisille näyttää olevan kohtalainen, mutta sillä voi olla haitallisia ja kohtalokkaita vaikutuksia suurilla annoksilla sekä lisääntymiselle vaarallisia ja genotoksisia haittavaikutuksia.

Altistuminen vanadiiniyhdisteille ihmisillä (kuten eläimillä) osoittaa vaihtelevia vaikutuksia riippuen yhdisteestä ja annoksesta, altistumisreitistä ja kestosta. Vanadiinin myrkyllisimmät muodot (akuutti myrkylliset) ovat vanadium (V) ja sen yhdisteet, jotka ovat myrkyllisempiä kuin vanadium (IV). Lisäksi vanadiinioksidit ovat myrkyllisempiä kuin vanadiinisuolat. Vanadiiniyhdisteiden lyhyt, keskipitkä ja pitkäaikainen myrkyllisyys vaihtelee myös riippuen metallin kertymisnopeudesta altistuneen kehon tietyissä elimissä ja kudoksissa (joka vaihtelee iän mukaan).

Solutoksisuus: Evangelou (2002) mukaan suurin osa solussa vanadiinin indusoimista tapahtumien kaskadeista liittyy Fenton-tyyppisten reaktioiden ja / tai erityisesti NADPH : n aiheuttamiin reaktiivisiin happilajeihin V: n solunsisäisen pelkistyksen aikaan ( V) - V (IV).

Systeeminen myrkyllisyys: Vanadium on myös hormonitoimintaa häiritsevä aine  : in vitro ja in vivo on osoitettu , että se jäljittelee insuliinia , mikä häiritsee sokerien metaboliaa. Se on myös lisääntymiselle vaarallinen ja vahingoittaa alkion ja lapsen kehitystä antihyperglykeemisillä ja verenpainetta alentavilla vaikutuksilla .

Vanadiinisuoloja on testattu paljon 1990-luvulla siinä toivossa (pettyneenä siitä lähtien), että se on ihmisille hyvä lääke diabetes mellitusta ja tiettyjä sepelvaltimotautia vastaan . Nämä testit mahdollistivat kuitenkin oppia lisää sen myrkyllisyydestä ja sen yhdisteistä (ihmisille ja laboratorioeläimille). Tässä yhteydessä kuvatut välittömät tai toissijaiset myrkylliset vaikutukset olivat erityisesti:

• pieni ruoansulatuskanavan häiriö, joka kestää jopa 4 viikkoa lyhyen altistuksen jälkeen, tämä on yksi yleisimmistä ensimmäisistä oireista.
• Anoreksia laihtuminen ja vatsakipu tapahtui sen jälkeen, kun pidemmän valotusajan (esim 125 mg / päivä vanadiinia suolaa aikana 5kuukausi indusoimaan näitä vaikutuksia lähes puoli potilaista hoidettiin sepelvaltimotauti mukaan Fawcett et ai läpi .. suun vanadyylisulfaatti ei ei näytä olevan mitään vaikutusta ihmisiin verisoluihin, viskositeettiin ja veren biokemiaan.

Laboratorioeläimillä tehdyt tutkimukset ovat osoittaneet muita myrkyllisiä vaikutuksia. Välitön tai pitkäaikainen altistuminen aiheuttaa heikkenemistä ruokahalun ja painon menetys, kuivuminen. Sitten havaitaan nenän ja / tai keuhkoverenvuotoja, joissa imukudoksen nekroosi ja munuaisten tubulaarinen nekroosi johtavat kuolemaan (oireet johtuvat vanadiiniyhdisteiden ihonalaisesta tai vatsakalvonsisäisestä antamisesta laboratorioeläimille).

• Toiminnalliset häiriöt ja maksan ja munuaisten (yksi yleisimmistä vaikutukset).
• Histopatologiset muutokset maksassa, pernassa ja munuaisissa, annoksesta riippuvat; Suun kautta tapahtuva altistuminen NaVO 3: lle (5-10 μM juomavedessä) 3 kuukauden ajan aiheuttaa lieviä ja annoksesta riippuvia histopatologisia vaurioita munuaisissa ja pernassa. Samaan aikaan mitataan epänormaalisti korkea urean ja virtsahapon taso kaikkein altistetuimmilla eläimillä.
• Kromosomaaliset poikkeamat .
• Aneuploidiaa että luuytimessä (in laboratoriossa hiirillä käsiteltiin vanadyylisulfaatti, natriumortovanadaattia ja ammoniumsulfaattia. Ortovanadaattia (mukaan intraperineal injektio 10 mg / kg / vrk 8 päivä rotilla) aiheuttamia nefrotoksisia, vakavuus vaihteli iän mukaan hoidetusta eläimestä.
• Merkittävät yleisen aktiivisuuden ja oppimisen estot (laboratoriorotilla, jotka altistettiin 8 viikon ajan suun kautta 4,1 ja 16,4 mg / kg / vrk vanadiinille.
• Reprotoksisuus (ja kehityksen heikkeneminen) (elinkykyisten vastasyntyneiden määrän väheneminen ja sikiön kehityksen heikkeneminen, havaittu rotilla ja laboratoriohiirillä erilaisten vanadiiniyhdisteiden suhteen. Muita tutkimuksia terveillä ja diabeettisilla rotilla ei ole havaittu. Ei havaittu merkittäviä vaikutuksia veressä, maksassa ja munuaisten toiminta tai spesifiset morfologiset poikkeavuudet eri elimissä (esim. altistuksen jälkeen Wistar-rotille suun kautta vanadyylisulfaatista ja V (III) -kysteiinistä ). Vanadiinin (III ja IV) pitkäaikainen oraalinen (4-6 kuukauden) anto päivittäin V-annokset 0,5 mg / kg / vrk, joita ei aiheuta myrkyllisiä vaikutuksia kasvainta kantavissa rotissa .
• Genotoksisuus . Sitä havaittiin maksa-, perna-, sydän- ja luuydinsoluissa (urospuolisissa hiirissä, joita hoidettiin 5,75 ja 23,0 μg / g vanadiinipentoksidin (V 2 O 5).

Antidootit, kelaattorit ...

Kuten muita myrkyllisiä metalleja, kelatoivia aineita voidaan vähentää myrkyllisyyttä vanadiinin ja sen suolat (enemmän tai vähemmän riippuen kemiallisesta lajista), mutta sivuvaikutuksia kelatoivien ja kelaatio .

Vuonna 2016 tehty tutkimus osoitti Sesamum indicumin kasviuutteiden suojaavan vaikutuksen tiettyjä vaikutuksia vastaan.

Ekotoksikologia

Fytotoksisuus on osoitettu in vitro muutamasta mg / l makean veden leviä viljellään laboratoriossa ja eläinplanktonin (joka näyttää itse alttiimpia kuin kasviplanktonin). Mikrokuorien kuolema tapahtuu ilman ilmeistä subletaalista toksisuutta, mikä puolestaan ​​tarkoittaa ionitasapainon aiheuttamaa kuolemaa, joka tapahtuu yhtäkkiä tietyn kynnyksen yläpuolella.

Eläimissä tutkimukset ovat keskittyneet laboratoriorottien ja -hiirten altistumisen vaikutuksiin erilaisille vanadiiniyhdisteille. Esimerkiksi simpukoiden tappavan annoksen 9 päivän aikana on arvioitu olevan 65 mg / litra, mutta muut meren eliöt tukevat vanadiinia ja tiivistävät sitä ( Tunicatan (Urochordés) vanadiinin sisäinen pitoisuus on miljoona kertaa suurempi kuin vettä siellä missä he elävät), mutta usein "  inertoimalla  " sitä (vain pieni osa sulautuu, loput kiinteät tai metaboloituvat ja erittyvät). Esimerkiksi Ruotsissa 23 nautaa (98 karjassa) kuoli 10 päivässä akuuttiin myrkytykseen seurauksena siitä, että metallurgisen kuonan levittäminen oli vanadiinilla saastunutta ruohoa .

Esiintyminen

Vapaa vanadiini on tuskin löytyy luonnossa, mutta se löytyy sitoutuneessa muodossa vähintään 65 mineraaleja, kuten patronite (V S 4 ), vanadiniitti ( Pb 5 (V O 4 ) 3 : lla ), ja karoniittimalmia ( K 2 ( U O 2 ) 2 (VO 4 ) 2 0,3 H 2 O ); joskus myös tansaniitissa . Vanadiinia on läsnä myös bauksiitissa sekä hiilipitoisissa kivissä, kuten öljyssä , kivihiilessä ja bitumissa . Vuonna 2011 natiivi vanadiinia löydettiin kesken sublimoituu n fumaroles on Colima tulivuori , vuonna Meksikossa .

Spektri vanadiinia on havaittu myös ottaen huomioon auringon ja muiden tähdet .

Mineraaliuutto

Vanadiinin päälähde ovat titanomagnetite- varat . Vanadiini uutetaan myös karnotiitista. Vanadiinimalmia louhitaan harvoin yksinään kerrostumana, mikä esiintyy yleensä toisen materiaalin uuttamisen sivutuotteena.

Uuttamisen jälkeen titanomagnetiitti pelkistetään korkeassa lämpötilassa olevalla kivihiilellä, jolloin saadaan kuona, joka sisältää suurimman osan titaanista, ja raakarauta, joka sisältää suurimman osan rautaa ja vanadiumia. Ja happea puhalletaan sitten sulaan raakaraudan johtuvat toisen tyyppinen kuona, jotka sisältävät noin 12-24% ja vanadiinipentoksidi (V 2 O 5).

Uuttamisen jälkeen karnotiittia käsitellään kuumalla rikkihapolla ja hapettimella, kuten natriumkloraatilla , 24 tunnin ajan. Suodatuksen jälkeen suotovesi , joka sisältää vanadiinia ja uraania, saatetaan kosketukseen amiinin, isodekanolin ja kerosiinin sisältävän liuottimen kanssa, joka poistaa uraanin suotovedestä. Vanadiini uutetaan sitten suotolasta sopivalla liuottimella, altistetaan natriumkarbonaattiliuokselle ja saostetaan ammoniumvanadaatin muodossa reaktiolla ammoniumsulfaatin kanssa . Vanadaatti kerätään suodattamalla, sitten kuivataan ja termolysoidaan vanadiumpentoksidiksi.

Vanadiinipentoksidi voidaan pelkistää vanadiinin tuottamiseksi reaktiolla kalsiumin tai alumiinin kanssa tai käyttää rautatie- vanadiinin tuotannossa (jossa se pelkistetään vanadiiniksi alumiinin avulla ja liuotetaan sitten sulaan rautaan).

Käydä kauppaa

Vuonna 2014 Ranska oli vanadiinin nettotuoja ranskalaisten tullien mukaan. Keskimääräinen tuontihinta tonnilta oli 24 000 euroa.

Vuonna Algeriassa on läsnä 350000 tonnia / km 2 eli että 570000  km 2 ja hyödyllisiä Sahara talletus 200 miljardia tonnia.

Huomautuksia ja viitteitä

1. (en) David R. Lide, CRC: n kemian ja fysiikan käsikirja , CRC Press Inc,2009, 90 th  ed. , 2804  Sivumäärä , Kovakantinen ( ISBN  978-1-420-09084-0 )
2. (in) Beatriz Cordero Verónica Gómez, Ana E. Platero-Prats, Marc Revés Jorge Echeverría, Eduard Cremades, Flavia ja Santiago Barragan Alvarez , "  Covalent radius revisited  " , Dalton Transactions ,2008, s.  2832 - 2838 ( DOI  10,1039 / b801115j )
3. ALFA
4. "  Elemental vanadium  " kemiallisten tuotteiden tietokannassa Reptox of the CSST (Quebec-organisaatio, joka vastaa työturvallisuudesta ja työturvallisuudesta), käyty 25. huhtikuuta 2009
5. Australian saari virtausakkujen avulla tuulivoiman varastointiin: MetaEfficient
6. (sisään) Yulia Rodikova ja Elena Zhizhina , "  5-hydroksimetyylifurfuraalin katalyyttinen hapetus 2,5-diformyylifuraaniksi käyttämällä V: tä sisältäviä heteropolihappokatalyyttejä  " , Reaktiokinetiikka, mekanismit ja katalyysi , Voi.  130, n o  1,1. st kesäkuu 2020, s.  403–415 ( ISSN  1878-5204 , DOI  10.1007 / s11144-020-01782-z , luettu verkossa , käytetty 20. maaliskuuta 2021 )
7. (in) Arturo Pajares , Hèctor Prats , Alexander Romero ja Francesc Viñes , "  Hiilivapaiden paikkojen kriittinen vaikutus vesikaasun käänteiseen käänteiseen reaktioon vanadiinikarbidikatalyyttien päällä  " , Applied Catalysis B: Environmental , voi.  267,15. kesäkuuta 2020, s.  118719 ( ISSN  0926-3373 , DOI  10.1016 / j.apcatb.2020.118719 , luettu verkossa , käytetty 20. maaliskuuta 2021 )
8. [1]
9. [2]
10. [3]
11. [4]
12. "  Vetyperoksidin sähkökemiallinen synteesi vedestä ja hapesta  ", Nat Rev Cat ,2019( lue verkossa )
13. (in) "  In situ FORMED vanadiumoksidikatodipinnoitteet selektiiviseen vedyn tuottamiseen  " , Applied Catalysis B: Environmental , voi.  244,5. toukokuuta 2019, s.  233–239 ( ISSN  0926-3373 , DOI  10.1016 / j.apcatb.2018.11.038 , luettu verkossa , käytetty 20. maaliskuuta 2021 )
14. (in) Epäpuhtauksien avainrooli muinaisessa Damaskoksen teräterässä - JD Verhoeven, AH Pendray, WE Dauksch - JOM, 50 (9), 1998, sivu 58-64 (saatavana osoitteessa http: //www.tms. org / pubit / lehdet / JOM / 9809 / Verhoeven-9809.html )
15. Evangelou AM (2002). Vanadiini syövän hoidossa . Kriittiset arvostelut onkologiassa / hematologiassa, 42 (3), 249-265.
16. Panchal, SK, Wanyonyi, S., & Brown, L. (2017). Seleeni, vanadium ja kromi hivenaineina metabolisen oireyhtymän parantamiseksi . Nykyiset hypertensioraportit, 19 (3), 10 | yhteenveto .
17. Domingo, JL, & Gómez, M. (2016). Vanadiiniyhdisteet ihmisen diabetes mellituksen hoitoon: tieteellinen uteliaisuus? Katsaus kolmenkymmenen vuoden tutkimukseen . Elintarvike- ja kemiallinen toksikologia, 95, 137-141 | yhteenveto .
18. Sabbioni E, Pozzi G, Devos S, Pintar A, Gasella L & Fischbach M. (1993) Vanadium (V) -indusoidun sytotoksisuuden ja morfologisen transformaation intensiteetti BALB / 3T3-soluissa riippuu glutationivälitteisestä bioreduktiosta vanadiumille . Karsinogeneesi. ; 14: 2565–2568
19. Marini M, Zunica G, Bagnara GP & Francheschi C (1987) PHA: n aiheuttaman proliferaation vanadaatin vaikutus nuorten ja vanhojen henkilöiden ihmisen lymfosyytteihin . Biochem. Biophys. Res. Yleinen. ; 142: 836–842
20. Parfett CL & Pilon R (1995) Hapettava stressiohjattu geeniekspressio ja ammoniummetavanadaatin C3H / 10T1 / 2-soluissa indusoiman morfologisen transformaation edistäminen . Food Chem. Toksikoli. ; 33: 301–308
21. Yin X, Davison AJ & Tsang SS (1992) Vanadaatin indusoima geeniekspressio hiiren C127-soluissa: hapesta johdettujen aktiivisten lajien rooli . Mol. Cell Biochem. ; 115: 85–96
22. Stern A, Yin X, Tsang SS, Davison A & Moon J (1993) Vanadium solujen säätelykaskadien ja onkogeeniekspression modulaattorina . Biochem. Cell Biol. ; 71: 103–112
23. Meriympäristön seuranta, Ifremerin kansallisen merenlaadun seurantaverkoston työ, RNO: nykyiset ohjelmat - Hopea, koboltti, nikkeli ja vanadiini nilviäisissä Ranskan rannikolta - Sedimenttiytimet, saastumisen muisti, Ifremer Bulletin 2002
24. Schiffer S & Liber K (2017). Vanadiinin vesimyrkyllisyys zooplanktonille ja kasviplanktonlajeille, joilla on merkitystä athabascan öljyhiekka-alueella . Ekotoksikologia ja ympäristöturvallisuus, 137, 1-11 | yhteenveto .
25. : metallit ja metalloiditutkimus Elfin kohortista; Joulukuu 2016; JULKINEN TERVEYS Ranska / Raskaana olevien naisten kyllästäminen ympäristön epäpuhtauksilla Ranskassa vuonna 2011]. Kansallisen biomonitorointiohjelman perinataaliosio | PDF, 224p | saatavana myös URL-osoitteesta: www.santepubliquefrance.fr
26. Llobet JM & Domingo JL (1984). Vanadiiniyhdisteiden välitön myrkyllisyys rotilla ja hiirillä . Toksikologiset kirjeet, 23 (2), 227-231 | yhteenveto .
27. Rajendran, N., Seagrave, JC, Plunkett, LM ja MacGregor, JA (2016). Vertaileva arvio vanadiiniyhdisteiden akuutista hengitystoksisuudesta. Hengitysteiden toksikologia, 28 (13), 618-628 | yhteenveto .
28. Domingo JL (2000). Vanadium ja diabetes. Entä vanadiinin toksisuus? Molekyyli- ja solubiokemia, 203 (1), 185-187 | yhteenveto .
29. Cortizo, A.-M, Bruzzonne, L, Molinueve, S ja Echevery, S.-B. (2000) Oksidatiivisen stressin mahdollinen rooli vanadiumin aiheuttamassa sytotoksisuudessa ja MC3T3E1-osteoblasti- ja UMR106-osteosarkoomasolulinjoissa . Toksikologia. 147: 89–99.
30. Srivastava, AK (2000). Vanadiiniyhdisteiden diabeteslääkkeet ja toksiset vaikutukset . Molecular and Cellular Biochemistry, 206 (1), 177-182 | yhteenveto .
31. Domingo, JL (1996). Vanadium: katsaus lisääntymis- ja kehitystoksisuuteen. Lisääntymistoksikologia, 10 (3), 175-182.
32. Ganguli, S, Reuland, DJ, Franklin, LA, Deakins, DD, Johnston, WJ ja Pasha, A. (1994) Äidin vanadaattikäsittelyn vaikutukset sikiön kehitykseen . Life Sci. ; 55: 1267–1276.
33. Cohen N, Halberstasm M, Slimovitch P, Shammon H & Rosetti L. (1995) Suun kautta annettu vanadyylisulfaatti parantaa maksan ja periferaalisen insuliinin herkkyyttä potilailla, joilla on ei-insuliinista riippuvainen diabetes mellitus. J. Clin. Sijoittaa. ; 95: 2501–2509.
34. Goldfine AB, Simonson DC, Folli F, Patti ME ja Kahn CR (1995) Natriummetavanadaatin metaboliset vaikutukset ihmisillä, joilla on insuliinista riippuvainen ja ei-insuliinista riippuvainen diabetes mellitus . Clin. Endokrinoli. Metabolia. ; 80: 3311-3320.
35. Boden G, Chen X, Ruiz J, van Rossum GDV & Turco S (1996) Vandyylisulfaatin vaikutukset hiilihydraatti- ja lipidimetaboliaan potilailla, joilla on ei-insuliiniriippuvainen diabetes mellitus . Aineenvaihdunta. ; 45: 1130–1135.
36. Somerville J & Davies B (1992). Vanadiinin vaikutukset seerumin kolesteroliin . Am. Sydän J; 64: 54–56.
37. Wei, C.-I, Al Bayati, MA, Gulbertson, MR, Rosenblatt, LS ja Hansen, LD (1982) Amoniummetavanadaatin välitön myrkyllisyys hiirissä . J. Toxicol. Noin. Terveys. ; 10: 673–687.
38. Al-Bayati, MA, Giri, SN, Raabe, OG, Rosenblatt, LS ja Shifrine, M. (1989) Aika- ja annosvastetutkimus vanadataatin vaikutuksista rottiin: elinten morfologiset ja biokemialliset muutokset . J. noin Pathol. Toksikoli. Oncol. 9: 435–455.
39. Domingo, JL, Liobet ja Tomas, JM (1985) Vanadiinin lyhytaikaiset toksisuustutkimukset rotilla. J. Appl. Toksikoli. ; 5: 418 - 421.
40. Ciranni, R, Antonetti, M, ja Migliore, L. (1995) , vanadiini suolat aiheuttaa sytogeeninen efects in vivo käsiteltyjen hiirten . Mut. Res. ; 343: 53–60.
41. Sanchez DJ, Colomina MT & Domingo, JL (1998) Vanadiinin vaikutukset rottien aktiivisuuteen ja oppimiseen . Physiol. Käyttäytyminen; 63: 345–350.
42. Domingo JL (1996) Vanadium: katsaus lisääntymis- ja kehitystoksisuuteen . Kopioi. Toksikoli; 10: 175–182.
43. Dai, S, Thompson, KH, Vera, E ja McNeill, JH (1995). Suun kautta otetun vanadiumhoidon hematologisen vaikutuksen puute rotilla . Pharmacol. Toksikoli. ; 74: 265–273.
44. Dai, S, Thompson, KH, Vera, E ja McNeill, JH (1994) Myrkyllisyystutkimukset ei-diabeettisten ja streptotsotosiinilla indusoitujen diabeettisten rottien yhden vuoden hoidosta vanadyylisulfaatilla . Pharmacol. Toksikoli. ; 74: 110–115.
45. Liasko R Karkabounas S Kabanos Th et ai. (2000) vanadiinikompleksin kasvaimenvastaiset vaikutukset kysteiinin kanssa pahanlaatuisiin solulinjoihin ja kasvainta kantaviin Wistar-rottiin . Metal Ions Biol. Med. 6: 577–579.
46. Evangelou, A, Karkabounas, S, Kalpouzos, G, Malamas, M et ai. (1997) Kahden pienillä annoksilla annettujen vanadiinikompleksien terapeuttisten vaikutusten vertailu bentso (a) pyreenin aiheuttamiin pahanlaatuisiin kasvaimiin rotilla . Syöpä Lett. ; 119: 221 - 225.
47. Liasko, R, Kabanos, Th, Karkabounas, S et ai. (1998) Vanadiinikompleksin ja kysteiinin pieninä annoksina antamien hyötyjen vaikutukset bentso (a) pyreenin aiheuttamiin leiomyosarkoomiin Wistar-rotilla. Syöpälääkkeet Res. ; 18: 3609–3614.
48. Altamirano-Lozano, M, Valverde, M, Alvarez-Barrera, L, Molina, B ja Rojas, E. Vanadiinipentoksidin (V2) O (5) lisääntymistoksiset ja genotoksiset tutkimukset uroshiirillä. II. Vaikutukset useisiin hiiren kudoksiin. Teratog. Karsinogeeni. Mutageeni. 1999; 19: 243–255
49. Domingo JL, Liobet JM & Tomas JM (1986) Kelaatinmuodostajien vaikutus vanadiinin toksisuuteen, jakautumiseen ja erittymiseen hiirissä . J. Appl. Toksikoli. ; 6: 337 - 341
50. Djordjevitz, C ja Wampler, GL peroksoheteroliganttivanadaattien (V) kasvainten vastainen aktiivisuus suhteessa vanadiinin biokemiaan. J. Inorg. Biochem. 1985; 25: 51–55
51. Hosseini, MJ, Shahraki, J., Tafreshian, S., Salimi, A., Kamalinejad, M., & Pourahmad, J. (2016). Sesamum indicum -uutteen suojaavat vaikutukset vanadiinin aiheuttamalle oksidatiiviselle stressille eristetyissä rotan maksasoluissa. Ympäristötoksikologia, 31 (8), 979-985 | abstrakti
52. Savouré, B. (1984). Vanadiinin myrkylliset vaikutukset joidenkin in vitro viljeltyjen makean veden levien metaboliaan. Hydrobiologia, 118 (2), 147-151.
53. (in) A. Frank A. Madejb, V. Galganc & LR Petersson, "  vanadiinin myrkyttää karjan kanssa Tuomaskuona  " ,Maaliskuu 1996
54. (vuonna) Mikhail Ostrooumov ja Juri Taran, "  Natiivivanadiinin löytäminen, uusi mineraali Coliman tulivuorelta, Coliman osavaltio (Meksiko)  " , Macla Sociedad española mineralogy, voi.  20,heinäkuu 2015, s.  109-110 ( luettu verkossa [PDF] , käytetty 5. toukokuuta 2016 ).
    (en) M. Ostrooumov ja Y. Taran, "  Vanadium, V - uusi natiivielementtimineraali Coliman tulivuoresta, Coliman osavaltiosta Meksikosta, ja vaikutuksia fumarolikaasukoostumukseen  " , Mineralogical Magazine , Mineralogical Society,5. toukokuuta 2016( DOI  10.1180 / minmag.2016.080.006 ).
55. (en) Chun Tsin Wang, ”  Vanadium processing  ” , britannica.com .
56. "  Tuonti- ja vientikaupan indikaattori  " , tullin pääosastossa. Ilmoita NC8 = 81129291 (käytetty 7. elokuuta 2015 )
57. "  Panoraama Algerian geologisista luonnonvaroista  ", El Watan ,15. heinäkuuta 2018( lue verkossa , kuultu 29. heinäkuuta 2020 ).

Katso myös

Ulkoiset linkit

• (en) ”  Vanadiinin tekniset tiedot  ” (käytetty 12. elokuuta 2016 ) , kunkin sivun isotoopin tunnetut tiedot alasivuilla