Vanadium: Perbedaan antara revisi

Pada awal abad ke-20, sejumlah besar bijih vanadium ditemukan di tambang vanadium [[Minas Ragra]] dekat Junín, [[Cerro de Pasco]], [[Peru]].<ref>{{cite journal |last1=Hillebrand |first1=W. F. |year=1907 |title=The Vanadium Sulphide, Patronite, and ITS Mineral Associates from Minasragra, Peru |url=https://zenodo.org/record/1450154 |url-status=live |journal=Journal of the American Chemical Society |volume=29 |issue=7 |pages=1019–1029 |doi=10.1021/ja01961a006 |archive-url=https://web.archive.org/web/20210911093143/https://zenodo.org/record/1450154 |archive-date=11 September 2021 |access-date=26 Juni 2023}}</ref><ref>{{cite journal |last1=Hewett |first1=F. |year=1906 |title=A New Occurrence of Vanadium in Peru |journal=The Engineering and Mining Journal |volume=82 |issue=9 |pages=385}}</ref><ref name="scielo">{{cite journal |last1=Steinberg |first1=W.S. |last2=Geyser |first2=W. |last3=Nell |first3=J. |year=2011 |title=The history and development of the pyrometallurgical processes at Evraz Highveld Steel & Vanadium |url=http://www.scielo.org.za/pdf/jsaimm/v111n10/v111n10a09.pdf |url-status=live |journal=The Journal of the Southern African Institute of Mining and Metallurgy |volume=111 |pages=705–710 |archive-url=https://web.archive.org/web/20210911093146/http://www.scielo.org.za/pdf/jsaimm/v111n10/v111n10a09.pdf |archive-date=11 September 2021 |access-date=26 Juni 2023}}</ref> Selama beberapa tahun, deposit [[patrónit]] (VS₄)<ref>{{cite web |title=mineralogical data about Patrónite |url=https://www.mindat.org/min-3131.html |url-status=live |archive-url=https://web.archive.org/web/20210430004309/https://www.mindat.org/min-3131.html |archive-date=30 April 2021 |access-date=26 Juni 2023 |publisher=mindata.org}}</ref> ini merupakan sumber bijih vanadium yang signifikan secara ekonomi. Pada tahun 1920, kira-kira dua pertiga dari produksi vanadium dunia dipasok oleh tambang di Peru.<ref>{{cite journal |last1=Allen |first1=M. A. |last2=Butler |first2=G. M. |date=1921 |title=Vanadium |url=https://repository.arizona.edu/bitstream/handle/10150/630042/b-115_vanadium.pdf |url-status=live |journal=University of Arizona |archive-url=https://web.archive.org/web/20210427182032/https://repository.arizona.edu/bitstream/handle/10150/630042/b-115_vanadium.pdf |archive-date=27 April 2021 |access-date=26 Juni 2023}}</ref> Dengan produksi uranium pada tahun 1910-an dan 1920-an dari [[karnotit]] ({{nowrap|K₂(UO₂)₂(VO₄)₂·3H₂O}}), vanadium tersedia sebagai produk sampingan dari produksi uranium. [[Vanadinit]] ({{nowrap|Pb₅(VO₄)₃Cl}}) dan mineral pengandung vanadium lainnya hanya ditambang dalam kasus tidak biasa. Dengan meningkatnya permintaan, sebagian besar produksi vanadium dunia sekarang bersumber dari [[magnetit]] pengandung vanadium yang ditemukan di badan [[gabro]] [[batuan ultramafik|ultramafik]]. Jika [[titanomagnetit]] ini digunakan untuk menghasilkan besi, sebagian besar vanadium masuk ke dalam [[terak]] dan diekstraksi darinya.<ref name="scielo" /><ref>{{cite journal |last1=Hukkanen |first1=E. |last2=Walden |first2=H. |year=1985 |title=The production of vanadium and steel from titanomagnetites |journal=International Journal of Mineral Processing |volume=15 |issue=1–2 |pages=89–102 |bibcode=1985IJMP...15...89H |doi=10.1016/0301-7516(85)90026-2}}</ref><ref name="scielo" />

Logam vanadium diperoleh melalui proses bertahap yang dimulai dengan memanggang bijih yang dihancurkan dengan [[Natrium klorida|NaCl]] atau [[Natrium karbonat|Na₂CO₃]] pada suhu sekitar 850&nbsp;°C untuk menghasilkan [[natrium metavanadat]] (NaVO₃). Sebuah ekstrak berair dari padatan ini diasamkan untuk menghasilkan "kue merah", sebuah garam polivanadat, yang direduksi dengan logam [[kalsium]]. Sebagai alternatif untuk produksi skala kecil, vanadium pentoksida direduksi dengan [[hidrogen]] atau [[magnesium]]. Banyak metode lain yang juga digunakan, di mana vanadium diproduksi sebagai [[produk sampingan]] dari proses lain.<ref name="Moskalyk">{{cite journal |last1=Moskalyk |first1=R.R |last2=Alfantazi |first2=A.M |date=September 2003 |title=Processing of vanadium: a review |journal=Minerals Engineering |volume=16 |issue=9 |pages=793–805 |bibcode=2003MiEng..16..793M |doi=10.1016/S0892-6875(03)00213-9}}</ref> Pemurnian vanadium dimungkinkan melalui [[Proses van Arkel–de Boer|proses batangan kristal]] yang dikembangkan oleh [[Anton Eduard van Arkel|Anton E. van Arkel]] dan [[Jan Hendrik de Boer|Jan H. de Boer]] pada tahun 1925. Proses ini melibatkan pembentukan vanadium iodida, dalam contoh ini [[vanadium(III) iodida]], dan dekomposisi berikutnya untuk menghasilkan logam vanadium murni:<ref>{{cite journal |last1=Carlson |first1=O. N. |last2=Owen |first2=C. V. |date=1961 |title=Preparation of High-Purity Vanadium Metalb by the Iodide Refining Process |url=https://archive.org/details/sim_journal-of-the-electrochemical-society_1961-01_108_1/page/88 |journal=Journal of the Electrochemical Society |volume=108 |issue=1 |pages=88 |doi=10.1149/1.2428019}}</ref>

Beberapa paduan vanadium menunjukkan perilaku superkonduktor. Superkonduktor [[fase A15]] pertama adalah senyawa vanadium, V₃Si, yang ditemukan pada tahun 1952.<ref>{{cite journal |last1=Hardy |first1=George F. |last2=Hulm |first2=John K. |date=15 February 1953 |title=Superconducting Silicides and Germanides |url=https://archive.org/details/sim_physical-review_1953-02-15_89_4/page/884 |journal=Physical Review |volume=89 |issue=4 |pages=884 |bibcode=1953PhRv...89Q.884H |doi=10.1103/PhysRev.89.884}}</ref> Pita [[vanadium–galium]] digunakan dalam magnet [[Superkonduktivitas|superkonduktor]] (17,5&nbsp;[[tesla (satuan)|tesla]] atau 175.000&nbsp;[[gauss (satuan)|gauss]]). Struktur superkonduktor fase A15 dari V₃Ga mirip dengan [[niobium–timah|Nb₃Sn]] dan [[niobium–titanium|Nb₃Ti]] yang lebih umum.<ref>{{cite journal |last1=Markiewicz |first1=W. |last2=Mains |first2=E. |last3=Vankeuren |first3=R. |last4=Wilcox |first4=R. |last5=Rosner |first5=C. |last6=Inoue |first6=H. |last7=Hayashi |first7=C. |last8=Tachikawa |first8=K. |date=January 1977 |title=A 17.5 Tesla superconducting concentric {{chem|Nb|3|Sn}} and {{chem|V|3|Ga}} magnet system |journal=IEEE Transactions on Magnetics |volume=13 |issue=1 |pages=35–37 |doi=10.1109/TMAG.1977.1059431}}</ref>

Vanadium dapat digunakan sebagai pengganti [[molibdenum]] dalam perisai baja, meskipun paduan yang dihasilkan jauh lebih rapuh dan rentan terhadap benturan nonpenetrasi.<ref>{{cite journal |last=Rohrmann |first=B. |year=1985 |title=Vanadium in South Africa (Metal Review Series no. 2) |journal=Journal of the Southern African Institute of Mining and Metallurgy |volume=85 |issue=5 |pages=141–150 |hdl=10520/AJA0038223X_1959}}</ref> Reich Ketiga adalah salah satu pengguna yang paling menonjol dari paduan semacam itu, pada kendaraan lapis baja seperti [[Tiger II]] atau ''[[Jagdtiger]]''.<ref>{{cite journal |last=Overy |first=R. J. |year=1973 |title=Transportation and Rearmament in the Third Reich |url=https://archive.org/details/sim_historical-journal_1973-06_16_2/page/n166 |journal=The Historical Journal |volume=16 |issue=2 |pages=389–409 |doi=10.1017/s0018246x00005926 |s2cid=153437214}}</ref>

Vanadium adalah sebuah komponen penting dari katalis oksida logam campuran yang digunakan dalam oksidasi propana dan propilena menjadi akrolein, asam akrilat<ref>The reaction network in propane oxidation over phase-pure MoVTeNb M1 oxide catalysts. Journal of Catalysis, 311, 369-385 https://pure.mpg.de/rest/items/item_1896844_6/component/file_1896843/content</ref> atau amoksidasi propilena menjadi akrilonitril.<ref>{{cite book |title=Metal Oxides, Chemistry and Applications |url=https://archive.org/details/metaloxideschemi0000unse |date=2006 |publisher=CRC Press |isbn=978-0-8247-2371-2 |editor1-last=Fierro |editor1-first=J. G. L. |pages=415–455[https://archive.org/details/metaloxideschemi0000unse/page/415 415]–455}}</ref>

[[Baterai redoks vanadium]], sejenis [[baterai aliran]], adalah sebuah sel elektrokimia yang terdiri dari ion vanadium berair dalam keadaan oksidasi yang berbeda.<ref>{{cite journal |last1=Joerissen |first1=Ludwig |last2=Garche |first2=Juergen |last3=Fabjan |first3=Ch. |last4=Tomazic |first4=G. |date=Maret 2004 |title=Possible use of vanadium redox-flow batteries for energy storage in small grids and stand-alone photovoltaic systems |journal=Journal of Power Sources |volume=127 |issue=1–2 |pages=98–104 |bibcode=2004JPS...127...98J |doi=10.1016/j.jpowsour.2003.09.066}}</ref><ref name="RychcikSkyllas-Kazacos1988">{{cite journal |last1=Rychcik |first1=M. |last2=Skyllas-Kazacos |first2=M. |date=Januari 1988 |title=Characteristics of a new all-vanadium redox flow battery |url=https://archive.org/details/sim_journal-of-power-sources_1988-01_22_1/page/n66 |journal=Journal of Power Sources |volume=22 |issue=1 |pages=59–67 |bibcode=1988JPS....22...59R |doi=10.1016/0378-7753(88)80005-3}}</ref> Baterai jenis ini pertama kali diusulkan pada tahun 1930-an dan dikembangkan secara komersial sejak tahun 1980-an. Sel-selnya menggunakan keadaan oksidasi formal +5 dan +2. Baterai vanadium redoks digunakan secara komersial untuk [[penyimpanan energi jaringan]].<ref>{{Cite journal |last1=Li |first1=Liyu |last2=Kim |first2=Soowhan |last3=Wang |first3=Wei |last4=Vijayakumar |first4=M. |last5=Nie |first5=Zimin |last6=Chen |first6=Baowei |last7=Zhang |first7=Jianlu |last8=Xia |first8=Guanguang |last9=Hu |first9=Jianzhi |last10=Graff |first10=Gordon |last11=Liu |first11=Jun |last12=Yang |first12=Zhenguo |date=Mei 2011 |title=A Stable Vanadium Redox-Flow Battery with High Energy Density for Large-Scale Energy Storage |journal=Advanced Energy Materials |volume=1 |issue=3 |pages=394–400 |doi=10.1002/aenm.201100008 |s2cid=33277301}}</ref>

[[Vanadat]] dapat digunakan untuk melindungi baja dari karat dan korosi dengan [[pelapisan konversi]].<ref>{{cite journal |last1=Guan |first1=H. |last2=Buchheit |first2=R. G. |date=1 Maret 2004 |title=Corrosion Protection of Aluminum Alloy 2024-T3 by Vanadate Conversion Coatings |url=https://archive.org/details/sim_corrosion_2004-03_60_3/page/n73 |journal=Corrosion |volume=60 |issue=3 |pages=284–296 |doi=10.5006/1.3287733}}</ref> Foil vanadium digunakan untuk melapisi titanium dengan baja karena ia kompatibel dengan besi dan titanium.<ref>{{cite journal |last1=Lositskii |first1=N. T. |last2=Grigor'ev |first2=A. A. |last3=Khitrova |first3=G. V. |date=Desember 1966 |title=Welding of chemical equipment made from two-layer sheet with titanium protective layer (review of foreign literature) |journal=Chemical and Petroleum Engineering |volume=2 |issue=12 |pages=854–856 |doi=10.1007/BF01146317 |s2cid=108903737}}</ref> [[Tangkapan neutron|Penampang lintang penangkapan neutron termal]] yang sedang dan waktu paruh pendek dari isotop yang dihasilkan melalui penangkapan neutron menjadikan vanadium sebagai bahan yang cocok untuk struktur bagian dalam [[tenaga fusi|reaktor fusi]].<ref>{{cite journal |last1=Matsui |first1=H. |last2=Fukumoto |first2=K. |last3=Smith |first3=D.L. |last4=Chung |first4=Hee M. |last5=van Witzenburg |first5=W. |last6=Votinov |first6=S.N. |date=Oktober 1996 |title=Status of vanadium alloys for fusion reactors |url=https://zenodo.org/record/1259631 |url-status=live |journal=Journal of Nuclear Materials |volume=233-237 |pages=92–99 |bibcode=1996JNuM..233...92M |doi=10.1016/S0022-3115(96)00331-5 |archive-url=https://web.archive.org/web/20210215013608/https://zenodo.org/record/1259631 |archive-date=15 Februari 2021 |access-date=27 Juni 2023}}</ref><ref>{{cite web |title=Vanadium Data Sheet |url=http://www.wahchang.com/pages/products/data/pdf/Vanadium.pdf |archive-url=https://web.archive.org/web/20090225153938/http://www.wahchang.com/pages/products/data/pdf/Vanadium.pdf |archive-date=25 Februari 2009 |access-date=27 Juni 2023 |publisher=[[ATI Wah Chang]]}}</ref>

Beberapa spesies [[alga]] laut menghasilkan [[vanadium bromoperoksidase]] serta [[klorida peroksidase|kloroperoksidase]] (yang mungkin menggunakan kofaktor vanadium atau [[heme]]) dan [[tiroid peroksidase|iodoperoksidase]] yang terkait erat. Bromoperoksidase ini dapat menghasilkan sekitar 1–2&nbsp;juta ton [[bromoform]] dan 56.000&nbsp;ton [[bromometana]] setiap tahunnya.<ref>{{cite journal |last1=Gribble |first1=Gordon W. |date=1999 |title=The diversity of naturally occurring organobromine compounds |url=https://archive.org/details/sim_chemical-society-great-britain-chemical-society-reviews_1999-09_28_5/page/n78 |journal=Chemical Society Reviews |volume=28 |issue=5 |pages=335–346 |doi=10.1039/a900201d}}</ref> Sebagian besar [[kimia organobromin|senyawa organobromin]] alami diproduksi oleh enzim ini,<ref>{{cite journal |last1=Butler |first1=Alison |last2=Carter-Franklin |first2=Jayme N. |date=2004 |title=The role of vanadium bromoperoxidase in the biosynthesis of halogenated marine natural products |journal=Natural Product Reports |volume=21 |issue=1 |pages=180–188 |doi=10.1039/b302337k |pmid=15039842}}</ref> mengatalisasi reaksi berikut (R-H adalah substrat hidrokarbon):

Vanadium sangatlah penting untuk [[Urochordata|tunikata]], di mana ia disimpan dalam [[vakuola]] yang sangat diasamkan dari jenis sel darah tertentu, yang disebut [[vanadosit]]. [[Vanabin]] (protein pengikat vanadium) telah diidentifikasi dalam sitoplasma sel tersebut. Konsentrasi vanadium dalam darah tunikata ''[[Ascidiacea]]'' ialah sebanyak 10&nbsp;juta kali lebih tinggi{{specify|date=Juni 2023}}<ref>{{cite journal |last1=Smith |first1=M. J. |date=1989 |title=Vanadium biochemistry: The unknown role of vanadium-containing cells in ascidians (sea squirts) |journal=Experientia |volume=45 |issue=5 |pages=452–7 |doi=10.1007/BF01952027 |pmid=2656286 |s2cid=43534732}}</ref><ref>{{cite journal |last1=MacAra |first1=Ian G. |last2=McLeod |first2=G. C. |last3=Kustin |first3=Kenneth |date=1979 |title=Tunichromes and metal ion accumulation in tunicate blood cells |journal=Comparative Biochemistry and Physiology B |volume=63 |issue=3 |pages=299–302 |doi=10.1016/0305-0491(79)90252-9}}</ref> dari air laut di sekitarnya, yang biasanya mengandung 1&nbsp;hingga 2&nbsp;µg/L.<ref>{{cite journal |last1=Trefry |first1=John H. |last2=Metz |first2=Simone |date=1989 |title=Role of hydrothermal precipitates in the geochemical cycling of vanadium |journal=[[Nature]] |volume=342 |issue=6249 |pages=531–533 |bibcode=1989Natur.342..531T |doi=10.1038/342531a0 |s2cid=4351410}}</ref><ref>{{cite journal |last1=Weiss |first1=H. |last2=Guttman |first2=M. A. |last3=Korkisch |first3=J. |last4=Steffan |first4=I. |date=1977 |title=Comparison of methods for the determination of vanadium in sea-water |journal=Talanta |volume=24 |issue=8 |pages=509–11 |doi=10.1016/0039-9140(77)80035-0 |pmid=18962130}}</ref> Fungsi dari sistem konsentrasi vanadium ini dan protein pengandung vanadium ini masih belum diketahui, tetapi vanadosit kemudian disimpan tepat di bawah permukaan luar tunik, di mana mereka dapat menghalangi [[pemangsaan|pemangsaan]].<ref>{{cite book |last1=Ruppert |first1=Edward E. |title=Invertebrate Zoology |last2=Fox |first2=Richard, S. |last3=Barnes |first3=Robert D. |date=2004 |publisher=Cengage Learning |isbn=978-81-315-0104-7 |edition=7 |pages=947}}</ref>

Kekurangan vanadium akan mengakibatkan berkurangnya pertumbuhan pada tikus.<ref>{{cite journal |last1=Schwarz |first1=Klaus |last2=Milne |first2=David B. |date=22 Oktober 1971 |title=Growth Effects of Vanadium in the Rat |url=https://archive.org/details/sim_science_1971-10-22_174_4007/page/426 |journal=Science |volume=174 |issue=4007 |pages=426–428 |bibcode=1971Sci...174..426S |doi=10.1126/science.174.4007.426 |pmid=5112000 |s2cid=24362265}}</ref> Institut Kedokteran A.S. belum mengonfirmasi apakah vanadium merupakan nutrisi penting bagi manusia, sehingga baik Asupan Kecukupan Gizi ataupun Asupan Adekuat belum ditetapkan. Asupan makanan diperkirakan 6&nbsp;hingga 18&nbsp;µg/hari, dengan kurang dari 5% diserap. [[Asupan Referensi Diet#Parameter|Batas Atas Asupan]] (UL) dari vanadium makanan, di luar itu efek samping dapat terjadi, ditetapkan pada 1,8&nbsp;mg/hari.<ref>Nickel. IN: [https://www.nap.edu/read/10026/chapter/15 Dietary Reference Intakes for Vitamin A, Vitamin K, Arsenic, Boron, Chromium, Copper, Iodine, Iron, Manganese, Molybdenum, Nickel, Silicon, Vanadium, and Copper] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20170922174144/https://www.nap.edu/read/10026/chapter/15|date=22 September 2017}}. National Academy Press. 2001, hlm. 532–543.</ref>

Senyawa vanadium diserap dengan buruk melalui sistem pencernaan. Menghirup vanadium dan senyawa vanadium dapat menyebabkan efek buruk pada sistem pernapasan.<ref>{{cite book |last=Sax |first=N. I. |title=Dangerous Properties of Industrial Materials |date=1984 |publisher=Van Nostrand Reinhold |edition=6 |pages=2717–2720}}</ref><ref name="ress">{{cite journal |last1=Ress |first1=N. B. |last2=Chou |first2=B. J. |last3=Renne |first3=R. A. |last4=Dill |first4=J. A. |last5=Miller |first5=R. A. |last6=Roycroft |first6=J. H. |last7=Hailey |first7=J. R. |last8=Haseman |first8=J. K. |last9=Bucher |first9=J. R. |date=1 Agustus 2003 |title=Carcinogenicity of Inhaled Vanadium Pentoxide in F344/N Rats and B6C3F1 Mice |journal=Toxicological Sciences |volume=74 |issue=2 |pages=287–296 |doi=10.1093/toxsci/kfg136 |pmid=12773761}}</ref><ref>{{cite journal |last1=Wörle-Knirsch |first1=Jörg M. |last2=Kern |first2=Katrin |last3=Schleh |first3=Carsten |last4=Adelhelm |first4=Christel |last5=Feldmann |first5=Claus |last6=Krug |first6=Harald F. |name-list-style=amp |date=2007 |title=Nanoparticulate Vanadium Oxide Potentiated Vanadium Toxicity in Human Lung Cells |journal=Environmental Science and Technology |volume=41 |issue=1 |pages=331–336 |bibcode=2007EnST...41..331W |doi=10.1021/es061140x |pmid=17265967}}</ref> Namun, data kuantitatif tidak cukup untuk mendapatkan dosis referensi inhalasi subkronis atau kronis. Efek lainnya telah dilaporkan setelah paparan oral atau inhalasi pada parameter darah,<ref>{{cite journal |last1=Ścibior |first1=A. |last2=Zaporowska |first2=H. |last3=Ostrowski |first3=J. |date=2006 |title=Selected haematological and biochemical parameters of blood in rats after subchronic administration of vanadium and/or magnesium in drinking water |url=https://archive.org/details/sim_archives-of-environmental-contamination-and-toxicology_2006-08_51_2/page/n136 |journal=Archives of Environmental Contamination and Toxicology |volume=51 |issue=2 |pages=287–295 |doi=10.1007/s00244-005-0126-4 |pmid=16783625 |s2cid=43805930}}</ref><ref>{{cite journal |last1=González-Villalva |first1=Adriana |last2=Fortoul |first2=Teresa I |last3=Avila-Costa |first3=Maria Rosa |last4=Piñón-Zarate |first4=Gabriela |last5=Rodriguez-Lara |first5=Vianey |last6=Martínez-Levy |first6=Gabriela |last7=Rojas-Lemus |first7=Marcela |last8=Bizarro-Nevarez |first8=Patricia |last9=Díaz-Bech |first9=Patricia |last10=Mussali-Galante |first10=Patricia |last11=Colin-Barenque |first11=Laura |date=April 2006 |title=Thrombocytosis induced in mice after subacute and subchronic V2O5 inhalation |journal=Toxicology and Industrial Health |volume=22 |issue=3 |pages=113–116 |doi=10.1191/0748233706th250oa |pmid=16716040 |s2cid=9986509}}</ref> hati,<ref>{{cite journal |last1=Kobayashi |first1=Kazuo |last2=Himeno |first2=Seiichiro |last3=Satoh |first3=Masahiko |last4=Kuroda |first4=Junji |last5=Shibata |first5=Nobuo |last6=Seko |first6=Yoshiyuki |last7=Hasegawa |first7=Tatsuya |date=2006 |title=Pentavalent vanadium induces hepatic metallothionein through interleukin-6-dependent and -independent mechanisms |journal=Toxicology |volume=228 |issue=2–3 |pages=162–170 |doi=10.1016/j.tox.2006.08.022 |pmid=16987576}}</ref> perkembangan saraf,<ref>{{cite journal |last1=Soazo |first1=Marina |last2=Garcia |first2=Graciela Beatriz |date=2007 |title=Vanadium exposure through lactation produces behavioral alterations and CNS myelin deficit in neonatal rats |journal=Neurotoxicology and Teratology |volume=29 |issue=4 |pages=503–510 |doi=10.1016/j.ntt.2007.03.001 |pmid=17493788}}</ref> dan organ lain<ref>{{cite journal |last1=Barceloux |first1=Donald G. |year=1999 |title=Vanadium |journal=Clinical Toxicology |volume=37 |issue=2 |pages=265–278 |doi=10.1081/CLT-100102425 |pmid=10382561}}</ref> pada tikus.