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.