วาเนเดียม

ตอบ: วานาเดียมเป็นโลหะทรานซิชันที่มีสัญลักษณ์ V และเลขอะตอม 23 เป็นองค์ประกอบที่มีความแข็ง สีเทาเงิน และอ่อนตัวได้ ซึ่งทนทานต่อการกัดกร่อน กรด ด่าง และน้ำเกลือ

วาเนเดียมไม่ค่อยพบในธรรมชาติ แต่เป็นโลหะทรานซิชันที่มีมากเป็นอันดับห้าในเปลือกโลก

มักพบในแร่ที่มีไททาเนียมและเหล็ก และในถ่านหินและน้ำมัน

ตอบ: วาเนเดียมสามารถส่งผลต่อสุขภาพของมนุษย์ได้ดังต่อไปนี้:

• การสูดดม: การสูดอากาศด้วยวาเนเดียมเพนท็อกไซด์อาจทำให้ไอเป็นเวลานานหลายวัน
• ติดต่อ: สามารถระคายเคืองต่อผิวหนังและดวงตาได้
• การได้รับสารในปริมาณมาก: อาจทำให้เกิดอาการคลื่นไส้ อาเจียน ปวดท้อง และลิ้นเปลี่ยนเป็นสีเขียวได้

ตอบ: การศึกษาในสัตว์และมนุษย์บางชิ้นแนะนำว่าวาเนเดียมอาจ:

• ลดระดับน้ำตาลในเลือด
• ปรับปรุงความไวต่ออินซูลินในผู้ป่วยเบาหวานชนิดที่ 2
• ลดคอเลสเตอรอลรวมและ LDL ("ไม่ดี")

A:

• วาเนเดียมสามารถใช้ทำโลหะผสมเหล็ก สำหรับใช้ในยานอวกาศ เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ และเรือบรรทุกเครื่องบิน เป็นต้น
• ความแข็งแกร่งของโลหะผสมเหล็กวานาเดียมหมายความว่าเหมาะสมอย่างยิ่งกับการสร้างเครื่องมือ เพลา ก้านลูกสูบ และใช้เป็นคานในการก่อสร้าง
• ในแบตเตอรี่วานาเดียมโฟลว์ (VFB) วาเนเดียมถูกใช้เพื่อสร้างโซลูชันที่เชื่อถือได้ ปลอดภัย และมีเสถียรภาพสำหรับการจัดเก็บพลังงานหมุนเวียน
• วานาเดียมสามารถนำมาใช้เป็นเม็ดสีในเซรามิกได้
• วานาเดียมเพนท็อกไซด์สามารถใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในการผลิตสีย้อมและผ้าพิมพ์
• แม่เหล็กตัวนำยิ่งยวดสามารถทำจากเทปวาเนเดียมแกลเลียม
• วานาเดียมออกไซด์ใช้ในการผลิตกรดซัลฟิวริก
• ในวงการแพทย์ วาเนเดียมใช้ในการรักษาโรคต่างๆ รวมถึงโรคเบาหวาน โรคหัวใจ และคอเลสเตอรอลสูง นอกจากนี้ยังใช้ในแคโทดของแบตเตอรี่สำหรับเครื่องกระตุ้นหัวใจด้วยไฟฟ้าแบบฝังด้วย
• การวิจัยกำลังดำเนินการเพื่อใช้วานาเดียมในแคโทดของแบตเตอรี่สำหรับรถยนต์ไฟฟ้า
• นักวิทยาศาสตร์ได้ใช้คุณสมบัติเฉพาะของวานาเดียมในการผลิตหน้าต่างอัจฉริยะซึ่งสามารถล็อคความร้อนในช่วงฤดูร้อนและกักเก็บความร้อนภายในเมื่อสภาพอากาศเย็นลง

A:

• ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมโลหะ เคมี และอุตสาหกรรมอื่น ๆ ส่วนใหญ่ใช้สำหรับการถลุงเหล็กวานาเดียม
• เป็นสารเติมแต่งโลหะผสม ซึ่งคิดเป็นสัดส่วนมากกว่า 80% ของปริมาณการใช้วานาเดียมเพนท็อกไซด์ทั้งหมด
• รองลงมาคือตัวเร่งปฏิกิริยา กล่าวคือ ตัวเร่งปฏิกิริยา คิดเป็นประมาณ 10% ของทั้งหมด
• สารเคมีอนินทรีย์ สารเคมี สารเคลือบฟัน และวัสดุแม่เหล็กคิดเป็นประมาณ 10% ของทั้งหมด

ตอบ: วานาเดียมเพนท็อกไซด์เป็นพิษมากกว่ารูปแบบของธาตุ การสัมผัสกับฝุ่นและควันวาเนเดียมเพนท็อกไซด์เรื้อรังอาจทำให้เกิด:

• ระคายเคืองอย่างรุนแรงต่อดวงตา ผิวหนัง และทางเดินหายใจส่วนบน
• การอักเสบอย่างต่อเนื่องของหลอดลมและหลอดลม
• อาการบวมน้ำที่ปอด
• พิษจากระบบ

ตอบ: หน่วยงานระหว่างประเทศเพื่อการวิจัยโรคมะเร็ง (IARC) ได้จัดวานาเดียมเพนท็อกไซด์ว่าเป็นสารก่อมะเร็งในมนุษย์ โดยพิจารณาจากหลักฐานของมะเร็งปอดในหนูที่สัมผัส

ตอบ: วานาเดียมสามารถพบได้ในสภาพแวดล้อมในสาหร่าย พืช สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง ปลา และสายพันธุ์อื่นๆ อีกมากมาย ในหอยแมลงภู่และปูวานาเดียมจะสะสมทางชีวภาพอย่างรุนแรง ซึ่งสามารถนำไปสู่ความเข้มข้นที่มากกว่าความเข้มข้นที่พบในน้ำทะเลประมาณ 105 ถึง 106 เท่า

วาเนเดียมทำให้เกิดการยับยั้งเอนไซม์บางชนิดในสัตว์ซึ่งมีผลกระทบทางระบบประสาทหลายอย่าง ถัดจากผลทางระบบประสาทวานาเดียมอาจทำให้เกิดความผิดปกติของการหายใจ, อัมพาตและผลเสียต่อตับและไต

การทดสอบในห้องปฏิบัติการกับสัตว์ทดสอบแสดงให้เห็นว่าวานาเดียมสามารถก่อให้เกิดอันตรายต่อระบบสืบพันธุ์ของสัตว์ตัวผู้ และสะสมอยู่ในรกของตัวเมีย

วาเนเดียมอาจทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลง DNA ได้ในบางกรณี แต่ไม่สามารถทำให้เกิดมะเร็งในสัตว์ได้

ตอบ: วานาเดียมพบได้ในเนื้อเยื่อของร่างกายมนุษย์ทั้งหมด Byrne และ Kosta ในปี 1978 รายงานความเข้มข้นของวานาเดียมในไต ตับ และกล้ามเนื้อ

A:

• วานาเดียมมีอยู่ในอาหารเสริมบางชนิด ปรึกษาแพทย์ก่อนรับประทานอาหารเสริมที่มีวานาเดียมเพื่อดูว่าผลิตภัณฑ์เหล่านั้นเหมาะสมกับคุณหรือไม่ อาหารเสริมควรเก็บให้พ้นมือเด็ก
• วาเนเดียมเป็นส่วนประกอบของควันบุหรี่ หลีกเลี่ยงการสูบบุหรี่ในพื้นที่ปิด เช่น ในบ้านหรือในรถยนต์ เพื่อจำกัดการสัมผัสกับเด็กและสมาชิกคนอื่นๆ ในครอบครัว

A:

• การรับประทานอาหารที่มีวานาเดียมสูงจะพบได้ในอาหารทะเล วานาเดียมพบได้ในผลิตภัณฑ์เสริมอาหารบางชนิด
• อากาศหายใจใกล้กับอุตสาหกรรมที่เผาน้ำมันเชื้อเพลิงหรือถ่านหิน อุตสาหกรรมเหล่านี้ปล่อยวาเนเดียมออกไซด์ออกสู่อากาศ
• ทำงานในอุตสาหกรรมที่แปรรูปวาเนเดียมหรือผลิตผลิตภัณฑ์ที่มีวาเนเดียม
• หายใจเอาอากาศที่ปนเปื้อนหรือดื่มน้ำที่ปนเปื้อนใกล้บริเวณของเสียหรือหลุมฝังกลบที่มีวานาเดียม
• สูดควันบุหรี่.
• วาเนเดียมไม่สามารถดูดซึมโดยร่างกายได้ง่ายจากกระเพาะอาหาร ลำไส้ หรือสัมผัสกับผิวหนัง

ตอบ: ผลกระทบต่อสุขภาพในเด็กคาดว่าจะคล้ายคลึงกับผลกระทบที่พบในผู้ใหญ่

การศึกษาในสัตว์ที่สัมผัสระหว่างตั้งครรภ์แสดงให้เห็นว่าวานาเดียมอาจทำให้การเจริญเติบโตลดลงและเพิ่มการเกิดความพิการแต่กำเนิดได้ ผลกระทบเหล่านี้มักสังเกตได้ในระดับที่ก่อให้เกิดผลกระทบต่อมารดา นอกจากนี้ยังพบผลกระทบเมื่อได้รับวาเนเดียมในปริมาณที่ไม่ก่อให้เกิดผลกระทบต่อมารดา

ตอบ: การใช้วาเนเดียมหลักห้าประการ ได้แก่:

• การผลิตโลหะผสม
• ภายในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์
• วานาเดียมออกไซด์ใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในการผลิตกรดซัลฟิวริก
• วานาเดียมออกไซด์บางครั้งใช้เป็นสีย้อม
• วานาเดียมเป็นแร่ธาตุรองในอาหารของมนุษย์ และใช้สำหรับการเจริญเติบโตของกระดูก

ตอบ: วาเนเดียมถูกจัดประเภทเป็นธาตุที่มีความอุดมสมบูรณ์ 0.019 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนักบนเปลือกโลก ทำให้วาเนเดียมเป็นธาตุที่มีความอุดมสมบูรณ์มากเป็นอันดับ 20 ที่พบในโลก ในธรรมชาติมักพบร่วมกับธาตุอื่นๆ ในแร่ธาตุ เช่นเดียวกับในหินฟอสเฟต ถ่านหิน และปิโตรเลียม สกัดโดยจีน รัสเซีย และแอฟริกาใต้เป็นหลัก

ตอบ: คุณสมบัติทางกายภาพของวานาเดียม:

• วาเนเดียมมีจุดหลอมเหลว 1910 องศาเซลเซียส และจุดเดือด 3407 องศาเซลเซียส มีอยู่ในรูปของแข็งที่อุณหภูมิห้อง
• วานาเดียมมีความหนาแน่น 6.1 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร มักเรียกกันว่าโลหะหนัก ซึ่งเป็นธาตุโลหะที่มีความหนาแน่นมากกว่า 5 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร
• วานาเดียมบริสุทธิ์มีสีเทา-ขาวและมีลักษณะเป็นมันเงา
• วานาเดียมมีความเหนียว (สามารถดึงออกเป็นเส้นลวดบางๆ ได้) และมีความอ่อนตัวได้ (สามารถตีหรืออัดให้เป็นรูปทรงได้)
• ตามที่กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ วานาเดียมได้รับชื่อเนื่องจากสารประกอบที่มีสีสัน วาเนเดียมก่อให้เกิดออกไซด์ที่มีสีต่างกันขึ้นอยู่กับสถานะออกซิเดชันที่ต่างกัน เหล่านี้รวมถึงวานาเดียม (II) ออกไซด์ (สีม่วง), วานาเดียม (III) ออกไซด์ (สีเขียว), วานาเดียม (IV) ออกไซด์ (สีน้ำเงิน) และวานาเดียม (V) ออกไซด์ (สีเหลือง)

ตอบ: คุณสมบัติทางเคมีที่สำคัญของวานาเดียมมีดังนี้:

• วานาเดียมทำปฏิกิริยากับออกซิเจนในอากาศเมื่อถูกความร้อนจนเกิดเป็นวานาเดียมออกไซด์ (V) เป็นหลัก หรือเรียกอีกอย่างว่าวานาเดียมเพนท็อกไซด์ อย่างไรก็ตาม ตัวอย่างของวานาเดียมออกไซด์ยังรวมถึงโมเลกุลของวานาเดียมที่ทำปฏิกิริยากับออกซิเจนในสถานะออกซิเดชัน 3+ จนเกิดเป็นวานาเดียม (III) ออกไซด์ หรือที่เรียกว่าวานาเดียมเซสควิออกไซด์ และอยู่ในสถานะออกซิเดชัน 4+ จึงจะเกิดวานาเดียม (IV) ออกไซด์ หรือเรียกอีกอย่างว่าวานาเดียมไดออกไซด์ ชั้นบางของวานาเดียมออกไซด์จะเกิดขึ้นบนพื้นผิวของตัวอย่างวานาเดียมที่สัมผัสกับอากาศ ซึ่งช่วยป้องกันการกัดกร่อนในอากาศหรือน้ำต่อไป
• ไอโซโทปวานาเดียมที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติสองไอโซโทปคือ: วานาเดียม{{0}} (ความอุดมสมบูรณ์ 0.25%) และวานาเดียม-51 (ความอุดมสมบูรณ์ 99.75%)
• วานาเดียมทำปฏิกิริยากับฟลูออรีนเมื่อมีความร้อนจนเกิดเป็นวานาเดียม (V) ฟลูออไรด์ ซึ่งเรียกอีกอย่างว่าวานาเดียมเพนทาฟลูออไรด์
• แม้ว่าวาเนเดียมจะถือว่าเป็นพิษหากรับประทานในปริมาณมาก โดยเฉลี่ยแล้วมนุษย์รับประทานวานาเดียม 0.01 มก. ในอาหารประจำวัน ซึ่งใช้สำหรับการเจริญเติบโตของกระดูกเป็นหลัก