Vanadium: Fakta, Sejarah, Sumber, Isotop, dan Kegunaan

WANIBESAKc - Vanadium adalah unsur kimia dengan simbol V dan nomor atom 23.

Vanadium merupakan logam transisi yang keras, berwarna abu-abu keperakan, ulet, dan mudah dibentuk. Beberapa sumber menggambarkan vanadium sebagai logam yang lunak, mungkin karena ia bersifat ulet, mudah dibentuk, dan tidak rapuh. Meskipun logam vanadium kurang terkenal, namun ia sangat berharga di industri manufaktur karena sifatnya yang tahan air, ulet, dan tahan korosi.

Gambar Unsur Vanadiun (Sumber gambar Wikipedia.org)

ISOTOP DAN KELIMPAHAN

1. Vanadium yang terbentuk secara alami terdiri dari satu isotop stabil, V-51, dan satu isotop radioaktif, V-50, yang memiliki waktu paruh 1,5 × 10¹⁷ tahun dan kelimpahan alami sebesar 0,25%. Dua puluh empat radioisotop buatan telah ditandai, dengan massa mulai dari 40 sampai 65. Isotop yang paling stabil adalah V-49 dengan waktu paruh 330 hari, dan V-48 dengan waktu paruh 16 hari. Isotop radioaktif yang tersisa memiliki waktu paruh lebih pendek dari satu jam, paling di bawah 10 detik.

2. Vanadium adalah unsur paling banyak ke-20 di kerak bumi. Walaupun demikian logam vanadium murni jarang ditemukan di alam. Senyawa vanadium terbentuk secara alami pada sekitar 65 mineral yang berbeda. 

3. Sebagian besar produksi vanadium di dunia bersumber dari magnetite vanadium.

4. Vanadium juga hadir dalam bauksit, deposit minyak mentah, batubara, dan pasir tar.

5. Di dalam minyak mentah, konsentrasi vanadium bisa mecapai 1200 ppm. Pembakaran minyak yang mengandung vanadium dapat menyebabkan korosi pada mesin dan boiler. Setiap tahun, diperkirakan 110.000 ton vanadium dilepaskan ke atmosfer karena pembakaran bahan bakar fosil. Zaman sekarang mungkin sudah berkurang karena telah ada berbagai teknologi modern yang bisa digunakan untuk membersihkan berbagai pengotor yang ada.

Gambar larutan ion vanadium.

From left:

- [V(H₂O)₆]²⁺ (lilac)
- [V(H₂O)₆]³⁺ (green)
- [VO(H₂O)₅]²⁺ (blue)
 - [VO(H₂O)₅]³⁺ (yellow)
(Sumber Gambar Wikipedia.org)

PENEMUAN

6. Menurut Royal Society of Chemistry,  Vanadium ditemukan dua kali. Pada tahun 1801, Andrés Manuel del Rio, profesor mineralogi di Mexico City, menemukan vanadium dalam spesimen vanadite. Dia mengirim sampel unsur (yang dia beri nama eritronium) beserta sebuah surat yang menjelaskan metodenya ke Institut de France untuk memeriksa dan mengkonfirmasi. Tragisnya, surat tersebut hilang dalam sebuah kapal karam. Institute hanya menerima sampelnya, bersama dengan sebuah catatan singkat yang memberitahu mereka bahwa unsur baru tersebut menyerupai kromium. Institut menyimpulkan bahwa sampel tersebut merupakan mineral kromium, sehingga del Rio menarik klaimnya.

Kemudian, pada tahun 1830, vanadium ditemukan kembali oleh ahli kimia Swedia Nils Gabriel Sefstrôm saat ia menganalisis sampel besi dari sebuah tambang di Swedia. Mungkin terinspirasi oleh unsur senyawa yang berwarna indah itu, Sefström menamai unsur vanadium setelah dewi Old Nordia Vanadis, nama Norse tua untuk Freya, yang terkait dengan kecantikan dan kesuburan.

Vanadium akhirnya diisolasi pada tahun 1867 oleh ahli kimia Inggris Sir Henry Enfield Roscoe saat ia menggabungkan vanadium triklorida (VCl₃) dengan gas hidrogen (H₂).

KEGUNAAN

7. Senyawa vanadium yang paling penting secara komersial adalah vanadium pentoksida (V₂O₅). Senyawa ini digunakan sebagai katalis dalam produksi asam sulfat. Kehadiran senyawa ini akan mempercepat reaksi oksidasi belerang dioksida (SO₂) menjadi belerang trioksida (SO₃). Dalam reaksi redoks tersebut, belerang dioksidasi dari +4 menjadi +6, dan vanadium mengalami reduksi dari +5 menjadi +4.

Persamaan reaksi:

V₂O₅ + SO₂ → 2VO₂ + SO₃

Katalis yang terlibat diregenerasi melalui oksidasi dengan udara:

2VO₂ + O₂ → V₂O₅

Oksidasi serupa digunakan dalam produksi anhidrida maleat, anhidrida ftalat, dan beberapa senyawa organik lainnya.

8. Peningkatan kekuatan baja yang mengandung sejumlah kecil vanadium ditemukan pada awal abad ke-20. Oleh sebab itu, sekitar 85% vanadium yang dihasilkan digunakan dalam pembuatan baja ferrovanadium yang tahan panas, tahan gempa, dan tahan korosi.

9. Baja vanadium banyak digunakan pada as roda, roda gigi, rangka sepeda, gergaji bundar, bor, turbin mesin dan bagian bergerak lainnya yang menghasilkan tingkat panas tinggi. Hal ini disebabkan baja vanadium mampu mempertahankan kekerasannya pada suhu tinggi.

10. Baja Vanadium kuat dan tahan panas karena membentuk nitrida dan karbida yang stabil stabil.

11. Ada dua kelompok paduan baja vanadium yaitu: 

- Paduan baja karbon tinggi mengandung vanadium sekitar 0,15% sampai 0,25%.

- Baja perkakas berkecepatan tinggi (HSS) memiliki kandungan vanadium sekitar 1% sampai 5%. Baja HSS digunakan dalam instrumen bedah.

12. Kehadiran Vanadium dapat menstabilkan bentuk beta titanium sehingga meningkatkan kekuatan dan stabilitas suhu titanium.

13. Vanadium yang dicampur dengan aluminium dengan paduan titanium, digunakan pada mesin jet, pelacak udara berkecepatan tinggi dan implan gigi.

Paduan umum lainnya, yang diproduksi dalam bentuk lembaran adalah paduan titanium dengan aluminium 6% dan vanadium 4%.

14. Beberapa paduan vanadium menunjukkan perilaku superkonduktor. Superkonduktor fase A15 pertama adalah senyawa vanadium, V3Si, yang ditemukan pada tahun 1952.

EFEK KESEHATAN

15. Kekurangan vanadium dalam makanan dapat mengakibatkan berkurangnya pertumbuhan pada tikus. Walaupun demikian, Institut Kedokteran AS belum mengkonfirmasi bahwa vanadium adalah nutrisi penting bagi manusia.

16. Sangat sedikit studi vanadium yang melibatkan manusia, kebanyakan dilakukan pada hewan. Oleh sebab itu, vanadium tidak direkomendasikan untuk penyakit atau kondisi kesehatan tertentu. Namun, beberapa penelitian pada hewan dan beberapa penelitian kecil menunjukkan bahwa vanadium dapat menurunkan kadar gula darah dan meningkatkan sensitivitas insulin pada pasien diabetes tipe 2. (University of Maryland Medical Center).

17. Vanadium dijual sebagai suplemen binaraga yang biasanya berbentuk vanadyl sulfate. Suplemen ini dipasarkan sebagai cara untuk meningkatkan serapan otot glukosa dan asam amino dan meningkatkan sintesis glikogen dan protein. Namun, menurut beberapa penelitian ilmiah, vanadium tampaknya tidak meningkatkan aktivitas insulin pada orang sehat, hanya pada penderita diabetes. (Ensiklopedia.com).

18. Vanadium ditemukan dalam jumlah  kecil pada berbagai jenis makanan, termasuk jamur, lada hitam, peterseli, kerang, bir, anggur, dan gandum. Ketika kita mengkonsumsi makanan yang seimbang, maka kita telah mengkonsumsi 0,01 miligram per hari, dan ini lebih dari cukup untuk kebutuhan biologis kita. (Royal Society of Chemistry).

19. Semua senyawa vanadium harus dianggap beracun. VOSO₄ tetraverid dilaporkan sekitar 5 kali lebih beracun daripada trivalen V₂O₃. Administrasi Keselamatan dan Kesehatan Kerja (OSHA) telah menetapkan batas paparan 0,05 mg/m3 untuk debu vanadium pentoksida dan 0,1 mg/m3 untuk asap vanadium pentoksida di udara di tempat kerja selama 8 jam kerja.

20. Institut Nasional untuk Keselamatan dan Kesehatan Kerja (NIOSH) merekomendasikan 35 mg/m3 vanadium dianggap berbahaya bagi kehidupan dan kesehatan, yang kemungkinan menyebabkan masalah kesehatan permanen atau kematian.

21. Senyawa vanadium kurang diserap melalui sistem gastrointestinal. Penghirupan senyawa vanadium dan debu vanadium terutama menghasilkan efek buruk pada sistem pernafasan.

SUMBER REFERENSI

---- Wikipedia. Vanadium. Online. (en.m.wikipedia.org/wiki/Vanadium) diakses pada Selasa, 23 Januari 2018.

----- Traci Pedersen. 2017. Facts About Vanadium. Online. (www.livescience.com/29155-vanadium.html) diakses pada Selasa, 23 Januari 2018.