What is バナジウム?
バナジウム (symbol V) is element 23 on the periodic table, a 遷移金属 in period 4, group 5. A transition metal that turns four different colours in solution depending on its oxidation state. At room temperature it is a solid.
物語
バナジウムとは何か、そしてどのように発見されたか
バナジウムは、普通の鋼を超高強度鋼へと変える秘密の成分です。この銀灰色の遷移金属は比較的知られていないかもしれませんが、現代のインフラに絶対に欠かせません。鋼にわずか0.1%のバナジウムを加えるだけで、柔軟性を保ちながら強度が最大100%向上します。まるで金属に超能力を加えるようなものです！ 1801年にスペイン系メキシコ人の科学者Andrés Manuel del Ríoによって発見されたバナジウムは、周期表の中でも特に色彩豊かな化学史を持つ元素の一つです。Del Ríoは当初、化合物を加熱すると赤色に変わったため、ギリシャ語で赤を意味する語に由来して「erythronium」と名付けました。しかし、他の化学者から実際にはクロムを発見したのだと説得され、主張を撤回しました。30年後の1831年、スウェーデンの化学者Nils Gabriel Sefströmがこの元素を再発見し、美しい多彩な化合物にちなんで、北欧神話の美の女神Vanadisからバナジウムと名付けました。 バナジウムを非常に興味深いものにしているのは、化合物を形成する際の驚くべき多様性です。バナジウムは-1から+5までの酸化数を取り、紫色（V²⁺）、緑色（V³⁺）、青色（V⁴⁺）、黄色（V⁵⁺）という虹のような色を生み出します。そのため、バナジウム化合物は化学反応の触媒や、セラミックスおよびガラスの顔料として利用されています。 バナジウムには、注目すべき生物学的性質もあります。ホヤのような一部の海洋生物には不可欠で、ホヤは海水の1000万倍もの濃度で血液中にバナジウムを蓄積します。バナジウムが人間の血糖値の調節を助ける可能性を示す研究もあり、糖尿病治療への応用が研究されています。 この元素はエネルギー貯蔵でも有望です。バナジウムレドックスフロー電池は、再生可能エネルギーシステム向けに膨大な量のエネルギーを貯蔵でき、劣化がほとんどないまま20年以上使用できます。太陽光や風力の電力を貯蔵するのに最適です！
The discovery of バナジウム
二度発見された元素
バナジウムの発見には、複数の研究者、誤った出発点、そして高度な分析技術による最終的な確認が関わっていました。これは、複雑な鉱物中から新元素を特定する難しさを示しています。
Del Ríoによるメキシコでの発見
Andrés Manuel del Río（1764-1849）はスペイン系メキシコ人の鉱物学者で、1801年にメキシコのシマパン産鉛鉱石を分析中、初めてバナジウムを発見しました。Del Ríoは、化学処理の条件によって鉱物試料が赤、黄色、緑、青の色鮮やかな溶液を生じることを観察しました。
Del Ríoは当初、多彩な化合物にちなんで、発見した元素を「panchromium」（「すべての色」を意味する）と名付けました。その後、特定の溶液が赤色を示すことに気づき、ギリシャ語で赤を意味する「erythros」に由来する「erythronium」へ改名しました。
悲劇的な疑念
Del Ríoが確認のために試料をヨーロッパの化学者へ送ったところ、彼らは誤ってその元素を不純なクロムと同定しました。この誤同定によってDel Ríoは自分の発見を疑い、悲しいことに主張を撤回しました。科学界はこの誤った評価を受け入れ、Del Ríoが本来受けるべき評価を30年間奪いました。
Sefströmによる再発見
Nils Gabriel Sefström（1787-1845）は、ファールンの製鉄所で働いていたスウェーデンの化学者です。1830年、鉄鉱石のスラグを分析している際にバナジウムを再発見しました。彼の体系的な化学分析によって、数十年前にDel Ríoが観察したものと同じ色鮮やかな化合物を生じる未知の元素が明らかになりました。
Sefströmは、美、愛、豊穣の北欧神話の女神Vanadis（Freyjaとしても知られています）にちなんで、この元素を「vanadium」と名付けました。この名称は、深い赤色から鮮やかな黄色や緑色まで、バナジウム化合物の美しい色を反映しています。
歴史的な名誉回復
Sefströmの研究が知られるようになると、Del Ríoの先取権がついに認められました。科学界は、実際にはDel Ríoが先にバナジウムを発見していたことを認めましたが、Sefströmの命名した名前は標準名として残りました。この認定によって、Del Ríoは化学史における地位を取り戻し、綿密な分析による確認の重要性が浮き彫りになりました。
純金属の単離
Henry Roscoeは1867年、二塩化バナジウムを水素で還元して初めて純粋なバナジウム金属を製造しましたが、その製品にはかなりの不純物が含まれていました。John Wesley MardenとMalcolm Richは1927年、五酸化バナジウムをカルシウムで還元する方法により高純度のバナジウム金属を得て、バナジウムの注目すべき性質を体系的に研究できるようにしました。