Оксид ванадію(V)

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук
Оксид ванадію(V)
Vanadium(V)oxide.svg
Vanadium pentoxide powder.jpg
Назва за IUPAC ванадій(V) оксид, диванадій пентаоксид
Інші назви ванадієвий ангідрид
Ідентифікатори
Номер CAS 1314-62-1
Номер EINECS 215-239-8
Властивості
Молекулярна формула V2O5
Молярна маса 181,880 г/моль
Зовнішній вигляд жовто-коричневі кристали
Густина 3,35 г/см³
Тпл 670 °C
Ткип 1800 °C (розкл.)
Розчинність (вода) 0,7 г/кг
Структура
Кристалічна структура ортогональна
Термохімія
Ст. ентальпія
утворення
ΔfHo298
-1550 кДж/моль
Ст. ентропія So298 130 Дж/(моль·K)
Теплоємність, cop 130,6 Дж/(моль·K)
Небезпеки
R-фрази Шаблон:R20/22, R37, Шаблон:R48/23, R51/53, Шаблон:R63, Шаблон:R68
Якщо не зазначено інше, дані приведені для речовин у стандартному стані (за 25 °C, 100 кПа)
Інструкція з використання шаблону
Примітки картки

Окси́д вана́дію(V), вана́дій(V) окси́д — неорганічна сполука ряду оксидів складу V2O5. За звичайних умов — жовто-коричневий порошок, малорозчинний у воді. Речовина є токсичною. Проявляє амфотерні властивості з переважанням кислотних.

Оксид ванадію — найважливіша ванадієвмісна сполука. Він застосовується у виготовленні каталізаторів, спеціального скла, пігментів.

Поширення у природі[ред.ред. код]

Оскільки оксид ванадію легко утворює гідрати, у мінеральних покладах він перебуває саме у сполученні з водою — для нього відомі гідрати алаїт V2O5·H2O і навахоїт V2O5·3H2O.

Також він входить до складу природних ванадатів: ванадиніту 3Pb3(VO4)2·PbCl2, карнотиту K2(UO2)2[VO4]2·3H2O, деклуазиту (Zn,Cu)Pb(VO4)(OH), ферваніту FeVO4·2H2O, пухериту BiVO4 тощо.

Фізичні властивості[ред.ред. код]

Оксид ванадію — отруйний порошок без запаху і смаку. Його колір коливається від помаранчево-жовтого до цегляно-коричневого. При охолодженні з рідкого стану він кристалізується у червонуваті ромбічні голки за слабкими парамагнітними властивостями.

Оксид ванадію займає проміжне положення у порівнянні з вищими оксидами 4 і 6 груп свого періоду — TiO2 і CrO3. Зокрема, він є менш температурно стійким, аніж оксид титану, і стійкішим за оксид хрому.

Отримання[ред.ред. код]

Основним способом синтезу оксиду ванадію є термічне розкладання ванадатів амонію на повітрі:

Також застосовується спалювання порошку ванадію у струмені кисню під тиском:

Менш поширеними способами є термічне розкладання і гідроліз сполук ванадилу:

Хімічні властивості[ред.ред. код]

Оксид ванадію(V) є відносно малостійким оксидом, при нагріванні він плавиться і розкладається — із утворенням оксиду ванадію(IV):

(домішки V6O13)
Осад гідрату оксиду

Він практично не реагує з водою, із розчину осаджується у вигляді гідрату V2O5·nH2O (n=1, 2, 3).

У взаємодіях оксид проявляє амфотерні властивості, зі значною перевагою кислотних. V2O5 є більш кислотним оксидом і сильнішим окисником, ніж сусідній оксид титану(IV), але слабшим, ніж оксид хрому(VI).

Окрім катіонів ванадилу у сильнокислих розчинах і ортованадат-аніонів у сильнолужних, у розчинах проміжної кислотності можуть також утворюватися частинки (VO3)-, (HVO4)2-, (V3O9)3-, (V4O12)5-, (V10O28)6- та інші.

При нагріванні оксид взаємодіє з воднем, хлором, телуром, оксидом сірки(IV):

Остання реакція є важливою стадією у каталітичному виробництві сульфатної кислоти.

Ванадій з оксиду відновлюється лише при дії кальцію, тоді як з алюмінієм утворюється сплав V—Al.

Важливим ванадієвмісним сплавом є ферованадій, котрий добувають спільним відновленням V2O5 і Fe2O3:

Токсичність[ред.ред. код]

Оксид ванадію(V) є небезпечним. Його вдихання серйозно подразнює дихальні шляхи, що може супроводжуватися задишкою і астмою, негативним впливом на легені. Проковтування речовини є потенційно смертельним, потрапивши до організму, вона впливає на ЦНС. При контакті за шкірою може спостерігатися алергічна реакція. Оксид ванадію класифікується як потенційний канцероген.

Застосування[ред.ред. код]

Оксид ванадію широко використовується в ролі каталізатору для гомогенного і гетерогенного каталізу — у виробництві сульфатної кислоти, фталевого і малеїнового ангідридів, адипінової та акрилової кислот. Також незначні кількості йдуть на отримання щавелевої кислоти й антрахінону.

Він є складовою спеціального скла, що затримує ультрафіолетове випромінювання, також застосовується у виготовленні пігментів (жовтого SnO2/V2O5 і синього ZrO2/V2O5) та як антистатичний шар у фотографічних матеріалах.

Див. також[ред.ред. код]

Посилання[ред.ред. код]

Джерела[ред.ред. код]

  • Patnaik, P. Handbook of Inorganic Chemicals. — McGraw-Hill, 2003. — 1086 p. — ISBN 0-07-049439-8. (англ.)
  • Woolery, M. Chromium Сompounds // Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology. — 4th. — New York : John Wiley & Sons, 2004. — P. 134. — ISBN 978-0-471-48517-9. — DOI:10.1002/0471238961.2201140123151512.a01. (англ.)
  • Lange's Handbook of Chemistry / Dean, John A., editor. — 15th. — New York : McGraw-Hill, 1999. — ISBN 0-07-016384-7. (англ.)
  • Bauer, G. et al. Vanadium and Vanadium Сompounds // Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. — 6th. — Weinheim : Wiley-VCH, 2005. — P. 15. — DOI:10.1002/14356007.a27_367. (англ.)
  • Рипан Р., Чертяну И. Неорганическая химия: Химия металлов / Под ред. В. И. Спицына. — М. : «Мир», 1972. — Т. 2. — С. 142—143, 167—170. (рос.)
  • Лидин Р. А., Молочко В. А., Андреева Л. Л. Химические свойства неорганических веществ / Под ред. Р. А. Лидина. — 3-е. — М. : «Химия», 2000. — 480 с. — ISBN 5-7245-1163-0. (рос.)