Оранжевый порошок. Также встречаются кристаллы желто-красного цвета.Плотность 3,34 г/см3.Температура кипения +1827 по цельсию.Температура плавления +680 градусов по цельсию. Диамагнетик. Полупроводник n-типа.
Применение
Химические свойства
Незначительно растворяется в воде, с образованием бледно-желтого раствора, содержащего метаванадиевую кислоту HVO3, которая сообщает раствору кислую реакцию. Проявляет амфотерные свойства (с преобладанием кислотных). При сплавлении с щелочами образуються хорошо растворимые в воде ортованадаты:
Соединения ванадия (V) являются сильными окислителями. Так, например, концентрированная соляная кислота окисляется оксидом ванадия до свободного хлора:
Получение
Получают при сжигании металлического ванадия в кислороде под давлением. Также получают прокаливанием на воздухе или в кислороде других оксидов: VO, V2O3, VO2. Так же можно получить прокаливанием прокаливанием метаванадата аммония:
При гидролизе хлорида ванадия(V) и бромида ванадия(V). При взаимодействии V2O5 образуются ваданаты — соли ванадиевой кислоты, H2[O(V2O5)2,5]
Токсичность
Ванадия оксид(V) вреден при вдыхании, попадании вовнутрь организма. При вдыхании вызывает раздражение дыхательной системы, при долгом контакте вызывает патологические изменения в организме, может отражаться на здоровье будущих детей. Наносит большой и долгосрочный вред окружающей среде при попадании в водоемы.
Ссылки
Полезное
Смотреть что такое «Оксид ванадия(V)» в других словарях:
Оксид ванадия(II) — Общие Систематическое наименование Оксид ванадия(II) Традиционные названия Окись ванадия Химическая формула VO Физические свойства Сост … Википедия
Оксид ванадия(IV) — Общие Систематическое наименование Оксид ванадия(IV) Традиционные названия Окись ванадия Химическая формула VO2 Физические свойства Состояние ( … Википедия
Оксид ванадия — Оксид ванадия неорганическое соединение ванадия с кислородом. Известны следующие оксиды ванадия: Оксид ванадия(II) VO; Оксид ванадия(III) V2O3; Оксид ванадия(IV) VO2; Оксид ванадия(V) V2O5 … Википедия
Оксид ванадия(III) — У этого термина существуют и другие значения, см. Оксид ванадия. Оксид ванадия(III) Общие Химическая формула V2O3 Эмпирическая формула O3V2 Физические свойства … Википедия
Оксид-трихлорид ванадия — Общие … Википедия
ВАНАДИЯ СЕМЕЙСТВО — ПОДГРУППА VB. СЕМЕЙСТВО ВАНАДИЯ ВАНАДИЙ, НИОБИЙ, ТАНТАЛ Различие в химических и физических свойствах среди членов этого семейства переходных металлов ванадия V, ниобия Nb и тантала Ta несколько больше, чем отмеченное у элементов подгруппы IVB.… … Энциклопедия Кольера
Оксид-сульфат титана — Общие Систематическое наименование Оксид сульфат титана Традиционные названия Основной сернокислый титан; оксосульфат титана; сульфат титанила Химическая формула TiOSO4 Физические свойства … Википедия
Оксид кремния(II) — (монооксид кремния) SiO смолоподобное аморфное вещество, при обычных условиях устойчиво к действию кислорода. Относится к несолеобразующим оксидам. В природе (на Земле) SiO не встречается. Газообразный моноксид кремния обнаружен в… … Википедия
Незначительно растворяется в воде, с образованием бледно-жёлтого раствора, содержащего метаванадиевую кислоту HVO3, которая сообщает раствору кислую реакцию. Проявляет амфотерные свойства (с преобладанием кислотных). При сплавлении с щелочами образуются хорошо растворимые в воде ортованадаты:
Соединения ванадия V являются сильными окислителями. Так, например, концентрированная соляная кислота окисляется оксидом ванадия до свободного хлора:
V2O5 + 6 HCl → 2 VOCl2 + Cl2 + 3 H2O
Окислительная активность пентаоксида ванадия из нефти и нефтепродуктов
Оксид ванадия V, образующийся в результате выжигания остатков нефтяного кокса на крекирующих катализаторах (регенерации катализаторов) реагирует с их цеолитной компонентой и необратимо дезактивирует («отравляет») их, разрушая их активную кристаллическую структуру, причём этот процесс усиливается при высоких температурах и в присутствии ионов натрия. Аналогичная проблема встаёт и до крекинга, при каталитическом гидрообессеривании нефти и тяжёлых нефтяных фракций.
Кроме того, пятиокись ванадия в дымовых газах от сгорания ванадийсодержащего горючего корродирует поверхности нагрева жаростойких деталей двигателей внутреннего сгорания и паровых котлов, причём особенно подвержены ванадиевой коррозии лопатки газовых турбин. При температурах выше 650 °C находящийся в полужидком состоянии V2O5 катализирует процесс окисления металла турбинных лопаток кислородом и в то же время растворяет продукты этого окисления, причём этот процесс усиливается серой и натрием (плавящийся при 625 °C ванадилванадат натрия Na2O·V2O4·5V2O5 растворяет защитную плёнку оксидов железа на поверхности стали).
Применение
Компонент специальных стёкол, глазурей и люминофоров красного свечения. Он широко применяется в качестве положительного электрода (анода) в мощных литиевых батареях и аккумуляторах.
Оксид ванадия может быть использован, чтобы стимулировать центры окраски в корунде (минерал Al2O3), для создания имитации александрита, хотя александрит в природе является хризобериллом (BeAl2O4).
Катализаторы из оксида ванадия V используют в производстве серной кислоты по методу фирмы «Монсанто» для окисления диоксида серы до триоксида, для окисления углеводородов, получения уксусной и муравьиной кислот, получения фталевого и малеинового ангидридов, анилиновых красителей.
Получение
Получают при сжигании металлического ванадия в кислороде под давлением. Также получают прокаливанием на воздухе или в кислороде других оксидов: VO, V2O3, VO2. Так же можно получить прокаливанием метаванадата аммония:
При гидролизе хлорида ванадия V и бромида ванадия V. При взаимодействии с V2O5 образуются ванадаты — соли ванадиевой кислоты, H2[O(V2O5)2,5]
Токсичность
Нахождение в природе
В природе встречается в виде минерала щербинаита, а также в составе ванадиевых руд.
Оксид ванадия (V), ванадий (V) оксид — неорганическое соединение ряда оксидов состава V 2 O 5. При обычных условиях — желто-коричневый порошок, растворим в воде. Вещество является токсичным. Проявляет амфотерные свойства с преобладанием кислотных.
Оксид ванадия — важнейшая ванадиевмисна соединение. Он применяется в изготовлении катализаторов, специального стекла, пигментов.
Распространение в природе
Поскольку оксид ванадия легко образует гидраты, в минеральных залежах он находится именно в сочетании с водой — для него известны гидраты алаит V 2 O 5 · H 2 O и навахоит V 2 O 5 · 3H 2 O.
Также он входит в состав природных ванадатов: ванадинит 3Pb 3 (VO4) 2 · PbCl 2, карнотита K 2 (UO 2) 2 [VO 4]2 · 3H 2 O, деклуазиту (Zn, Cu) Pb (VO 4) ( OH), ферваниту FeVO 4 * 2H 2 O, пухериту BiVO 4 т.
Физические свойства
Оксид ванадия — ядовитый порошок без запаха и вкуса. Его цвет колеблется от оранжево-желтого до кирпично-коричневого. При охлаждении из жидкого состояния он кристаллизуется в красноватые ромбические иглы по слабым парамагнитными свойствами.
Оксид ванадия занимает промежуточное положение по сравнению с высшими оксидами 4 и 6 групп своего периода — TiO 2 и CrO 3. В частности, он менее температурно устойчивым, чем оксид титана, и устойчивым по оксид хрома.
Получение
Основным способом синтеза оксида ванадия является термическое разложение ванадатов аммония на воздухе:
Также применяется сжигания порошка ванадия в струе кислорода под давлением:
Менее распространенными способами являются термическое разложение и гидролиз соединений ванадила:
Химические свойства
Оксид ванадия (V) является относительно малоустойчивой оксидом, при нагревании он плавится и разлагается — с образованием оксида ванадия (IV):
(примеси V 6 O 13)
Он практически не реагирует с водой, из раствора осаждается в виде гидрата V 2 O 5 · nH 2 O (n = 1, 2, 3).
В взаимодействиях оксид проявляет амфотерные свойства, со значительным преимуществом кислотных. V 2 O 5 более кислотным оксидом и сильнее окислителем, чем соседний оксид титана (IV), но слабее, чем оксид хрома (VI).
При нагревании оксид взаимодействует с водородом, хлором, теллуром, оксидом серы (IV):
Последняя реакция является важной стадией в каталитическом производстве серной кислоты.
Ванадий из оксида восстанавливается только при воздействии кальция, тогда как с алюминием образуется сплав V-Al.
Важным ванадиевмисним сплавом является феррованадий, который добывают общим восстановлением V 2 O 5 и Fe 2 O3:
Токсичность
Оксид ванадия (V) является опасным. Его вдыхание серьезно раздражает дыхательные пути, может сопровождаться одышкой и астмой, негативным влиянием на легкие. Проглатывания вещества потенциально смертельным, попав в организм, она влияет на ЦНС. При контакте с кожей может наблюдаться аллергическая реакция. Оксид ванадия классифицируется как потенциальный канцероген.
Применение
Оксид ванадия широко используется в качестве катализатора для гомогенного и гетерогенного катализа — в производстве серной кислоты, фталевого и малеинового ангидрида, адипиновой и акриловой кислот. Также незначительные количества используются для получения щавелевой кислоты и антрахинона.
Он является составной специального стекла, задерживает ультрафиолетовое излучение, также применяется в изготовлении пигментов (желтого SnO 2 / V 2 O 5 и синего ZrO 2 / V 2 O5) и как антистатический слой в фотографических материалах.
В статье рассматривается применение ванадия и феррованадия в качестве легирующих элементов сплавов и сталей различного назначения.
Ванадий образует широкий спектр различных соединений. Двухвалентный V(II) в составе растворов является неустойчивым и обладает способностью к восстановлению даже водородных ионов. Трехвалентный V(III) также проявляет восстановительные свойства. Пятивалентный V(V) – мощный окислитель но лишь в среде кислых растворов В щелочных же средах V(V) весьма устойчив. Растворы солей V(II) имеют темно-лиловый окрас, V(III) – изумрудный, V(IV) – лазурный, V(V) – охристый.
Сплавы ванадия
V перспективен для создания сплавов, способных функционировать в режиме более высоких температур, чем жаростойкие сплавы никеля и кобальта. Содержание в составе стали всего 0,1 – 0,3% V обеспечивает значительное повышение ее прочности и упругости, снижая чувствительность к ударным деформациям.
Номенклатура и свойства сплавов V регламентируются ГОСТ 26473.13-85 «Сплавы и лигатуры на основе ванадия. Метод спектрального анализа». Ванадиевые сплавы используются, по преимуществу, в виде легирующих компонентов в сталелитейном производстве. Наиболее потребляемым в чернометаллургической отрасли сплавом легирующего назначения является феррованадий FeV 80% (ГОСТ 27130-94 Феррованадий. Технические требования и условия поставки).
Помимо Fe, рецептура сплавов и лигатур ванадия предусматривает наличие таких легирующих элементов, как Al, Cr, Ni, W, Mo, Ti, Та, Nb, Zr. При этом добавки W, Та и Nb способствуют снижению пластичности сплавов V. Ванадий-ниобиевые сплавы имеют низкую степень пластичности даже в режиме очень высоких температур. Наиболее же пластичными являются сплавы типа V – Ti и V – Zr.
Соединения «V-О» (оксиды ванадия)
Кислородные соединения V представляют собой ряд оксидов: VO, V2O3, VO2,V2O5. Оранжевато-коричневый пентаоксид V2O5 имеет кислотный генезис, сине-фиолетовый диоксид VO2 — амфотерный, прочие оксиды V — основные.
Соединения V со степенями окисления +2(II) и +3(III) проявляют свойства восстановителей, со степенью +5(V) являются окислителями. Во всех степенях окисления V чаще всего имеет координационное число 6. В степенях окисления +4(IV) и +5(V) возможно также образование соединений с к.ч. 4 (напр., в ди-, орто- и метаванадатах), а также 5 и 8.
Оксиды ванадия широко применяются как промышленные катализаторы в таких сферах, как производство кислот, органический синтез, стекольное производство, текстильная и резинотехническая промышленность, иных хозяйственных отраслях.
Пятиокись (пентаоксид) ванадия
Самым актуальным в промышленном отношении кислородным соединением V является его пятиокись V2O5, имеющая в порошковой модификации охристые цветовые оттенки (рис. 1).
Рисунок 1. Пятиокись (пентаоксид) ванадия.
Пентаоксид V2O5 имеет кислотный характер. При температуре свыше 700°С диссоциирует. Является диамагнетиком. Практически нерастворим в H2O. Взаимодействуя в щелочных растворах с линейкой основных оксидов, образует ряд соответствующих ванадатов — солей ванадиевой кислоты HVO3.
Рисунок 2. Промышленные установки для получения V2O5. (ОАО «Чусовской металлургический завод»).
В металлургическом производстве применяется пентаоксид ванадия марок ВнО-1 и ВнО-2, получаемый согласно ТУ 48-4-429-82 (Ванадия пятиокись для металлургических целей. Технические условия).
V2O5 данных марок используют в процессе выпуска феррованадия (80%, ГОСТ 27130-94 Феррованадий. Технические требования и условия поставки), а также при изготовлении сплавов с Ti и другими цветными металлами.
Показатели допустимых пределов содержания основного компонента и контролируемых примесей представлены в таблице 1.
Табл. 1 Технические условия на пентаоксид ванадия марок ВнО-1 и ВнО-2 (ТУ 48-4-429-82)
Значительная доля промышленного выпуска V2O5 осуществляется также согласно ТУ 14-5-92-90 (Ванадия пятиокись техническая. Технические условия). Распространяются на техническую пятиокись ванадия, используемую как исходный материал для производства анодного компонента мощных литиевых аккумуляторных батарей, при производстве широкого сортамента катализаторов для химич. промышленности (в т. ч. при получении H2SO4), а также предназначенный для введения в состав стекла и люминофоров.
Диоксид VO2 существует в 2-х кристаллических модификациях: α и β. При 68°С αформа, в которой VO2 проявляет себя как диэлектрик, переходит в βфазу тетрагональной сингонии, в которой VO2 ведет себя уже как проводник. Примечательно, что такой межфазовый переход осуществляется практически мгновенно, в течение одной наносекунды. Это позволяет использовать данное свойство при создании быстродействующих инновационных компонентов современной электроники, в частности, для нейроморфных процессоров и аэрокосмической отрасли (рис. 4).
Рисунок 4. Одно из электронных устройств на основе свойств VO2.
В αформе VO2 является антиферромагнетиком. Не растворяется в H2O. Характеризуется гигроскопичностью. VO2 имеет амфотерный генезис. В растворах кислот образует катион ванадила VO 2+ (имеет лазурный окрас). В щелочах образует ванадаты(IV) в виде солей изополиванадиевой(IV) кислоты H2V4O9. Является сильным восстановителем, в воздушной среде окисляется.
Применение: для производства разновидностей ванадиевой бронзы и латуни, в качестве полупроводникового материала при изготовлении компонентов различных электронных устройств.
Карбид ванадия VC
Карбид ванадия VC — бинарное неорганическое тугоплавкое соединение ванадия с углеродом. Серовато-чёрные кристаллы, нерастворимые в H2O (рис…).
Рисунок 5. Карбид ванадия.
Вещество регламентируется согласно ТУ 6-09-03-5-75 (Ванадия монокарбид. Технические условия). Имеет кубическую кристаллическую решетку.
Основная доля промышленного использования – в качестве легирующего компонента износо- коррозиестойких сталей и сплавов, способных функционировать в агрессивных средах, в т.ч. при высоких температурах.
Другие соединения ванадия
Подробное описание, свойства, способы получения и сфера практического использования данных химических веществ – тема отдельной статьи.
(примеси V 6 O 13)
