Сполуки ванадію (V)

Ступінь окислювання +5 для ванадію реалізується в оксокатіонах VO2 +, VO3 + (ванадил-іони) і оксоаніонів VO43-, V2O74-, V3O93- та ін. (Ванадат (V) -іони).

Оксид ванадію (V) V2O5 – тугоплавкое кристалічна речовина червоно-бурого кольору, має напівпровідниковими властивостями.

Проявляє кислотні властивості. Погано розчиняється у воді, утворюючи розчин світло-жовтого кольору. Легко розчиняється в лугах, з утворенням ванадатів:

V2O5 + 2KOH = 2KVO3 + H2O.

Розчиняється в кислотах, в розведеною соляної кислоті проявляє амфотерность:

V2O5 + 2HCl = 2VO2Cl + H2O;

при взаємодії з концентрованою соляною кислотою виявляє окисні властивості:

V2O5 + 6HCl = 2VOCl2 + Cl2 + 3H2O.

Характерною особливістю ванадат-іонів є здатність утворювати ізополісоедіненія. У кислих розчинах більш імовірно існування іонів VO2 +, VO3 +, в лужному – VO43-, в кислих середовищах відбувається ускладнення складу:
2VO43- + 2H + = V2O74- + H2O,

3V2O74- + 6H + = 2V3O93- + 3H2O,

4V2O74- + 8H + = 2V4O124- + 4H2O

5V4O124- + 8H + = 2V10O286- + 4H2O.

Ванадат-іони в розчині перебувають у рівновазі, але в певному інтервалі рН переважає та чи інша форма. Процес полімеризації іонів ванадію (V) в кислих розчинах супроводжується посиленням забарвлення: від блідо-жовтого забарвлення розчину, що містить VO43-, до оранжево-червоною, обумовленої присутністю декаванадат-іонів V10O286-.

Чистий оксид ванадію (V) отримують при розкладанні ванадату амонію при 400-500 ° С:

2NH4VO3 = V2O5 + 2NH3 + H2O.

Тверді оксованадати різного складу отримують наступним чином:

V2O5 + 3Na2CO3 = 2Na3VO4 + 3CO2

2Na2HVO4 = Na4V2O7 + H2O;

3Na3VO4 + 3NH4Cl + 3H2O = (NH4) 3V3O9 + 6NaOH + 3NaCl.

Перехід ванадію від вищого ступеня окислення +5 до нижчої +2 через всі проміжні ступені окислення спостерігається при взаємодії розчину метаванадата натрію в сірчанокислої середовищі з цинком:

NaV + 5O3 (V + 5O2) SO4 (жовтий) V + 4OSO4 (синій) V + 32 (SO4) 3 (зелений) V + 2SO4 (фіолетовий).

Сумарне рівняння реакції:

2NaVO3 + 3Zn + 6H2SO4 = 2VSO4 + 3ZnSO4 + Na2SO4 + 6H2O.

Посилання на основну публікацію