Русская Википедия:Оксид ванадия(V)
Шаблон:Вещество Оксид ванадия(V) (пентаоксид диванадия) — неорганическое соединение ванадия и кислорода, высший Шаблон:D-.
Физические свойства
Порошкообразное ядовитое вещество бледно-оранжевого цвета. Также встречаются кристаллы жёлто-красного цвета. Плотность 3,34 г/см3. Температура кипения +1827 °C. Температура плавления +680 °C. Диамагнетик. Полупроводник n-типа. Хорошо растворяется в щелочах, кислотах. Растворимость в воде незначительна (0,07 г/л при 25°С[1] и 100 °С). Не растворим в этаноле.
Химические свойства
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:
- <math>\mathsf{V_2O_5 + 6KOH \rightarrow 2K_3VO_4 + 3H_2O}</math>
- <math>\mathsf{V_2O_5 + 6NaOH \rightarrow 2Na_3VO_4 + 3H_2O}</math>
Соединения ванадия (V) являются сильными окислителями. Так, например, концентрированная соляная кислота окисляется оксидом ванадия до свободного хлора:
- <math>\mathsf{V_2O_5 + 6HCl \rightarrow 2VOCl_2 + Cl_2 + 3H_2O}</math>
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[2] дезактивирует («отравляет») их, разрушая их активную кристаллическую структуру, причём этот процесс усиливается при высоких температурах и в присутствии ионов натрия.[3][4] Аналогичная проблема встаёт и до крекинга, при каталитическом гидрообессеривании нефти и тяжёлых нефтяных фракций[5].
Кроме того, пятиокись ванадия в дымовых газах от сгорания ванадийсодержащего горючего корродирует поверхности нагрева жаростойких деталей двигателей внутреннего сгорания и паровых котлов,[6] причём особенно подвержены ванадиевой коррозии лопатки газовых турбин[7]. 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[8] и натрием (плавящийся при 625 °C ванадилванадат натрия Na2O·V2O4·5V2O5 растворяет защитную плёнку оксидов железа на поверхности стали)[9].
Применение
Компонент специальных стёкол, глазурей и люминофоров красного свечения.[10] 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)[11].
Катализаторы из оксида ванадия (V) используют в производстве серной кислоты по методу фирмы «Монсанто» для окисления диоксида серы до триоксида,[12] для окисления углеводородов,[13] 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:
- <math>\mathsf{4NH_4VO_3 + 3O_2 \ \xrightarrow{^ot} \ 2V_2O_5 + 2N_2\!\uparrow +\ 8H_2O}</math>
При гидролизе хлорида ванадия(V) и бромида ванадия(V). При взаимодействии с V2O5 образуются ванадаты — соли ванадиевой кислоты, H2[O(V2O5)2,5]
Токсичность
Оксид ванадия (V) ядовит. Смертельная доза (ЛД50) для крыс орально — 10 мг. Смертельная доза для человека орально примерно — 1 г. Яд общетоксического действия, влияет на ЦНС, канцерогенен, мутагенен, ирритант. ПДК в воздухе рабочей зоны составляет 0,5 мг/м3, что в два раза меньше ПДК хлора. 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.
Нахождение в природе
В природе встречается в виде минерала щербинаита, а также в составе ванадиевых руд.
Примечания
Литература
Шаблон:Оксиды Шаблон:Соединения ванадия
- ↑ Шаблон:Статья
- ↑ Катализатор можно повторно синтезировать из деактивированного материала (отравленного катализатора), то есть переработать
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Публикация
- ↑ Шаблон:Публикация
- ↑ Шаблон:Публикация
- ↑ Шаблон:Публикация
- ↑ Шаблон:Публикация
- ↑ Шаблон:Публикация
- ↑ Пат. № 2013150387 Российская федерация, МПК C 09 K 11/78, C 09 K 11/82. Способ синтеза люминофора на основе ортованадата иттрия[Текст] / Томина Е. В.; заявитель и патентообладатель федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Воронежский государственный университет» (ФГБОУ ВПО «ВГУ») — № 2013150387/05; заявл. 12.11.2013; опубл. 20.05.2015, Бюл. № 14 — 1 с.
- ↑ White, Willam B.; Roy, Rustum; McKay, Chrichton (1962). «The Alexandrite Effect: And Optical Study». American Mineralogist 52: 867—871.
- ↑ Шаблон:Публикация
- ↑ Пат. № 2456072 Российская федерация, МПК B 01 J 23/00, B 01 J 37/04, B 01 J 37/08, B 01 J 23/44, C 07 °C 51/16, C 07 °C 51/21, C 07 °C 253/24. Катализатор для окисления углеводородов при газофазном контакте, способ получения этого катализатора и способ газофазного окисления углеводородов с использованием этого катализатора [Текст] / Ким Джин-До.; заявитель и патентообладатель ЭлДжи Кем, Лтд., ЭсЭнЮ Ар энд ДиБиФаундейшн — № 2010150511/04; заявл.09.06.2009; опубл.20.07.2012, Бюл. № 20 — 13 с.
