Оксид ванадия(V)
| Оксид ванадия | |
|---|---|
 | |
| Общие | |
| Систематическое наименование | Оксид ванадия(V) |
| Хим. формула | V2O5 |
| Рац. формула | V2O5 |
| Физические свойства | |
| Состояние | твёрдое |
| Молярная масса | 181.88 г/моль |
| Плотность | 3,357 г/см³ |
| Термические свойства | |
| Т. плав. | 670 °C |
| Т. кип. | 2030 °C |
.mw-parser-output .ts-comment-commentedText{border-bottom:1px dotted;cursor:help}@media(hover:none){.mw-parser-output .ts-comment-commentedText:not(.rt-commentedText){border-bottom:0;cursor:auto}} Т. разл. | 3182 ± 1 градус Фаренгейта[1] |
| Мол. теплоёмк. | 127,7 Дж/(моль·К) |
| Давление пара | 0 ± 1 мм рт.ст.[1] |
| Химические свойства | |
Растворимость в воде | 0,35 г/100 мл |
| Структура | |
| Кристаллическая структура | ромбическая |
| Классификация | |
| Рег. номер CAS | 1314-62-1 |
| PubChem | 14814 |
| Рег. номер EINECS | 215-239-8 |
| SMILES | O=[V](=O)O[V](=O)=O |
| InChI | 1S/5O.2V GNTDGMZSJNCJKK-UHFFFAOYSA-N |
| RTECS | YW2450000 |
| ChEBI | 30045 |
| Номер ООН | 2862 |
| ChemSpider | 14130 |
| Безопасность | |
| ЛД50 | 10 мг/кг |
| Токсичность | Чрезвычайно токсичен (СДЯВ), яд общетоксического действия, нейротоксичен, канцерогенен, мутагенен, ирритант .  |
| NFPA 704 |  0 4 1 OX |
| Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иного. | |
Оксид ванадия (пентаоксид диванадия) — неорганическое соединение.
Содержание
1 Физические свойства
2 Химические свойства
2.1 Окислительная активность пентаоксида ванадия из нефти и нефтепродуктов
3 Применение
4 Получение
5 Токсичность
6 Нахождение в природе
7 Примечания
8 Ссылки
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 этаноле, щелочах, кислотах. Растворимость в воде незначительна (0,07 г/л при 25°С)[2].
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:
- V2O5+6KOH→2K3VO4+3H2O{displaystyle {mathsf {V_{2}O_{5}+6KOHrightarrow 2K_{3}VO_{4}+3H_{2}O}}}
- V2O5+6NaOH→2Na3VO4+3H2O{displaystyle {mathsf {V_{2}O_{5}+6NaOHrightarrow 2Na_{3}VO_{4}+3H_{2}O}}}
- V2O5+6KOH→2K3VO4+3H2O{displaystyle {mathsf {V_{2}O_{5}+6KOHrightarrow 2K_{3}VO_{4}+3H_{2}O}}}
Соединения ванадия (V) являются сильными окислителями. Так, например, концентрированная соляная кислота окисляется оксидом ванадия до свободного хлора:
- V2O5+6HCl→2VOCl2+Cl2+3H2O{displaystyle {mathsf {V_{2}O_{5}+6HClrightarrow 2VOCl_{2}+Cl_{2}+3H_{2}O}}}
- V2O5+6HCl→2VOCl2+Cl2+3H2O{displaystyle {mathsf {V_{2}O_{5}+6HClrightarrow 2VOCl_{2}+Cl_{2}+3H_{2}O}}}
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[3] дезактивирует («отравляет») их, разрушая их активную кристаллическую структуру, причём этот процесс усиливается при высоких температурах и в присутствии ионов натрия.[4][5] Аналогичная проблема встаёт и до крекинга, при каталитическом гидрообессеривании нефти и тяжёлых нефтяных фракций[6].
Кроме того, пятиокись ванадия в дымовых газах от сгорания ванадийсодержащего горючего корродирует поверхности нагрева жаростойких деталей двигателей внутреннего сгорания и паровых котлов,[7] причём особенно подвержены ванадиевой коррозии лопатки газовых турбин[8]. 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[9] и натрием (плавящийся при 625 °C ванадилванадат натрия Na2O·V2O4·5V2O5 растворяет защитную плёнку оксидов железа на поверхности стали)[10].
Применение |
Компонент специальных стёкол, глазурей и люминофоров красного свечения.[11] 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).[12]
Катализаторы из оксида ванадия (V) используют в производстве серной кислоты по методу фирмы «Монсанто» для окисления диоксида серы до триоксида,[13] для окисления углеводородов,[14] 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:
- 4NH4VO3+3O2→2V2O5+2N2+8H2O{displaystyle {mathsf {4NH_{4}VO_{3}+3O_{2}rightarrow 2V_{2}O_{5}+2N_{2}+8H_{2}O}}}
- 4NH4VO3+3O2→2V2O5+2N2+8H2O{displaystyle {mathsf {4NH_{4}VO_{3}+3O_{2}rightarrow 2V_{2}O_{5}+2N_{2}+8H_{2}O}}}
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) чрезвычайно ядовит. Смертельная доза (ЛД50) для крыс орально - 10 мг.
Смертельная доза для человека орально - 1 г. Сильнейший яд общетоксического действия, влияет на ЦНС, канцерогенен, мутагенен, ирритант. 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 |
↑ 12 http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0653.html
↑ MacChesney J. B., Guggenheim H. J. [https://www.elsevier.com/ Journal of Physics and Chemistry of Solids /
Growth and electrical properties of vanadium dioxide single crystals containing selected impurity ions] (нем.) // Elsevier B.V. : журнал. — 1969. — Februar (Bd. 30, Nr. 30). — S. 225-234. — ISSN 0022-3697.
↑ Катализатор можно повторно синтезировать из деактивированного материала (отравленного катализатора), т. е. переработать
↑ Усовершенствованный сокатализатор улавливания тяжелых металлов для процесса флюид каталитического крекинга
↑ Потехин В. М., Потехин В. В. Основы теории химических процессов технологии органических веществ и нефтепереработки. — СПб. : Химиздат, 2005. — С. 755. — 912 с. — ISBN 978-5-93808-093-2.
↑ Берг Г.А., Хабибуллин С.Г. Каталитическое гидрооблагораживание нефтяных остатков. — Л. : Химия, 1986. — С. 151–152. — 192 с.
↑ Магомедов Р. Н., Попова А. З., Марютина Т. А., Кадиев Х. М., Хаджиев С. Н. Состояние и перспективы деметаллизации тяжелого нефтяного сырья (обзор) // Нефтехимия. — 2015. — Т. 55, № 4. — ISSN 0028-2421.
↑ Э. Г. Теляшев, О. П. Журкин, Н. М. Ямаев, Р. Р. Везиров, У. Б. Имашев. Определение ванадия в нефтях и нефтепродуктах. — М. : ЦНИИТЭнефтехим, 1990. — С. 2. — 21 с. — 500 экз.
↑ Газотурбинное топливо // Топлива, смазочные материалы, технические жидкости : ассортимент и применение / Под ред. В. М. Школьникова. — М. : Химия, 1989. — ISBN 5-7254-0280-1.
↑ Спиркин В. Г. Химмотология топлив / Под ред. И. Г. Фукса. — М. : Нефть и газ, 2002. — С. 176. — 182 с.
↑ 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.
↑ Белов П.С., Голубева И.А., Низова С.А. Экология производства химических продуктов из нефти и газа. — М. : Химия, 1991. — С. 62. — 256 с.
↑ 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.
Ссылки |
Советский энциклопедический словарь
 Соединения ванадия | |
|---|---|
Хлорид диоксованадия(V) ((VO2)Cl) | |
