Vanádium(V)-oxid

Vanádium-oxid (V).
Tábornok
Szisztematikus név	Vanádium-oxid (V).
Chem. képlet	O 5 V 2 és V 2 O 5
Fizikai tulajdonságok
Állapot	szilárd
Moláris tömeg	181,88 g/ mol
Sűrűség	3,357 g/cm³
Termikus tulajdonságok
Hőfok
•  olvadás	670 °C
•  forralás	2030°C
• bomlás	3182±1℉ [1]
Mol. hőkapacitás	127,7 J/(mol K)
Gőznyomás	0 ± 1 Hgmm [egy]
Kémiai tulajdonságok
Oldhatóság
• vízben	0,35 g/100 ml
Szerkezet
Kristályos szerkezet	rombikus
Osztályozás
Reg. CAS szám	1314-62-1
PubChem	14814
Reg. EINECS szám	215-239-8
MOSOLYOK	O=[V](=O)O[V](=O)=O
InChI	InChI=1S/50,2VGNTDGMZSJNCJKK-UHFFFAOYSA-N
RTECS	YW2450000
CHEBI	30045
ENSZ szám	2862
ChemSpider	14130
Biztonság
LD 50	10 mg/kg
Toxicitás	Rendkívül mérgező ( SDYAV ), általános mérgező hatású méreg , neurotoxikus , rákkeltő , mutagén , irritáló .
EKB ikonok
NFPA 704	0 négy egyÖKÖR
Az adatok standard körülményeken (25 °C, 100 kPa) alapulnak, hacsak nincs másképp jelezve.
Médiafájlok a Wikimedia Commons oldalon

A vanádium(V) -oxid ( divanadium-pentoxid ) a vanádium és az oxigén szervetlen vegyülete, a vanádium legmagasabb oxidja .

Fizikai tulajdonságok

Halvány narancssárga színű, porszerű mérgező anyag. Vannak sárga-piros színű kristályok is. Sűrűsége 3,34 g/cm 3 . Forráspont +1827 °C. Olvadáspont +680 °C. Diamágneses . n-típusú félvezető . Jól oldódik lúgokban és savakban. A vízben való oldhatóság elhanyagolható (0,07 g/l 25°C-on [2] és 100°C-on). Nem oldjuk fel etanolban.

Kémiai tulajdonságok

Vízben enyhén oldódik, halványsárga, HVO 3 metavanadsav tartalmú oldatot képez , amely savassá teszi az oldatot. Amfoter tulajdonságokat mutat (a sav túlsúlyával). Lúgokkal való összeolvadáskor vízben jól oldódó ortovanadátok képződnek:

A vanádium(V)-vegyületek erős oxidálószerek. Így például a tömény sósavat vanádium-oxiddal szabad klórrá oxidálják:

Kőolajból és kőolajtermékekből származó vanádium-pentoxid oxidatív aktivitása

A krakkolási katalizátorokon a kőolajkoksz - maradványok elégetése (katalizátor regeneráció) eredményeként keletkező vanádium(V)-oxid reakcióba lép a zeolit ​​komponensével, és visszafordíthatatlanul [3] dezaktiválja („mérgezi”) azokat, tönkretéve aktív kristályszerkezetüket, ill. ez a folyamat magas hőmérsékleten, hőmérsékleten és nátriumionok jelenlétében fokozódik. [4] [5] Hasonló probléma merül fel a krakkolás előtt, az olaj és a nehézolaj-frakciók katalitikus hidrogénező kéntelenítésénél [6] .

Ezenkívül a vanádium tartalmú tüzelőanyag égéséből származó füstgázokban lévő vanádium-pentoxid korrodálja a belső égésű motorok és gőzkazánok hőálló részeinek fűtőfelületeit [7] , a gázturbinák lapátjai pedig különösen érzékenyek a vanádium korrózióra [8] . 650 °C feletti hőmérsékleten a félig folyékony halmazállapotú V 2 O 5 katalizálja a turbinalapátok fémének oxigénnel történő oxidációs folyamatát, és egyúttal feloldja ennek az oxidációnak a termékeit, és ez a folyamat kénnel [9] és nátriummal fokozva (a 625 °C-on olvadó nátrium-vanadil-vanadát Na 2 O·V 2 O 4 ·5V 2 O 5 feloldja a vas-oxidok védőfilmjét az acél felületén) [10] .

Alkalmazás

Speciális üvegek, mázak és vörös izzó foszforok összetevője. [11] Széles körben használják pozitív elektródaként (anódként) nagy teljesítményű lítiumelemekben és -akkumulátorokban.

A vanádium-oxid felhasználható a korund (az Al 2 O 3 ásvány ) színközpontjainak stimulálására, hogy utánozza az alexandritot , bár az alexandrit természetesen krizoberil (BeAl 2 O 4 ) [12] .

A vanádium (V)-oxid katalizátorokat kénsav előállításához a Monsanto módszer szerint használják kén-dioxid trioxiddá oxidálására , [13] szénhidrogének oxidálására, [ 14] ecet- és hangyasav előállítására, előállítása. ftálsav és maleinsavanhidridek, anilin festékek.

Getting

Fém-vanádium oxigénben nyomás alatti elégetésével nyerik. Más oxidok levegőben vagy oxigénben történő kalcinálásával is előállíthatók: VO , V 2 O 3 , VO 2 . Ammónium-metavanadát kalcinálásával is előállítható:

A vanádium(V)-klorid és a vanádium(V)-bromid hidrolízise során. Amikor V 2 O 5 -tel kölcsönhatásba lép , vanadátok képződnek - vanadánsav sói, H 2 [O (V 2 O 5 ) 2,5 ]

Toxicitás

A vanádium(V)-oxid mérgező . A halálos dózis ( LD50 ) patkányoknál szájon át 10 mg. Egy személy halálos dózisa szájon át körülbelül 1 g A méreg általános mérgező hatású, a központi idegrendszerre hat , rákkeltő , mutagén és irritáló . Az MPC a munkaterület levegőjében 0,5 mg/m 3 , ami kétszer kevesebb, mint a klór MPC. Belélegezve irritálja a légutakat , hosszan tartó érintkezés esetén kóros elváltozásokat okoz a szervezetben, és hatással lehet a jövőbeli gyermekek egészségére. Víztestekbe kerülve nagy és hosszú távú környezetkárosodást okoz.

A természetben lenni

A természetben serbinait ásvány formájában , valamint vanádiumércek összetételében fordul elő .

Jegyzetek

1. ↑ 1 2 http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0653.html
2. ↑ MacChesney JB, Guggenheim HJ [ https://www.elsevier.com/ Journal of Physics and Chemistry of Solids / Growth and electronic properties of vanádium dioxide single kristályok, amelyek válogatott szennyező ionokat tartalmaznak]  (német)  // Elsevier BV : folyóirat. - 1969. - február ( Bd. 30 , Nr. 30 ). - S. 225-234 . — ISSN 0022-3697 . Az eredetiből archiválva : 2019. december 11.
3. ↑ A katalizátor újraszintetizálható deaktivált anyagból (mérgezett katalizátor), azaz újrahasznosítható
4. ↑ Fejlett nehézfém-fogó kokatalizátor a folyadékkatalitikus krakkolási folyamathoz . Letöltve: 2016. október 13. Az eredetiből archiválva : 2016. október 14.. (határozatlan)
5. ↑ Potekhin V. M., Potekhin V. V. A kémiai folyamatok elméletének alapjai, a szerves anyagok technológiája és az olajfinomítás. - Szentpétervár.  : Himizdat, 2005. - S. 755. - 912 p. - ISBN 978-5-93808-093-2 .
6. ↑ Berg G.A., Khabibullin S.G. Olajmaradékok katalitikus hidrogénezése. - L .  : Kémia, 1986. - S. 151–152. — 192 p.
7. ↑ Magomedov R. N., Popova A. Z., Maryutina T. A., Kadiev Kh. M., Khadzhiev S. N. A nehézolaj-alapanyag fémmentesítésének állapota és kilátásai (áttekintés) // Petrokémia. - 2015. - V. 55, 4. szám - ISSN 0028-2421 .
8. ↑ E. G. Teljasev, O. P. Zsurkin, N. M. Jamajev, R. R. Vezirov, U. B. Imasev. Vanádium meghatározása olajokban és olajtermékekben. - M.  : TsNIITEneftekhim, 1990. - S. 2. - 21 p. - 500 példányban.
9. ↑ Gázturbinás üzemanyag  // Üzemanyagok, kenőanyagok, műszaki folyadékok: választék és alkalmazás / Szerk. V. M. Shkolnikova. - M  .: Kémia, 1989. - ISBN 5-7254-0280-1 .
10. ↑ Spirkin V. G. Az üzemanyagok kémiai tudománya / Szerk. I. G. Fuks. - M.  : Olaj és gáz, 2002. - S. 176. - 182 p.
11. ↑ Pat. No. 2013150387 Orosz Föderáció, IPC C 09 K 11/78, C 09 K 11/82. Módszer ittrium-ortovanadát alapú foszfor szintézisére [Szöveg] / Tomina E. V.; bejelentő és szabadalmaztatott Szövetségi Állami Költségvetési Szakmai Felsőoktatási Intézmény „Voronyezsi Állami Egyetem” (FGBOU VPO „VSU”) – 2013150387/05. december. 2013.11.12.; publ. 2015. május 20., Bull. 14. szám - 1 p.
12. ↑ Fehér, Willam B.; Roy, Rustum; McKay, Chrichton (1962). "Az Alexandrit-effektus: és az optikai tanulmány". American Mineralogist 52: 867-871.
13. ↑ Belov P.S., Golubeva I.A., Nizova S.A. Vegyi termékek olajból és gázból történő előállításának ökológiája. - M  .: Kémia, 1991. - S. 62. - 256 p.
14. ↑ Pat. No. 2456072 Orosz Föderáció, IPC 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. Katalizátor szénhidrogének gázfázisú érintkezésben történő oxidálására, eljárás e katalizátor előállítására és eljárás szénhidrogének gázfázisú oxidációjára ezzel a katalizátorral [Szöveg] / Kim Jin-Do .; A bejelentő és szabadalom tulajdonosa LG Kem, Ltd., SEN Yu Ar és DBFoundation - 2010150511/04. sz.; licit.2009.09.06.; publik.20.07.2012, Bull. No. 20 - 13 p.

Irodalom

• Kémiai Enciklopédia  : 5 kötetben  / Ch. Szerk.: Knunyants I. L .. - M .  : Szovjet Enciklopédia, 1995. - T. 4: Fél-három. — 639 p. — ISBN 5-82270-092-4 .