Vanádium(V)-oxid

Vanádium(V)-oxid
Általános
Magyar név	Vanádium(V)-oxid
IUPAC név	Vanadium(V) oxide
Egyéb nevek	Vanádium-pentoxid, divanádium-pentoxid
Képlet	$\mathrm{V_2O_5}\,\!$
Moláris tömeg	181,88 g/mol
Megjelenés	Narancssárga por
CAS-szám	[1314-62-1]
EINECS (EG) szám	-
EG-Index szám	–
Tulajdonságok
Sűrűség és halmazállapot	3,357 g/cm3, szilárd
Oldhatóság vízben	nem oldódik
Olvadáspont	690 °C (963 K)
Forráspont	1750 °C (2020 K) hőmérsékleten bomlik
Veszélyességi jellemzők
EU osztályozás	Toxikus (T) Környezetre veszélyes (N)
R-mondatok	R20/22, R37, R48/23, R51/53, R63, R68
S-mondatok	(S1/2), S36/37, S38, S45, S61
Lobbanáspont	nem gyúlékony
RTECS szám	-
Rokon vegyületek
Azonos anion	Oxidok
Azonos kation	A vanádium vegyületei
A táblázatban SI mértékegységek szerepelnek. Ahol lehetséges, az adatok normálállapotra (0°C, 100 kPa) vonatkoznak. Az ezektől való eltérést egyértelműen jelezzük.

A vanádium-pentoxid, IUPAC nevén vanádium(V)-oxid (V₂O₅) a vanádium egyik legfontosabb oxidja. Szobahőmérsékleten és atmoszférikus nyomáson narancssárga színű por. Melegítés hatására reverzibilisen oxigént ad le. Ez a tulajdonsága teszi lehetővé széles körű katalitikus felhasználását. Magas oxidációs száma miatt erős oxidálószer, emellett mérgező is. Vízben hidrolízis mellett oldódik.

A vanádium-pentoxidban a vanádium oxidációs száma +5, az oxigéné -2.

Előállítása

Iparban

A technikai tisztaságú vanádium-pentoxidot fekete porként állítják elő, melyet fém vanádium és ferrovanádium előállítására használják. Vanádium ércet vagy vanádiumban gazdag maradékot nátrium-karbonáttal kezelik, mely reakció során nátrium-metavanadát (NaVO₃) keletkezik. Ezt aztán pH 2-3-ra savanyítva H₂SO₄-val, majd a keletkező terméket 690°C-on elbontva vanádium-pentoxidot kapunk.

Vanádium-pentoxid vanádium elemi oxigénnel való égetésekor is keletkezik, de ez szennyezett más, kisebb oxidációs fokú vanádium-oxidokkal is.

Laboratóriumban

Előállítható ammónium-metavanadát hőbontásával 200°C körüli hőmérsékleten:

2 NH₄VO₃ → V₂O₅ + 2 NH₃ + H₂O

Tulajdonságai

A vanádium-pentoxid sárgásbarna, narancs színű. 690 °C-on olvad. Vízben gyenge mértékben oldódik, oldata savas kémhatású.

Sósavval történő reakciójával vadándium-oxiklorid keletkezik:

V₂O₅ + HCl → 2 VOCl₃ + 3 H₂O

Ez az oxid amfoter jellegű, vízben gyengén oldódik, oldata savas kémhatású. Oldódását a savas közeg elősegíti. Így gyenge sárga színű oldatot kapunk, melyben (VO+2) vanadil-kationok lesznek. Alkáli hidroxidok erősen lúgos közegében ortovanadát anionok (VO3−4) vannak jelen.

Felhasználás

A vanádium(V)-oxid képes oxigén felszabadítására, ezért katalitikus reakciókban előszeretettel alkalmazzák az iparban. Katalizálja a olefinek és aromás szénhidrogének redukcióját hidrogénnel. Legfontosabb felhasználása mégis a kénsav gyártásában van, ahol a kén-dioxidot kén-trioxiddá oxidálja.