Vanádium(V)-oxid
| Vanádium(V)-oxid | |
_oxide.jpg) |
|
| IUPAC-név | vanádium(V)-oxid |
| Más nevek | vanádium-pentoxid, divanádium-pentoxid |
| Kémiai azonosítók | |
|---|---|
| CAS-szám | 1314-62-1 |
| Kémiai és fizikai tulajdonságok | |
| Kémiai képlet | V2O5 |
| Moláris tömeg | 181,88 g/mol |
| Megjelenés | narancssárga por |
| Halmazállapot | szilárd |
| Sűrűség | 3,357 g/cm³ |
| Olvadáspont | 690 °C |
| Forráspont | 1750 °C |
| Oldhatóság (vízben) | 0.8 g/L (20 °C) |
| Veszélyek | |
| EU osztályozás | Toxikus (T) Környezetre veszélyes (N)[1] |
| R mondatok | R20/22, R37, R48/23, R51/53, R63, R68[1] |
| S mondatok | (S1/2), S36/37, S38, S45, S61[1] |
| Lobbanáspont | nem gyúlékony |
| Rokon vegyületek | |
| Azonos kation | a vanádium vegyületei |
| Azonos anion | oxidok |
| Ha másként nem jelöljük, az adatok az anyag standardállapotára (100 kPa) és 25 °C-os hőmérsékletre vonatkoznak. | |
A vanádium-pentoxid, IUPAC nevén vanádium(V)-oxid (V2O5) a vanádium egyik legfontosabb oxidja. Szobahőmérsékleten és atmoszferikus 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[szerkesztés]
Iparban[szerkesztés]
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[szerkesztés]
Előállítható ammónium-metavanadát hőbontásával 200°C körüli hőmérsékleten:
- 2 NH4VO3 → V2O5 + 2 NH3 + H2O
Tulajdonságai[szerkesztés]
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[szerkesztés]
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.