Окси́д вана́дію(V), вана́дій(V) окси́д — неорганічна сполука ряду оксидів складу V2O5. За звичайних умов — жовто-коричневий порошок, малорозчинний у воді. Речовина є токсичною. Проявляє амфотерні властивості з переважанням кислотних.
Оксид ванадію — найважливіша ванадієвмісна сполука. Він застосовується у виготовленні каталізаторів, спеціального скла, пігментів.
Поширення у природі
Оскільки оксид ванадію легко утворює гідрати, у мінеральних покладах він перебуває саме у сполученні з водою — для нього відомі гідрати алаїт V2O5·H2O і навахоїт V2O5·3H2O.
Також він входить до складу природних ванадатів: ванадиніту 3Pb3(VO4)2·PbCl2, карнотиту K2(UO2)2[VO4]2·3H2O, деклуазиту (Zn,Cu)Pb(VO4)(OH), ферваніту FeVO4·2H2O, пухериту BiVO4 тощо.
Фізичні властивості Оксид ванадію — отруйний порошок без запаху і смаку. Його колір коливається від помаранчево-жовтого до цегляно-коричневого. При охолодженні з рідкого стану він кристалізується у червонуваті ромбічні голки за слабкими парамагнітними властивостями.
Оксид ванадію займає проміжне положення у порівнянні з вищими оксидами 4 і 6 груп свого періоду — TiO2 і CrO3. Зокрема, він є менш температурно стійким, аніж оксид титану, і стійкішим за оксид хрому.
Отримання Основним способом синтезу оксиду ванадію є термічне розкладання ванадатів амонію на повітрі:
Також застосовується спалювання порошку ванадію у струмені кисню під тиском:
Менш поширеними способами є термічне розкладання і гідроліз сполук ванадилу:
Хімічні властивості Оксид ванадію(V) є відносно малостійким оксидом, при нагріванні він плавиться і розкладається — із утворенням оксиду ванадію(IV): (домішки V6O13)
Він практично не реагує з водою, із розчину осаджується у вигляді гідрату V2O5·nH2O (n=1, 2, 3).
У взаємодіях оксид проявляє амфотерні властивості, зі значною перевагою кислотних. V2O5 є більш кислотним оксидом і сильнішим окисником, ніж сусідній оксид титану(IV), але слабшим, ніж оксид хрому(VI).
Окрім катіонів ванадилу у сильнокислих розчинах і ортованадат-аніонів у сильнолужних, у розчинах проміжної кислотності можуть також утворюватися частинки (VO3)-, (HVO4)2-, (V3O9)3-, (V4O12)5-, (V10O28)6- та інші.
При нагріванні оксид взаємодіє з воднем, хлором, телуром, оксидом сірки(IV):
Остання реакція є важливою стадією у каталітичному виробництві сульфатної кислоти.
Ванадій з оксиду відновлюється лише при дії кальцію, тоді як з алюмінієм утворюється сплав V—Al.
Важливим ванадієвмісним сплавом є ферованадій, котрий добувають спільним відновленням V2O5 і Fe2O3:
Токсичність Оксид ванадію(V) є небезпечним. Його вдихання серйозно подразнює дихальні шляхи, що може супроводжуватися задишкою і астмою, негативним впливом на легені. Проковтування речовини є потенційно смертельним, потрапивши до організму, вона впливає на ЦНС. При контакті за шкірою може спостерігатися алергічна реакція. Оксид ванадію класифікується як потенційний канцероген.
Застосування Оксид ванадію широко використовується в ролі каталізатору для гомогенного і гетерогенного каталізу — у виробництві сульфатної кислоти, фталевого і малеїнового ангідридів, адипінової та акрилової кислот. Також незначні кількості йдуть на отримання щавелевої кислоти й антрахінону.
Він є складовою спеціального скла, що затримує ультрафіолетове випромінювання, також застосовується у виготовленні пігментів (жовтого SnO2/V2O5 і синього ZrO2/V2O5) та як антистатичний шар у фотографічних матеріалах.
Див. також
Ванадати природні Ферованадій
Посилання Vanadium(V) oxide. Material Safety Data Sheet — Clayton State Univercity
Джерела