23  V  
 
50,9415
Таблица
<<=       =>>
v

Металлический ванадий

Поделиться в

№23 Ванадий

История открытия:

В 1801г Дель-Рио в г. Мехико обнаружил признаки существования нового элемента в свинцовой руде. За яркую окраску соединений элемент был назван панхромием, а затем эритронием (от греч. "панхрома" - окрашенный различно и "эритрос" - красный). Позже Дель-Рио прищел к выводу, что элемент, с которым он работал, был плохо очищенным хромом. В 1830г О. Сефстрем второй раз открыл ванадий в пробе чугуна, полученного из шведской руды, и назвал новый элемент в честь богини Ванадис (из скандинавской мифологии). Ф.Вёлер в 1831г. доказал, что эритроний Дель-Рио и ванадий Сефстрема - одно и тоже вещество.

Нахождение в природе, получение:

Соединения ванадия нередко встречаются, хотя и в ничтожно малых количествах, в железных рудах и некоторых глинах; при обработке ванадистых руд железа Содержание ванадия в земной коре 1,6·10-2% по массе, в воде океанов 3.10-7%. Важнейшие минералы: патронит V(S2)2, ванадинит Pb5(VO4)3Cl и некоторые другие. Основной источник получения ванадия - железные руды, содержащие ванадий как примесь.
Ванадий получают из ванадомагнетитов,титаномагнетитов, карнотитовых руд (содержащих 1% ванадия) и др. Железосодержащие шлаки переводят в ванадаты прокаливанием с хлоридом натрия; раствор разлагают кислотами и выделяют пентаоксид ванадия V2O5. Из пентаоксида ванадий можно получить восстановлением металлическим кальцием, углем или водородом.
Иодидный метод получения чистого ванадия основан на разложении иодида ванадия(II) при 900°C: VI2 = V + I2
В технике обычно используют сплавы ванадия с железом, т.е. феррованадий, получаемый алюмотермическим путем из смеси окислов ванадия (или ванадата кальция) с окислами железа.

Физические свойства:

Светло-серый, тугоплавкий металл, по внешнему виду похожий на сталь, проявляющий значительную пластичность и кристаллизующийся в объемно-центрированной кубической решетке. Примеси делают его хрупким.
Температура плавления 1920°C, температура кипения около 3400°C, плотность 6,11 г/см3.

Химические свойства:

Ванадий стоек к окислению и с кислородом, галогенами, серой реагирует лишь при нагревании. С водородом дает прочный гидрид черного цвета. С углеродом ванадий взаимодействует при высокой температуре, давая тугоплавкий карбид VC (tпл = 2800°С), обладающий высокой твёрдостью. В концентрированных кислотах - азотной, плавиковой, серной, хлорной - растворим.

Важнейшие соединения:

Ванадий даёт соединения, отвечающие валентностям 2 (фиолетовая окраска), 3 (зеленая окраска), 4 (синяя окраска) и 5 (желто-оранжевая). Соединения ванадия в степенях окисления +2 и +3 - сильные восстановители, в степени окисления +5 проявляют свойства окислителей.
Оксиды - известны: VO и V2O3 (имеющие основной характер), VO2 (амфотерный, темно-синий ) и V2O3 (кислотный).
Оксид ванадия(V), V2O5 - оранжевый порошок, кислотный оксид, получается окислением ванадия в кислороде при нагревании: 2V + 5/2 O2 = V2O5
При растворении оксида ванадия(V) в щелочах при невысоких температурах получаются орто- и пированадаты:
V2O5 + 6NaOH = 2Na3VO4 + 3H2O;      V2O5 + 4NaOH = Na4V2O7 + 2H2O
При нагревании образуются триметаванадаты: V2O5 + 6NaOH = 2Na3V3O9 + 3H2O
Состав водных растворов различных ванадатов зависит как от концентрации раствора, так и от рН.
Гидроксиды ванадия ???
...
Соли ванадия ???
...
Соединения с галогенами - ванадий образует галогениды составов VX2 (X = F, Cl, Br, I), VX3, VX4 (X = F, Cl, Br), VF5 и несколько оксогалогенидов (VOCl, VOCl2, VOF3 и др.).
...

Применение:

Ванадий в основном используется как легирующая добавка при получении износоустойчивых, жаропрочных и коррозионно-стойких сплавов (прежде всего, специальных сталей), как компонент при получении магнитов. Чистый металлический ванадий используют в атомной энергетике (оболочки для тепловыделяющих элементов, трубы) и в производстве электронных приборов.
Оксид ванадия V2O5 служит эффективным катализатором, например, при окислении сернистого газа SO2 в оксид серы(VI) SO3 при производстве серной кислоты.
Соединения ванадия находят разнообразное применение в различных отраслях промышленности (текстильной, стекольной, лакокрасочной и др.).
Ванадий и его соединения токсичны. Токсическая доза для человека 0,25 мг, летальная доза — 2-4 мг. Для V2O5 ПДК в воздухе 0,1-0,5 мг/м3.

Мислер М.И.
ХФ ТюмГУ, 561/1 группа


Источники:
1. Химия, пособие-репетитор под ред. проф. В. Н. Чернышова и доц.А.С. Егорова.
2. http://slovari.yandex.ru/dict/bse/article/00011/87200.htm
3. http://webelements.narod.ru/elements/V.htm

4. Общая и неорганическая химия, Л.А. Николаев
КонТрен – Химия для школьников, студентов, учителей ...
подготовка к экзаменам и олимпиадам