Оксид ванадия (пентаоксид диванадия) — неорганическое соединение.
| Оксид ванадия(V) | |
|---|---|
| Общие | |
| Систематическое наименование |
Оксид ванадия(V) |
| Хим. формула | O5V2 |
| Физические свойства | |
| Состояние | твёрдое |
| Молярная масса | 181.88 г/моль |
| Плотность | 3,357 г/см³ |
| Термические свойства | Температура |
| • плавления | 670 °C |
| • кипения | 2030 °C |
| • разложения | 3182 ± 1 °F |
| Мол. теплоёмк. | 127,7 Дж/(моль·К) |
| Давление пара | 0 ± 1 мм рт.ст. |
| Химические свойства | Растворимость |
| • в воде | 0,35 г/100 мл |
| Структура | |
| Кристаллическая структура | ромбическая |
| Классификация | |
| Рег. номер CAS | 1314-62-1 |
| PubChem | 14814 |
| Рег. номер EINECS | 215-239-8 |
| SMILES |
O=[V](=O)O[V](=O)=O
|
| InChI |
1S/5O.2V
GNTDGMZSJNCJKK-UHFFFAOYSA-N
|
| RTECS | YW2450000 |
| ChEBI | 30045 |
| Номер ООН | 2862 |
| ChemSpider | 14130 |
| Безопасность | |
| ЛД50 | 10 мг/кг |
| Токсичность | Чрезвычайно токсичен (СДЯВ), яд общетоксического действия, нейротоксичен, канцерогенен, мутагенен, ирритант . |
| Пиктограммы ECB |     |
| NFPA 704 |
|
Физические свойства
Порошкообразное ядовитое вещество бледно-оранжевого цвета. Также встречаются кристаллы жёлто-красного цвета. Плотность 3,34 г/см3. Температура кипения +1827 °C. Температура плавления +680 °C. Диамагнетик. Полупроводник n-типа. Хорошо растворяется в этаноле, щелочах, кислотах. Растворимость в воде незначительна (0,07 г/л при 25°С).
Химические свойства
Незначительно растворяется в воде, с образованием бледно-жёлтого раствора, содержащего метаванадиевую кислоту HVO3, которая сообщает раствору кислую реакцию. Проявляет амфотерные свойства (с преобладанием кислотных). При сплавлении с щелочами образуются хорошо растворимые в воде ортованадаты:
Соединения ванадия (V) являются сильными окислителями. Так, например, концентрированная соляная кислота окисляется оксидом ванадия до свободного хлора:
Окислительная активность пентаоксида ванадия из нефти и нефтепродуктов
Оксид ванадия (V), образующийся в результате выжигания остатков нефтяного кокса на крекирующих катализаторах (регенерации катализаторов) реагирует с их цеолитной компонентой и необратимо дезактивирует («отравляет») их, разрушая их активную кристаллическую структуру, причём этот процесс усиливается при высоких температурах и в присутствии ионов натрия. Аналогичная проблема встаёт и до крекинга, при каталитическом гидрообессеривании нефти и тяжёлых нефтяных фракций.
Кроме того, пятиокись ванадия в дымовых газах от сгорания ванадийсодержащего горючего корродирует поверхности нагрева жаростойких деталей двигателей внутреннего сгорания и паровых котлов, причём особенно подвержены ванадиевой коррозии лопатки газовых турбин. При температурах выше 650 °C находящийся в полужидком состоянии V2O5 катализирует процесс окисления металла турбинных лопаток кислородом и в то же время растворяет продукты этого окисления, причём этот процесс усиливается серой и натрием (плавящийся при 625 °C ванадилванадат натрия Na2O·V2O4·5V2O5 растворяет защитную плёнку оксидов железа на поверхности стали).
Применение
Компонент специальных стёкол, глазурей и люминофоров красного свечения. Он широко применяется в качестве положительного электрода (анода) в мощных литиевых батареях и аккумуляторах.
Оксид ванадия может быть использован, чтобы стимулировать центры окраски в корунде (минерал Al2O3), для создания имитации александрита, хотя александрит в природе является хризобериллом (BeAl2O4).
Катализаторы из оксида ванадия (V) используют в производстве серной кислоты по методу фирмы «Монсанто» для окисления диоксида серы до триоксида, для окисления углеводородов, получения уксусной и муравьиной кислот, получения фталевого и малеинового ангидридов, анилиновых красителей.
Получение
Получают при сжигании металлического ванадия в кислороде под давлением. Также получают прокаливанием на воздухе или в кислороде других оксидов: VO, V2O3, VO2. Так же можно получить прокаливанием метаванадата аммония:
При гидролизе хлорида ванадия(V) и бромида ванадия(V). При взаимодействии с V2O5 образуются ванадаты — соли ванадиевой кислоты, H2[O(V2O5)2,5]
Токсичность
Оксид ванадия (V) ядовит. Смертельная доза (ЛД50) для крыс орально — 10 мг. Смертельная доза для человека орально примерно — 1 г. Яд общетоксического действия, влияет на ЦНС, канцерогенен, мутагенен, ирритант. ПДК в воздухе рабочей зоны составляет 0,5 мг/м3, что в два раза меньше ПДК хлора. При вдыхании вызывает раздражение дыхательной системы, при долгом контакте вызывает патологические изменения в организме, может отражаться на здоровье будущих детей. Наносит большой и долгосрочный вред окружающей среде при попадании в водоемы.
Нахождение в природе
В природе встречается в виде минерала щербинаита, а также в составе ванадиевых руд.
