钒化合物性质
2 钒的性质
七、钒的毒性
课后作业
• 1、书54页1题 • 2、钒的钠盐种类及其主要性质有哪些? • 3、钒的铵盐种类及其主要性质有哪些?
四、钒卤化合物性质
• 1、低价卤化物有强烈的还原性,高价卤化 物有强的氧化性; • 2、五价钒无碘化物; • 3、二价钒无卤氧化物。
五、钒的其它二元非金属化合物
名称
碳化物
分子式
V2C VC VN V3Si V5Si3 VSi2
颜色
暗黑 暗黑 灰紫
熔点,℃
2200 2830 2050 1350 2150 1750
• 3.钒的铵盐 • 偏钒酸铵(NH4VO3)是白色或带淡黄色的结晶粉末,在水中 的溶解度较小,20℃时为0.48g/100g水,50℃时为 1.78g/100g水,随温度升高而增大,在真空中加热到135℃ 开始分解,超过210℃时分解生成V2O4和V2O5。
温度/℃ 250 250 340 气氛 分解产物 V2O5 (NH4)2O· 3V2O5 (NH4)2O· V2O4· 5V2O5 空气665 5.649 6.04 5.67 4.8 4.7
结构
立方 立方 立方 立方 六方 六方
氮化物 硅化物
硫化物
V3S VS V5S4 V3S5 V2S3 VS4
黑 棕黑 黑 黑 灰黑 黑
825~950,相变 600,相变 700,歧化 450,分解 850-950,分解 500,分解
钒的性质
资源与环境工程学院 丁满堂
复习上次课的内容
• 钒钛的应用及发展方向
本次课重点内容
• 钒的氧化物的性质及其作用 • 钒酸盐的种类及其主要性质
一、钒及其化合物主要性质
• 钒是一种单晶金属,呈银灰色,具有体心立方 晶格,在1550℃和-28~-38℃时有多晶转变。 高熔点难熔金属,在低温时有良好的耐腐蚀性。 纯钒具有良好的延展性和可锻性,在常温下可 制成片、丝和箔。钒呈弱顺磁性,是电的不良 导体。钒的力学性能取决于它的纯度。少量的 杂质,如氧、氮、碳、氢可提高钒的硬度和抗 拉强度,但降低了它的延展性。 • 常温下钒的化学性质较稳定,但在高温下能与 碳、硅、氮、氧、硫、氯、溴等大部分非金属 元素生成化合物。
钒及其化合物
在强酸中, V(V) 以 VO3+ 形式存在
或以 VO2+ 形式存在 V(IV) 以 VO2+ 形式存在
V2O5 在氢气流中加热,将被还原 成 V2O3
V2O5 + 2 H2 —— 2 V2O3 + 2 H2O
若与高压氢气在高温下作用, 其 将被还原成单质钒。
VSO4 中的 V(II)可以被 KMnO4 氧化成 V(III)
若浓缩上述红色溶液或再滴加 H2O2, 则 [ V(O2)](2 SO4)3 将转化 为黄色的 H3 [ V(O2)O3 ]。
V2O5 溶于 H2O2,可直接得到 过氧偏钒酸。
V2O5 + 2 H2O2 —— 2 HVO4 + H2O
碱金属的偏钒酸盐溶于 H2O2,可生成碱金属的过氧 偏钒酸盐,如 KVO4。
或 9. 7. 1 钒的氧化物
V2O5 为砖红色固体,无臭、 无味、有毒,是钒酸 H3VO4 及 偏钒酸 HVO3 的酸酐。
除通过单质高温合成外,加热 偏钒酸铵可得 V2O5
2 NH4VO3 —> 4—00 ℃— V2O5 + 2 NH3 + H2O
钒的氢化物为灰黑色物质,仍保 持金属外观。
金属钒吸氢后晶格膨胀,随 着吸氢量的不同其密度比金属钒 减小 6~10%。
金属钒吸氢后变脆变硬。
钒的氢化物在真空中加热到 600 ~ 700℃ 将发生分解,随着氢 的释出,钒的硬度降低,并恢复 原有的延展性。
钢中加 0.1% ~ 0.2 % 的钒,韧性、强度、延展性 及抗冲击力均加强。
2 H3VO4 + HCOOH + 4 H+ —— 2 VO2+ + CO2↑ + 6 H2O
钒
1、物质的理化常数CA国标编号:7440-62-2S:中文名称: 钒英文名称: Vanadium别名:分子分子式: V50.94量:熔点: 1820±10℃密度: 相对密度(水=1)5.87蒸汽压:溶解性: 溶于硝酸、王水及浓硫酸等稳定性: 稳定外观与性状:危险标记: 银白色金属用途: 主要用于制合金钢和催化剂2.对环境的影响一、健康危害侵入途径:吸入、食入。
健康危害:本品可引起呼吸系统、神经系统病变,对皮肤也有损害。
金属钒的毒性很低。
钒化合全(钒盐)对人和动物具有毒性,其毒性随化合物的原子价增加和溶解度的增大而增加,如五氧化二钒为高毒,可引起呼吸系统、神经系统、胃肠和皮肤的改变。
二、毒理学资料及环境行为毒性:钒无毒,形成化合物才有毒。
钒的化合物属中等至高毒性物质。
急性毒性:钒化合物属中等至高毒性物质。
在环境中钒以+2、+3、+4、+5价态存在。
其中以五价状态为最稳定,大多数以五氧化二钒和偏钒酸形式存在。
其次是四价状态,二、三价盐的水溶液不稳定,易氧化。
钒是两性物质,低氧化态的化合物主要呈碱性,高氧化态的化合物主要呈酸性。
迁移转化:钒在天然水中的浓度很低,一般河水中为0.01~20ppb,平均为1ppb。
海水含钒量为0.9~2.5ppb。
尽管水体中可溶性的钒含量很低,但是水中悬浮物含钒量是很高的。
悬浮物的沉积导致水中钒向底质迁移,并使水体得到净化。
土壤中的钒主要以VO3-阴离子状态存在。
土壤的氧化性越高、碱性越大,钡越易形成VO3-离子。
当土壤的酸度增大时,VO3-离子易转变成多钒酸根复合阴离子。
它们都容易被粘土和土壤胶体及腐殖质固定而失去活性,钒在土壤中的迁移性较弱。
水中浓度0.8mg/L时水有异味,浓度10mg/L时,废水的硝化受到抑制危险特性:其粉体遇高温、明火能燃烧。
燃烧(分解)产物:氧化钒。
3.现场应急监测方法4.实验室监测方法原子吸收法(GB/T14673-93,水质)铛试剂萃取分光光度法(GB/T15503-95,水质)原子吸收法《固体废弃物试验分析评价手册》中国环境监测总站等译5.环境标准中国(TJ36-79) 车间空气中有害物质的最高容许浓度 1mg/m3中国(待颁布) 饮用水源水中有害物质的最高容许浓度 0.05mg/L6.应急处理处置方法一、泄漏应急处理切断火源。
9.2钒及其化合物的性质
50 C(NH4 )3[PMo12O40 ] 6H2O 29H2O
黄色晶体沉淀
12
为什么含氧酸越弱,越易形成多酸?
现象:一般地,含氧单酸越弱,缩合酸越强;含氧单酸越强,则
缩合 酸越弱. 例如:
酸性
H4SiO4 H3PO4 H2SO4
HClO4 强
缩合性
弱
解释:一般说来,缩合酸的强度是与成酸元素的电负性有关, 由于弱 酸中成酸元素的电负性小,容易缩合. 如 SiO44- 中, Si 的电负 性小,Si — O 之间电负性最大,使 Si — O 键中 的 O 有高的负电荷,即 O 原子上的电荷密度大,阴离子有 最大失去O2- 的倾向,缩合成多聚阴离子,使其电荷密度降
• 1 铬、钼、钨的单质 • 铬分族(VIB):Cr, Mo, W
• 价层电子构型:(n-1)d 4-5ns1-2
• 灰白色金属,熔沸点高,硬度大,表面易形成氧化膜。 • 室温时纯铬溶于稀HCl,H2SO4,在浓HNO3中钝化。高温下与活泼
的非金属及C,B,N反应。
10
同多酸、杂多酸及其盐
(1) 聚含氧酸根阴离子的形成 周期表第 5 、第 6 两族金属元素的简
单酸的含氧酸根离子在酸性介质中发生缩 合 ,形成聚含氧酸根阴离子,其中以 Cr、
Mo、W 三种元素最特征.例如:
2
C
r
O
2 4
2H
2
H
C
r
O
4
C
r2
O
2 7
H 2O
(2)同多酸和杂多酸及其盐 ●同多酸和同多酸盐: 中心原子相同的聚含 氧酸,其盐称为同 多酸盐 ●杂多酸和杂多酸盐: 中心原子除 Mo 或 W 外,还掺入 P,As 等杂原子
高考化学工艺流程中的新宠---钒
高考化学工艺流程中的新宠---钒一、认识钒及其化合物钒在周期表中位于第4周期、VB族,属于过渡金属元素,呈浅银灰色,有良好的可塑性和可锻性。
钒具有很高的熔点,用作合金的添加剂。
钒对稀硫酸、稀盐酸、稀磷酸保持相对稳定。
但在硝酸、氟氢酸中溶解。
常见的钒氧化物为+2、+3、+4、+5价的氧化物:VO、V2O3、VO2、V2O5,钒的氧化物从低价(二价)到高价(五价),系强还原剂到强氧化剂,其水溶液由强碱性逐渐变成弱酸性。
低价氧化钒不溶于水,但遇强酸会形成强酸盐如VCl2、VSO4;如遇强碱则形成V(OH)2,V(OH)2水解会放出H2。
1.五氧化二钒V2O5,是钒氧化物中最重要的,也是最常用钒化工制品。
工业上首先是制取NH4VO3,然后加热至500℃,即可制得V2O5。
其反应如下:2NH4VO3→2NH3+H2O+V2O5;另一个方法是用VOCl3水解,反应如下:2VOCl3+3H2O=V2O5+6HCl;在700~1125℃,V2O5存在下列可逆反应:V2O5=V2O5-x+(x/2)O2V2O5是两性化合物,但其碱性弱,酸性强,易溶于碱性构成钒酸盐,强酸也能溶解V2O5。
在酸、碱溶液中,生成物的形态取决于溶液的钒浓度和pH值,当溶液处于强碱性,pH值大于13,则会以VO43-存在,V2O5 + 6OH- == 2VO43- + 3H2O;若处于强酸性溶液中(pH值小于3),则主要以VO2+存在,V2O5 + 2H+== 2VO2+ + H2O;如果处在中间pH值的状态,则会以下列配合物存在:VO3-、HVO42-、V3O93-、V4O124-、V10O286-、V2O74-;V2O5有氧化性:和盐酸反应,生成VOCl2,放出Cl2,V2O5 + 6HCl == 2VOCl2 + Cl2↑+ 3H2;.在强酸中,V(Ⅴ)以VO3+、VO2+形式存在,VO2+具有较强的氧化性,易被SO32-还原为VO2+:2VO2++SO32-=2VO2++SO42-+H2O2.二氧化钒与四氧化二钒四价钒在空气中被缓慢氧化,加热则快速被氧化;四价钒的氧化物也是两性物质,在热酸中溶解形成稳定的VO2+,例如与硫酸形成VOSO4;在碱性溶液中则形成次钒酸盐HV2O5-。
(完整)钒化合物性质资料
1.钒A.物理性质钒是一种单晶金属,呈银灰色,具有体心立方晶格,曾发现在1550℃以及-28~-38℃时有多晶转变。
钒的力学性质与其纯度及生产方法密切相关。
O、H、N、C等杂质会使其性质变脆,少量则可提高其硬度及剪切力,但会降低其延展性。
钒的主要物理性质见表2-1钒的力学性质如表2-2所示。
表2-1金属钒的物理性质②c p=a + b T+c T 2,式中,T为温度,K。
表2-2 金属钒的力学性质B.锐的化学性质由图2 — 1可见,锐在周期表中位于第4周期、VB 族,属于过渡金属元素中的高熔点元素,包括Ti 、Zr 、 Hf 、V 、Nb 、Ta 、Cr 、Mo 、W 、Re 等10个元素。
它们的特点是:具有很高的熔点,例如鸨的熔点是3180℃, 弱的熔点是2610℃,它们主要是用作合金的添加剂,有些也可以单独使用,其中某些金属在高温下具有抗氧 化性、高硬度、高耐磨性。
但这些金属的力学性质与其纯度和制备方法密切相关,少量的晶间杂质,会使其 硬度和强度明显提高,但却使其延展性下降。
在原子结构方面,这些元素的外电子层具有相同的电子数,一般 有两个电子(少数是一个电子),而在次外电子层的电子数目则依次递增,其化学性质介于典型金属与弱典 型金属之间,处于过渡状态,具有彼此相互接近的性质,其共同的特点是:图2 — 1高熔点元素在周期表中的位置(1)这些元素外电子层的电子比较稳定,但较易失去次外电子层的电子,而形成不同价态的离子,例如 筑可以形成一1、+2、+3、+4、+5的价态,而Ti 则可以形成+ 2、+3、+4的价态。
图2 —2所示为锐 原子核的结构图;图2 — 2钒原子核的结构图(质子数P=23,中子数N = 28)(2)这些元素按其顺序,次外电子层的电子数目依次增加,由于电子的静电引力作用,遂使原子的半径 也渐趋缩小;(3)这些元素的水溶液,由于电子的转移作用形成的光谱,都会使其离子呈现颜色,只有少数例外; (4)这些元素会形成硼化物、碳化物、氮化物、氢化物,它们多数都具有金属性质,只有少数例外。
钒的化学性质及其生物效应
钒的化学性质及其⽣物效应钒及其化合物的化学性质及⽣物效应1210307417 刘显颖 2012级药学4班摘要:钒具有丰富的化学性质和⽣物效应,对机体产⽣积极影响。
本⽂将从钒在⽣理条件下的化学性质和⽣物学⾏为的关系⼊⼿,⼀⼀阐述钒化合物所表现的⽣理作⽤及其药⽤前景,并对钒化合物的发展做出展望。
关键词:钒;化学性质;⽣物效应前⾔:1978年,钒酸根对ATP酶的抑制作⽤被发现,引发⼈们开展研究钒酸根抑制或促进磷酸根代谢酶的作⽤的研究。
1980年钒酸盐具类胰岛素作⽤被揭⽰,开创钒的激素样效应的研究新领域。
这两个⽣物特性的发现,促使科学⼯作者们把研究⽬光放在钒化合物上。
⼀⽅⾯不断深⼊认识钒的⽣物效应的化学机理;另⼀⽅⾯,陆续发现钒化合物的其它药⽤价值:抗癌作⽤、抗炎作⽤、杀精⼦作⽤等。
尤其是近年来发现,在药理⽣理浓度下,钒化合物可作为⼀个潜在的治疗试剂。
⽽以上的研究必须基于钒化合物在⽣物体内的化学性质和⽣物学⾏为的关系,因⽽这⼀⽅⾯正成为科学⼯作者们重点研究的领域。
⼀、钒及其化合物的化学性质[1,2](⼀)钒的氧化还原性钒N层上有2个价电⼦,M层上有3个价电⼦,存在的氧化态有-3,-1,0,+1,+2,+3,+4,+5等,其中在标准⽣理条件(pH3-7,、有氧、⽔溶液、室温)下只有+3,+4和+5价态可能存在,+4和+5价态是主要存在形式。
⾃然界常见的钒化合物有V2O5、V2O3、NH4VO3和VCl3等。
⽣理条件下钒主要以氧钒阳离⼦VO2+和含氧酸根VO43-等形式存在。
VO43-/VO2+电对是单电⼦氧化还原体系,可推动⾃由基的形成。
VO2+在中性介质中通过⾃氧化产⽣超氧阴离⼦·O2-和V(Ⅴ),并参与类似Fe2+的Fenton反应,与H2O2反应产⽣·OH。
VO2+ + H2O2→ VO+2 + ·OH + H+ (1)VO2+ + O22- + H2O → VO2+ + OH- + ·OH (2)继⽽·OH 触发⾃由基转化级联反应:·OH + H2O2→ H2O + HO2· (3)·O2- + H2O2→ O2 + OH- + ·OH (4)VO2+ + ·O2- + H2O → VO2+ + H2O2 (5)⽽且V( Ⅳ)通过类Fenton 反应催化上⾯反应( 4),产⽣·OH。
钒化合物的化学性质和应用
添加标题
钒化合物的酸碱性
钒化合物在水中的溶解度
钒化合物的氧化还原反应
钒化合物与其他化合物的反应
钒化合物的热稳定性与其结构有关
钒化合物的热稳定性使其在冶金、化工等领域有广泛应用
钒化合物的热稳定性与其它性质相结合,使其成为重要的工业原料
钒化合物在高温下不易分解,具有较高的热稳定性
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
钒化合物在精细化工中的催化作用
钒化合物在石油化工中的催化作用
钒化合物在环保领域的催化作用
钒化合物在其他工业领域的应用
钒电池:一种新型电池,具有高能量密度、长寿命、环保等特点
钒电池的工作原理:利用钒离子在正负极之间的迁移实现电能的储存和释放
钒电池的应用领域:可应用于电动汽车、储能系统、可再生能源等领域
风险控制策略:加强环境监测,制定排放标准,推广清洁生产技术
钒化合物的环境影响:对土壤、水体、大气的污染
钒化合物的安全性:对人体健康的影响,如致癌、致畸等
安全防护措施:加强个人防护,提高安全意识,加强应急处理能力
钒化合物的环境影响:对环境造成的污染和破坏
钒化合物的安全性:对人体健康和生态环境的影响
反应原理:利用化学反应在液相中进行合成
反应条件:温度、压力、催化剂等
反应产物:钒化合物的生成和纯化
应用领域:钒化合物在化学、材料、能源等领域的应用
钒化合物对生物体的抗肿瘤作用
钒化合物对生物体的抗病毒作用
钒化合物对生物体的抗氧化作用
钒化合物对生物体的免疫调节作用
钒化合物在生物体内的生理功能
钒化合物在生物体内的吸收和分布
,
汇报人:
钒化合物的氧化还原反应:钒离子与氧气、水、酸等反应生成不同价态的钒化合物
5价钒化合物
5价钒化合物5价钒化合物是一类含有5价钒离子(V5+)的化合物。
钒是一种过渡金属元素,其5价态的化合物在化学和材料科学领域具有重要的应用价值。
本文将介绍5价钒化合物的性质、制备方法以及其在不同领域的应用。
5价钒化合物的性质。
由于钒的5价态具有五个未成对的电子,因此5价钒化合物通常具有较强的氧化性和催化活性。
这些化合物的颜色通常为橙黄色或橙红色,具有良好的热稳定性和化学稳定性。
此外,它们还具有一定的磁性和电导性。
制备5价钒化合物的方法有多种。
常见的方法包括氧化法、还原法、水热法等。
氧化法是最常用的方法之一,通常通过将钒金属或钒的低价化合物与氧气或氧化剂反应制得。
还原法则是将高价态的钒化合物与还原剂反应制得5价钒化合物。
水热法则是利用高温高压条件下水溶液中的热力学和动力学性质制备5价钒化合物。
然后,5价钒化合物在不同领域具有广泛的应用。
在化学领域,它们常用作催化剂,在有机合成和氧化反应中发挥重要作用。
例如,五氧化二钒(V2O5)常用于合成有机酸和酯,氧化苯乙烯等反应中作为催化剂。
在材料科学领域,5价钒化合物常用于制备电池材料、光学材料和催化剂载体等。
例如,钒酸锂(LiVO3)是一种重要的锂离子电池正极材料,具有较高的比能量和循环稳定性。
此外,钒酸铋(BiVO4)是一种可见光响应的光催化剂,可用于水分解和有机废水处理等领域。
5价钒化合物还具有医学应用的潜力。
研究表明,一些5价钒化合物具有抗肿瘤和抗菌活性,可以作为新型的抗癌和抗菌药物的候选物。
例如,五氧化二钒和钒酸铋等化合物在体内具有抑制肿瘤细胞生长和诱导凋亡的作用。
5价钒化合物是一类具有重要应用价值的化合物。
它们具有较强的氧化性和催化活性,可以在化学、材料科学和医学领域发挥重要作用。
通过合适的制备方法可以得到这些化合物,并利用它们的特性来开发新的材料和药物。
随着对5价钒化合物的深入研究,相信它们的应用领域将进一步扩展,为人类的生活和科技发展带来更多的机遇和挑战。
钒
钒及其化合物的用途
钒所以用于钢铁中,是由于钒能与钢铁中的碳元素生成稳定的碳化合物(v4c3),她可以细化钢的组织和晶粒,提高晶粒粗化温度。显著提高改善钢铁的性能。可加大钢的强度、韧性、抗腐蚀能力、耐磨能力和承受冲击负荷的能力等
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4560
发现人:塞夫斯唐姆(Nlis Gabriel Sepstron) 发现年代:1830年
简介
元素钒是墨西哥矿物学家节烈里瓦于1801年在含有钒的铅试样中首先发现的。由于这种新元素的盐溶液在加热时呈现鲜艳的红色,所以被取名为“爱丽特罗尼”,即“红色”的意思。但是当时有人认为这是被污染的元素铬,所以没有被人们公认。后来到了1830年写佛寺特勒木在由瑞典铁矿石提炼出的铁中发现了它,并肯定这是一种新元素称之为钒
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趣事
说起钒的发现,还有一段故事呢。
在1830年时,著名的德国化学家伍勒在分析墨西哥出产的一种铅矿的时候,断定这种铅矿中有一种当时人们还未发现的新元素。但是,在一些因素的干扰下,他没能继续研究下去。
此后不久,瑞典化学家塞夫斯朗姆发现了这一新元素——钒。
伍勒白白地失去了发现新元素的大好机会,感到很失望。于是他把事情的经过写信告诉了自己的老师,著名的瑞典化学家贝采里乌斯,贝采里乌斯给他回了一封非常巧妙的信。
基本信息
元素名称:钒
元素符号:V
元素原子量:50.94
原子体积:(立方厘米/摩尔)
8.78
元素在海水中的含量:(ppm)
太平洋表面 0.0016
元素在太阳中的含量:(ppm)
0.4
地壳中含量:(ppm)
160
元素化合物综合题之钒和铬及其化合物
元素化合物综合题之钒和铬及其化合物一.钒及其化合物1、钒副族元素钒副族包括钒、铌、钽三种元素,按V、Nb、Ta顺序稳定性依次增强。
2、钒及其化合物(1)钒金属钒容易呈钝态,因此在常温下活泼性较低。
块状钒在常温下不与空气、水、苛性碱作用,也不与非氧化性的酸作用,但溶于氢氟酸,也溶于强氧化性的酸(如硝酸和王水)中。
在高温下,钒与大多数非金属元素反应,并可与熔融苛性碱发生反应。
(2)五氧化二钒V2O5可通过加热分解偏钒酸铵或三氯氧化钒的水解而制得:2NH4VO3 V2O5 + 2NH3 + H2O 2VOCl3 + 3H2O = V2O5 + 6HCl在工业上用氯化焙烧法处理钒铅矿,提取五氧化二钒。
V2O5比TiO2具有较强的酸性和较强的氧化性,它主要显酸性,易溶于碱:V2O5 + 6NaOH = 2Na3VO4 + 3H2O V2O5是较强的氧化剂:V2O5 + 6HCl = 2VOCl2 + Cl2 + 3H2O (3)钒酸盐和多钒酸盐钒酸盐有偏钒酸盐MVO3、正钒酸盐M3VO4和多钒酸盐(M4V2O7、M3V3O9)等。
例1.(2016课标Ⅲ)以硅藻土为载体的五氧化二钒(V2O5)是接触法生成硫酸的催化剂。
从废钒催化剂中回收V2O5既避免污染环境又有利于资源综合利用。
废钒催化剂的主要成分为:以下是一种废钒催化剂回收工艺路线:回答下列问题:(1)“酸浸”时V2O5转化为VO2+,反应的离子方程式为___________,同时V2O4转成VO2+。
“废渣1”的主要成分是__________________。
(2)“氧化”中欲使3 mol的VO2+变为VO2+,则需要氧化剂KClO3至少为______mol。
(3)“中和”作用之一是使钒以V4O124−形式存在于溶液中。
“废渣2”中含有_______。
(4)“离子交换”和“洗脱”可简单表示为:4ROH+ V4O124−R4V4O12+4OH−(ROH为强碱性阴离子交换树脂)。
钒及钒生产工艺
钒及钒生产工艺第一章钒的性质及应用一、钒的性质:钒是一种十分重要的战略物资,在钢铁、电子、化工、宇航、原子能、航海、建筑、体育、医疗、电源、陶瓷等在国民经济和国防中占有十分重要的位置。
常温下钒的化学性质较稳定,但在高温下能与碳、硅、氮、氧、硫、氯、溴等大部分非金属元素生成化合物。
例如:钒在空气中加热至不同温度时可生成不同的钒氧化物。
在180℃下,钒与氯作用生成四氯化钒(VCl4);当温度超过800℃时,钒与氮反应生成氮化钒(VN);在800~1000℃时,钒与碳生成碳化钒(VC)。
钒具有较好的耐腐蚀性能,能耐淡水和海水的侵蚀,亦能耐氢氟酸以外的非氧化性酸(如盐酸、稀硫酸)和碱溶液的侵蚀,但能被氧化性酸(浓硫酸、浓氯酸、硝酸和王水)溶解。
在空气中,熔融的碱、碱金属碳酸盐可将金属钒溶解而生成相应的钒酸盐。
此外,钒亦具有一定的耐液态金属和合金(钠、铅、铋等)的腐蚀能力。
钒有多种氧化物。
V2O3和V2O4之间,存在着可用通式V n O2n-1(3≤n≤9)表示的同族氧化物,在V2O4到V2O5之间,已知有V3O5、V3O7、V4O7、V4O9、V5O9、V6O11、V6O13等氧化物。
工业上钒氧化物主要是以V2O5、V2O4和V2O3形式存在,特别是V2O5和生产尤为重要。
它们的主要性质列于下表:二、钒的应用三、五氧化二钒的性质V2O5是一种无味、无嗅、有毒的橙黄色或红棕色的粉末,微溶于水(质量浓度约为L),溶液呈黄色。
它在约670℃熔融,冷却时结晶成黑紫色正交晶系的针状晶体,它的结晶热很大,当迅速结晶时会因灼热而发光。
V2O5是两性氧化物,但主要呈酸性。
当溶解在极浓的NaOH 中时,得到一种含有八面体钒酸根离子VO43-的无色溶液。
它与Na2CO3一起共熔得到不同的可溶性钒酸钠。
第二章五氧化二钒生产工艺方法概述五氧化二钒生产工艺大致历经了70年,通过几代人的不断总结、探讨,已初步形成了不同的生产工艺模式。
无机元素化学——钒
7
钒酸盐和多钒酸盐
MIVO3(偏钒酸盐) M3IVO4(正钒酸盐) M2V2O7(焦钒酸盐) M3V3O9(多钒酸盐) VO43-时四面体结构,但是V-O键结合不十分牢固, 其中O2-可能同H+离子结合成水。 向钒酸盐中加H+,pH值逐渐下降,生成不同聚合度 的多钒酸盐,随着pH值的下降,多钒酸根中钒原子越 多。
VB
V 钒 3d34s2
绿硫钒矿(VS4)、钒铅矿 [Pb5(VO4)3Cl],丰度仅为 0.016%(列第19位)。
钒的主要化合物 V2O5
制备:工业上用氯化焙烧法或碱熔法;
若要制取纯度较高的五氧化二钒:
2NH4VO3 = V2O5 + 2NH3 + H2O
•晶体结构2V:OCl3 + 3H2O = V2O5 + 6HCl
钒
单质 钒是一种银灰色金属,具有典型的
体心立方结构,纯钒较软,具有延展性, 含有杂质时脆而硬。
钒与碱和非氧化性酸都不作用, 但 可溶于HF溶液,浓硫酸、硝酸和王水中:
V + 8HNO3 = V(NO3)4 + 4NO2 + 4H2O
由于外2V层+d6电H子FV=B存2V在F较2 +强3H的2 金属键, 使得钒具有较高的熔V 沸点钒和原3d子34s化2 焓。
溶液转为酸性后,聚合度不改变,直到十钒酸盐而终止,
后面是获质子的反应:
[V10O28]6- + H+
[HV10O28]5-
[HV10O28]5- + H+ [H2V10O28]4-
钒的卤素化合物的性质及其化学反应(详细版)
钒的卤素化合物的性质及其化学反应1 二氟化钒使用VF3+H2+HF(不含水)在1150℃下控制还原程度,可制得VF2。
也可用V2O5在氮气氛下,在HF水溶液中电解还原制得VF3·4H2O,将它加热到120℃,可脱水得VF3·2H2O,继续加热至200℃,也得不到无水化合物。
2 三氟化钒将VCl3或VBr3置于铂坩埚中,加热至600℃,通入含HF的无水N2气,即可得VF3。
VF4在100~120℃进行歧化反应,也可得VF3。
另外将金属钒直接在200℃通F2气氛化,亦可得VF3及其他氟化物。
由于VF3是不挥发物,故新生成的VF3会包裹在原料的表面,阻碍反应继续进行,故最好的方法是采用六氟钒酸铵热分解,首先在铂坩埚中,在210~250℃下通纯氩气2h,按下式制取六氟钒酸铵:V2O3+6NH4HF2=2(NH4)3VF6+3H2O。
得到的六氟钒酸铵再于600~700℃下,在纯氩气氛下分解:2(NH4)3VF6=VF3+3NH4F。
此外VF3也可以将V2O5在HF水溶液中电解还原制得。
VF3不溶于水,是黄绿色固体,在1406℃熔化而不分解。
3 四氟化钒VF4的制备方法很多。
最初是利用VCl4与HF在-28℃下反应制得,这个反应如果令其在一个例如CClF3的惰性溶液中,在-78℃下进行,则效果更佳,制得的VF4产品更纯。
也可以在150℃下用F2气(在Ar气氛下)加热VCl3制得VF4。
纯VF4是浅绿色固体,VF4若暴露于湿环境下,则会水解变成红褐色粉,最后形成蓝色糊。
VF4为热不稳定性,VF4室温下会缓慢分解为VF3和VF5,真空下在150℃以上会加快分解。
4 五氟化钒五氟化钒化学式为VF5,不稳定,熔点19.5℃,系强氧化剂与氟化剂,五价钒的卤化物更多的是以卤氧钒存在,更为稳定,如VOF3、VOCl3和VOBr3。
VF5的制备,是在20世纪初用VF4在氮气氛下,在600℃下缓慢加热而制得。
高考--常考元素--钒、铌、钽
高考--常考元素--钒副族(钒、铌、钽)钒副族单质(1)物理性质熔点较高,同族中随着周期数增加而升高;单质都为银白色、有金属光泽,具有典型的体心立方金属结构。
纯净的金属硬度低、有延展性,当含有杂质时则变得硬而脆(2)化学性质室温下:钒:不与空气、水、碱以及除HF 以外的非氧化性酸发生作用。
2 V+12 HF =2 H3VF6+3 H2↑4 V+5 O2=2 V2O5(>933 K)V +2 Cl2=VCl4(加热)铌和钽:只与HF 作用;溶于熔融状态下的碱中高温下:同许多非金属反应2、钒副族元素的重要化合物1 氧化物五氧化二钒(V2O5)橙黄色或砖红色固体,无臭,无味,有毒。
微溶于水,溶液呈淡黄色。
玻璃中加入五氧化二钒可防止紫外线。
(1)弱两性氧化物,以酸性为主,溶于冷、强碱生成无色正钒酸盐,溶于热、强碱生成黄色偏钒酸盐,V2O5+6 NaOH =2 Na3VO4+3 H2O (冷)V2O5+2NaOH =2 Na3VO3+H2O (热)溶于强酸,生成淡黄色含钒氧离子(VO2+)的盐:V2O5+6 H2SO4=(VO2)2SO4+H2O(2) 中强氧化性V2O5+6 HCl =2 VOCl2+Cl2+3 H2O(3)制备:①工业制法:用氯化焙烧法处理钒铅矿。
V2O5+2 NaCl +1/2 O2=2 NaVO3+Cl2用水浸出偏钒酸钠,将溶液酸化,得到红棕色水合五氧化二钒沉淀析出。
煅烧,得到工业级五氧化二钒。
偏钒酸铵热分解法2 NH4VO3=V2O5+2 NH3+H2O③三氯氧化钒的水解2 VOCl3+3 H2O =V2O5+6 HCl2 含氧酸盐钒酸盐的氧化性VO2+(在强酸性溶液中有氧化性)VO2+(钒酰离子黄色)+Fe2++2 H +=VO2+(亚钒酰离子蓝色)+Fe3++H2O该方法可用于氧化还原容量法测定钒。
2 VO2++H2C2O4+2 H+=2 VO2++2 CO2↑+2 H2O3 各种氧化态的钒离子VO2+(钒酰离子黄色)+Fe2++2 H +=VO2+(亚钒酰离子蓝色)+Fe3++H2O2 VO2++H2C2O4+2 H+=2 VO2++2 CO2↑+2 H2O2 VO2++Zn +4 H+=2 V3+(绿色) +Zn2++2 H2O2 VO2++3 Zn +8 H+=2 V2+(紫色) +3 Zn2++4 H2O。
钒的生物学作用
钒的生物学作用铜仁市科技局主办一、钒的性质钒(V)位于元素周期表第四周期第VB族。
钒的原子序数为23,相对原子量为50.9414,化合价有+5、+4、+3、+2,可以阳离子状态存在,也可以阴离子状态存在,最稳定的是五价钒的化合物。
钒属于高熔点金属,熔点1900±25℃,沸点为3000℃。
金属钒呈银白色,很软,可塑,可于冷状锻制成薄片并拉成丝,容易磨光和擦亮。
当含有氧、氮或氢时则变得脆、硬。
是电的不良导体,在室温条件下,金属钒在空气中是最稳定的,当加热至高温,易于在空气中燃烧,但致密的金属钒在300℃以下不会被氧化,高于660℃时则很快氧化。
金属钒不溶于水、碱溶液、稀硫酸及盐酸,但溶于硝酸和王水,浓硫酸和氢氟酸仅在加热时才与钒发生作用。
熔融的碱、碳酸钾、硝酸钾可与钒作用生成钒酸盐。
钒与氧反应有从+2~+5价的各种化合物,其中最主要的是V2O5(红褐色粉末状物),在650~675℃熔化,熔化后呈红色。
V2O5具有酸性,在水中溶解度很小,通常饱和的水溶液只含0.4% V2O5。
钒还具有增强合金的强度,降低热膨胀系数的特点。
二、钒的用途由于钒具有许多宝贵的理化特性和机械特性,因而被广泛地应用于现代化工业技术中,是重要的战略物资。
80~85%的钒主要用于黑色冶金工业中作加制剂、作合金元素,以制备特种钢。
钒已成为我国发展新钢种所不可缺少的合金元素。
我国主要含钒合金钢已达139种,被广泛应用于工程机械、汽车、航空、航天、铁道、轮船、高层建筑、桥梁、输油(气)管道等制造多个领域。
在化学工业方面,钒的化合物作为催化剂和裂化剂,已广泛应用于接触法硫酸制造工业、石油炼制和有机合成工业中。
此外,在特种玻璃、陶瓷、纺织、橡胶、油漆、照相、电影、医药、电池等行业中也用到钒的化合物。
在有色金属合金工业方面,钛工业已成为钒的第二大市场,钒钛合金应用于喷气发动机的压缩机和飞机构件,固体燃料火箭、高速中子反应堆的结构材料等方面。
钒及钒生产工艺
钒及钒生产工艺第一章钒的性质及应用一、钒的性质:钒是一种十分重要的战略物资,在钢铁、电子、化工、宇航、原子能、航海、建筑、体育、医疗、电源、陶瓷等在国民经济和国防中占有十分重要的位置。
常温下钒的化学性质较稳定,但在高温下能与碳、硅、氮、氧、硫、氯、溴等大部分非金属元素生成化合物。
例如:钒在空气中加热至不同温度时可生成不同的钒氧化物。
在180℃下,钒与氯作用生成四氯化钒(VCl4);当温度超过800℃时,钒与氮反应生成氮化钒(VN);在800~1000℃时,钒与碳生成碳化钒(VC)。
钒具有较好的耐腐蚀性能,能耐淡水和海水的侵蚀,亦能耐氢氟酸以外的非氧化性酸(如盐酸、稀硫酸)和碱溶液的侵蚀,但能被氧化性酸(浓硫酸、浓氯酸、硝酸和王水)溶解。
在空气中,熔融的碱、碱金属碳酸盐可将金属钒溶解而生成相应的钒酸盐。
此外,钒亦具有一定的耐液态金属和合金(钠、铅、铋等)的腐蚀能力。
钒有多种氧化物。
V2O3和V2O4之间,存在着可用通式V n O2n-1(3≤n≤9)表示的同族氧化物,在V2O4到V2O5之间,已知有V3O5、V3O7、V4O7、V4O9、V5O9、V6O11、V6O13等氧化物。
工业上钒氧化物主要是以V2O5、V2O4和V2O3形式存在,特别是V2O5和生产尤为重要。
它们的主要性质列于下表:二、钒的应用三、五氧化二钒的性质V2O5是一种无味、无嗅、有毒的橙黄色或红棕色的粉末,微溶于水(质量浓度约为L),溶液呈黄色。
它在约670℃熔融,冷却时结晶成黑紫色正交晶系的针状晶体,它的结晶热很大,当迅速结晶时会因灼热而发光。
V2O5是两性氧化物,但主要呈酸性。
当溶解在极浓的NaOH 中时,得到一种含有八面体钒酸根离子VO43-的无色溶液。
它与Na2CO3一起共熔得到不同的可溶性钒酸钠。
第二章五氧化二钒生产工艺方法概述五氧化二钒生产工艺大致历经了70年,通过几代人的不断总结、探讨,已初步形成了不同的生产工艺模式。
高考钒元素知识点
高考钒元素知识点钒(Vanadium)是一种化学元素,原子序数为23,化学符号为V。
它在自然界中以多种矿石的形式存在。
钒元素具有广泛的应用价值,尤其在冶金、化工、材料科学等领域具有重要作用。
下面就是高考钒元素知识点的详细介绍。
1. 钒元素的基本性质钒是一种过渡金属元素,在元素周期表中位于第五族,具有金属的典型性质。
它的原子序数为23,原子量为50.94。
钒的化学符号V源自其英文名Vanadium。
2. 钒元素的发现历史钒元素最早由瑞典科学家Nils Gabriel Sefström于1830年发现。
他从矿石中提取出了一种新的金属氧化物,并将其命名为Vanadium,以纪念斯堪的纳维亚神话中的女神Vanadis。
3. 钒元素的物理性质钒是一种银白色的金属,具有良好的延展性和导电性。
它的熔点为1910℃,沸点为3407℃。
钒的密度为6.11克/立方厘米,属于中等密度的金属。
4. 钒元素的化学性质钒是一种活泼的金属,容易与氧、硫等非金属元素形成化合物。
钒的氧化态多样,常见的氧化态有+2、+3、+4和+5。
此外,钒还能形成多种配合物,并参与到许多有机化合物的合成过程中。
5. 钒元素在生物体内的作用钒在生物体内以微量元素的形式存在,并参与到机体的多种生理过程中。
例如,钒对人体的葡萄糖代谢、骨骼发育和免疫调节等方面发挥着重要的作用。
6. 钒元素的应用领域钒具有广泛的应用价值,主要体现在以下几个领域:(1) 冶金工业:钒在钢铁生产中具有重要作用,能够显著提高钢材的强度和韧性。
(2) 化工工业:钒催化剂在有机化工合成反应中广泛应用,用于制备各种有机化合物。
(3) 电池工业:钒氧化物是一种重要的正极材料,常用于制造锂离子电池和钛酸锂电池。
(4) 材料科学:钒合金具有良好的耐热性和耐腐蚀性,用于制造高温工具和高强度材料。
(5) 医学领域:钒化合物被应用于放射性同位素治疗和成像检查。
7. 钒元素的环境影响钒元素在自然界中广泛存在,但过量的钒元素对环境和生物体可能造成一定的危害。
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钒A.物理性质钒是一种单晶金属,呈银灰色,具有体心立方晶格,曾发现在1550℃以及-28~-38℃时有多晶转变。
钒的力学性质与其纯度及生产方法密切相关。
O、H、N、C等杂质会使其性质变脆,少量则可提高其硬度及剪切力,但会降低其延展性。
B.钒的化学性质由图2-1可见,钒在周期表中位于第4周期、VB族,属于过渡金属元素中的高熔点元素,包括Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Re等10个元素。
它们的特点是:具有很高的熔点,例如钨的熔点是3180℃,钼的熔点是2610℃,它们主要是用作合金的添加剂,有些也可以单独使用,其中某些金属在高温下具有抗氧化性、高硬度、高耐磨性。
但这些金属的力学性质与其纯度和制备方法密切相关,少量的晶间杂质,会使其硬度和强度明显提高,但却使其延展性下降。
在原子结构方面,这些元素的外电子层具有相同的电子数,一般有两个电子(少数是一个电子),而在次外电子层的电子数目则依次递增,其化学性质介于典型金属与弱典型金属之间,处于过渡状态,具有彼此相互接近的性质,其共同的特点是:图2-1 高熔点元素在周期表中的位置(1)这些元素外电子层的电子比较稳定,但较易失去次外电子层的电子,而形成不同价态的离子,例如钒可以形成+1、+2、+3、+4、+5的价态,而Ti则可以形成+2、+3、+4的价态。
图2-2所示为钒原子核的结构图;图2-2 钒原子核的结构图(质子数P=23,中子数N=28)(2)这些元素按其顺序,次外电子层的电子数目依次增加,由于电子的静电引力作用,遂使原子的半径也渐趋缩小;(3)这些元素的水溶液,由于电子的转移作用形成的光谱,都会使其离子呈现颜色,只有少数例外;(4)这些元素会形成硼化物、碳化物、氮化物、氢化物,它们多数都具有金属性质,只有少数例外。
钒在空气中250℃以下是稳定的,呈浅银灰色,有良好的可塑性和可锻性。
长期保存表面会呈现蓝灰、黑橙色,超过300℃会有明显的氧化。
超过500℃,钒吸附氢于晶格间隙,使其变得易脆,易成粉末。
真空下600~700℃加热,氢可逸出。
低温下存在氢化物VH。
钒在400℃开始吸收氮气,800℃以上钒与氮反应生成氮化钒,在高真空、1700~2000℃下,发生氮化钒的分解,但是氮不可能完全从金属中释出。
钒对碳有较高亲和力,800~1000℃下可形成碳化物。
钒对稀硫酸、稀盐酸、稀磷酸保持相对稳定。
但在硝酸、氟氢酸中溶解。
金属钒对自来水抗蚀性良好,对海水抗蚀性中等,但未出现点腐蚀。
钒能抗10%NaOH溶液腐蚀,但不能抗热KOH溶液的腐蚀。
钒及其合金对低熔点金属或合金的熔融体有良好的抗蚀性,特别是碱金属(它们在核反应堆中用作冷却剂或热交换介质)。
钒的化合物从广义上来说,可以包括化学化合物、晶间化合物、金属间物、取代基合金等。
这种区分主要是基于化学键的性质和晶体结构。
通常,化学化合物指的是一类化合价态比较明确的化台物,对钒而言,就是价态在+2~+5之间的化合物。
钒的价态或氧化态决定该化合物的性质,即使其物理性质也与它的价态密切相差。
例如+5价钒是抗磁性的,形成的化合物常为无色或淡黄色;而低价钒则为顺磁性的,有颜色,存钒原子的第三能级(M电子层)中,有一个或多个电子处于游离状态,这些未配合的电子,在游离过程中产生的光谱,即呈现为不同的颜色。
许多具有实际应用的钒化合物,是一类晶隙间化台物,如钒的碳化物、氮化物、硅化物等,这类含钒的化合物,作为添加剂在合金中可以起到细化晶粒的作用,以获取优异的性质。
但它们并无确切的价态,而不是真正意义上的化合物。
这一章里我们侧重介绍的是有确切价态的化台物。
C.钒氧化物,氢氧化物的性质常见的钒氧化物为+2、+3、+4、+5价的氧化物:VO、V2O3、VO2、V2O5,钒的氧化物从低价(二价)到高价(五价),系强还原荆到强氧化剂,其水溶液由强碱性逐渐变成弱酸性。
其间的关系如图2-3所示。
图2-3 不同价态钒氧化物间的关系低价氧化钒不溶于水,但遇强酸会形成强酸盐如VCl2、VSO4;如遇强碱则形成V(OH)2,V(OH)2水解会放出H2。
低价氧化钒在空气中易被氧化成高价氧化钒,反之,五价氧化钒则可借还原性气体还原成四、三、二价的氧化钒。
它们的物理与化学性质以及热力学性质等,见表2-4、表2-5和表2-6。
钒氧的系统相图,见图2-4。
从这个相图中可以看出,除VO外,其他的氧化物都有一个明确的相变点,其中还包括多个氧化物构成的配合物;而VO则系没有明确的化学计量的配合物,故有多个假稳态点,系统相当复杂。
表2-4 钒氧化物的性质性质VO V2O3VO2V2O4V2O5晶系面心立方菱形单斜α斜方颜色浅灰黑深蓝橙黄密度/kg·m-35550~5760 4870~4990 4330~4339 3352~3360 熔点/℃1790 1970~2070 1545~1967 650~690 分解温度/℃1690~1750 生成热ΔHθ/kJ·mol-1-432 -1219.6 -718 -1428 -1551 298/J·(mol·K)-138.91 98.8 62.62 102.6 131绝对熵Sθ298/kJ·mol-1-404.4 -1140.0 -659.4 -1319 -1420 自由能ΔGθ298水溶性无无微微酸溶性溶HF、HNO3溶溶碱溶性无无溶溶氧化还原性还原还原两性氧化酸碱性碱碱碱两性2.五氧化二钒V2O5,是钒氧化物中最重要的,也是最常用钒化工制品。
工业上首先是制取NH4VO3,然后加热至500℃,即可制得V2O5。
其反应如下:2NH4VO3→2NH3+H2O+V2O5另一个方法是用VOCl3水解,反应如下:2VOCl3+3H2O=V2O5+6HClV2O5是原子缺失型半导体,其中的缺失型是V4+离子,在700~1125℃,V2O5存在下列可逆反应:V2O5=V2O5-x+(x/2)O2式中,x随温度的升高而增大,此一性质使其呈现为催化性质。
V2O5微溶于水,溶解度在0.01~0.08g/L,大小取决于其前期生成的历史。
如果是自水溶液中沉淀生成的,则其溶解度会大些。
V2O5是两性化合物,但其碱性弱,酸性强,易溶于碱性构成钒酸盐,强酸也能溶解V2O5。
在酸、碱溶液中,生成物的形态取决于溶液的钒浓度和pH值,当溶液处于强碱性,pH值大于13,则会以单倍体VO43-存在;若处于强酸性溶液中(pH值小于3),而且钒浓度较低时(小于10-4mol/L),则主要以VO2+存在,如果钒的浓度较高(大于50×10-3mol/L),则析出固相V2O5;如果处在中间pH值的状态,则会以下列配合物存在:VO3-、HVO42-、V3O93-、V4O124-、V10O286-、V2O74-;当pH=1.8时,V2O5的溶解度最小,约为2.2mmol/L。
为此,在酸性条件下沉钒时,3.二氧化钒与四氧化二钒VO2或V2O4的制备方法如下:V2O5在600℃于回转窑中,在硫、碳或含碳物如糖、草酸等气氛下,缓慢还原可得。
四价钒在空气中被缓慢氧化,加热则快速被氧化;四价钒的氧化物也是两性物质,在热酸中溶解形成稳定的VO2+,例如与硫酸形成VOSO4;在碱性溶液中则形成次钒酸盐HV2O5-,而次钒酸H2V4O9或H2O·4VO2,是一种异聚酸,它是M(II)V4O9·7H2O的配合物。
4.三氧化二钒V2O3的制备:可用H2、C等还原剂,还原V2O5制得。
例如,将H2气加入少许水蒸气(每1LH2加水蒸气48~130mg),在600~650℃下通过V2O5,其反应如下:V2O5+2H2=V2O3+2H2O通常V2O5含有VN杂质,加入水蒸气是为了脱出杂质中的N2,其反应如下:2VN+3H2O=V2O3+3H2+N2V2O3的熔点高,在空气中不易氧化,但Cl2可使其迅速氧化,形成VOCl3,其反应如下:3V2O3+6Cl2=V2O5+4VOCl3三价钒化合物不溶于水,能缓慢溶解于酸,形成V3+;三价钒化合物是良好的催化剂,用于加氢反应,而且它不会受有机硫化物的毒害。
5.一氧化钒VO可在1700℃下用H2气还原V2O5制得,也可以在真空下用V2O3加金属V制得。
在钒的氧化物中,随氧含量的降低,其中的金属-金属键增加,从图2-4的钒氧系相图中可以看出,一氧化钒是非化学剂量化合物,而具有广泛的非均一性范围,它具有NaCl缺陷性结构。
6.钒的过氧化物偏钒酸盐的非酸性水溶液,加入双氧水会生成过氧化钒酸盐,例如偏钒酸铵会生成过氧化钒酸铵,可认为系过氧化钒酸(H4V2O10)与铵离子NH4+形成的盐,但是过氧化钒酸不会在水中游离存在。
在酸性水溶液中,双氧水会与钒离子形成砖红色配合物,这是个敏感反应,可用在钒浓度极低时的定性试验。
7.氢氧化钒三价的钒可以在碱性或氨性溶液中形成绿色V(OH)3沉淀,它在空气中易氧化;二价的钒盐,加碱也会形成V(OH)2沉淀,但不稳定,迅即氧化。
8.钒酸钒的含氧酸在水溶液中形成钒酸根阴离子或钒氧基离子,它能以多种聚集态存在,使之形成各种组成的钒氧化合物,其性质对钒的生产极为重要。
钒酸的存在形式基本上与两个因素有关。
一个是溶液的酸度,另一个是钒酸盐的浓度。
在高碱度下,主要以正钒酸根VO43-存在,当水溶液逐渐酸化时,其钒酸根会发生一系列水解作用。
当钒的浓度很低时,例如小于1mmol/L,在各种pH值条件下均以单核存在。
但钒酸根有很强的聚合性能,当质子化的钒酸根浓度升高时,会发生一系列聚合作用。
此种性质亦随pH值降低而加强。
以上性质大致如图2-7所示。
从图中可以看出,从碱性或弱碱性溶液析出的钒酸盐是正钒酸盐或焦钒酸盐。
当溶液接近中性时,析出的是四聚V4O124-或三聚体V3O93-;当溶液呈弱酸性或酸性时,析出的是多聚钒酸盐,如V10O286-。
图3-7钒酸水溶液酌状态与钒浓度及pH值的关系(25qC):’5140℃,pH值为2~8,钒酸存在的主要形式是V3O93-、V4O124-、HV6O173-、HV10O285-。
当pH值降低到2以下时,十钒酸盐会变成十二钒酸盐,其反应如下:6H6V10O28=5H2V12O31+13H2O研究证明,水合V2O5就是H2V12O31的多聚体,其中的质子可被其他金属正离子取代,取代的顺序如下:K+>NH4+>Na+>H+>Li+当含钒溶液的酸度增加到pH<3,特别是pH<1时,多聚体会受到质子的破坏,而呈VO2+形式存在,其反应如下:H2V12O31+12H+=12VO2++7H2O钒酸根离子也能与其他酸根离子,如钨、磷、砷、硅等的酸根生成复盐,这也就构成钒酸盐杂质的来源之一。
9.五价钒酸盐钒酸盐中含有五价钒的有偏钒酸盐、正钒酸盐、焦钒酸盐以及多钒酸盐。