Vanaadiumhüdriid. Vanadiini alarühm
Vanadiumil on kehakeskne kuupvõre perioodiga a=3,0282A. Vanaadium on puhtal kujul tempermalmist ja seda saab kergesti töödelda survega. Tihedus 6,11 g/cm3; t pl 1900°С, t bp 3400°С; erisoojusmaht (20-100°C juures) 0,120 cal/g deg; lineaarpaisumise soojustegur (20-1000°C juures) 10,6 10-6 deg-1; elektritakistus 20°C juures 24,8 10-8 oomi m (24,8 10-6 oomi cm); alla 4,5 K läheb vanaadium ülijuhtivusseisundisse. Mehaanilised omadused Kõrge puhtusastmega vanaadium pärast lõõmutamist: elastsusmoodul 135,25 n/m 2 (13520 kgf/mm 2), tõmbetugevus 120 mn/m 2 (12 kgf/mm 2), suhteline pikenemine 17%, Brinelli kõvadus 700 mn/m 2 (70 kgf / mm 2). Gaasilisandid vähendavad järsult vanaadiumi plastilisust ning suurendavad selle kõvadust ja rabedust.
Keemilised omadused Vanaadium
Vanaadium ei muutu õhus, see on vastupidav veele, mineraalsoolade ja leeliste lahustele. Happed mõjutavad seda ainult need, mis on ka oksüdeerivad ained. Külma käes ei mõjuta lahjendatud lämmastik- ja väävelhape. Ilmselt tekib metalli pinnale kõige õhem oksiidkile, mis takistab metalli edasist oksüdeerumist. Et Vanaadium intensiivselt reageeriks, tuleb seda kuumutada. Temperatuuril 600-700 °C toimub kompaktse metalli intensiivne oksüdeerumine ja peeneks jahvatatud olekus läheb see reaktsioonidesse madalamal temperatuuril.
Sulfiide, karbiide, nitriide, arseniide, silitsiide saab saada elementide otsesel interaktsioonil kuumutamisel. Tehnoloogia jaoks on oluline veele ja hapetele vastupidav kollakas-pronksnitriid VN (sulamistemperatuur = 2050°C) ning ka kõrge karbiidiga VC (sulamistemperatuur = 2800°C).
Vanaadium on väga tundlik gaasilisandite (O 2 , N 2 , H 2 ) suhtes, mis muudavad dramaatiliselt selle omadusi, isegi kui seda esineb kõige väiksemates kogustes. Seetõttu on ka praegu võimalik erinevates teatmeteostes kohata erinevaid vanaadiumi sulamispunkte. Sõltuvalt metalli puhtusest ja saamise meetodist võib saastunud vanaadium sulada vahemikus 1700–1900 °C. Puhtusastmega 99,8–99,9%, selle tihedus on 20 ° C juures 6,11 g / cm3, sulamistemperatuur on 1919 ° C ja keemistemperatuur 3400 ° C.
Metall on äärmiselt vastupidav nii orgaanilises kui ka enamikus anorgaanilistes agressiivsetes keskkondades. Vastupidavuse poolest HC1, HBr ja külma väävelhappe suhtes on see oluliselt parem kui titaan ja roostevaba teras. See ei moodusta halogeenidega ühendeid, välja arvatud kõige agressiivsem neist - fluor. Fluoriga annab see aga VF 5 kristalli, värvituid, ülevaid, ilma et see muutuks 111 ° C juures vedelikuks. Süsinikdioksiidi atmosfäär avaldab metallilisele vanaadiumile palju nõrgemat mõju kui selle analoogidele, nioobiumile ja tantaalile. Sellel on kõrge vastupidavus sulametallidele, mistõttu saab seda kasutada tuumareaktorite projekteerimisel, kus jahutusvedelikuna kasutatakse sulametalle. Vanaadium ei roosteta ei magedas ega merevees ega leeliselahustes.
Hapetest mõjuvad sellele kontsentreeritud väävel- ja lämmastikhape, vesinikfluoriid ja nende segud.
Vanadiini eripäraks on vesiniku kõrge lahustuvus selles. Selle interaktsiooni tulemusena tekivad tahked lahused ja hüdriidid. Hüdriidide esinemise kõige tõenäolisem vorm on metallitaolised elektronjuhtivusega ühendid. Nad võivad üsna kergesti ülijuhtivusseisundisse minna. Vanaadiumhüdriidid võivad moodustada mõne tahke või vedela metalliga lahuseid, milles vesiniku lahustuvus suureneb.
Vanaadiumkarbiidid pakuvad sõltumatut huvi, kuna nende omadused pakuvad kaasaegse tehnoloogia jaoks väga väärtuslikke omadusi. Need on erakordselt kõvad, tulekindlad ja hea elektrijuhtivusega. Vanaadium on võimeline isegi teisi metalle karbiididest välja tõrjuma, moodustades oma karbiidid:
3V + Fe3C \u003d V 3 C + 3Fe
Tuntakse mitmeid vanaadiumi ja süsiniku ühendeid:
V3C; V2C; VC; V3C2; V 4 C 3
Enamiku põhialarühma liikmete puhul annab vanaadium ühendeid nii binaarseid (st koosnevad ainult kahest elemendist) kui ka keerukama koostisega. Nitriidid tekivad metallipulbri või selle oksiidide koosmõjul gaasilise ammoniaagiga:
6V + 2NH3 = 2V 3N + 3H 2
V 2 O 2 + 2NH 3 \u003d 2VN + 2H 2 O + H 2
Pooljuhttehnoloogia puhul pakuvad huvi fosfiidid V 3 P, V 2 P, VP, VP 2 ja arseniidid V 3 As, VA.
Vanaadiumi kompleksi moodustavad omadused avalduvad selliste kompleksühendite moodustumisel nagu fosforvanaadiinhape H 7 PV 12 O 36 või H 7 [P(V 2 O 6) 6 ].
(54,. (57) VANAAADIUMI MEETODID, sisaldama allic kiiritatud prn demetaali o.t sellega, et 1 lk leiutiste ja nendega seotud (71) ENSV Teaduste Akadeemia Uute Keemiaprobleemide Instituut ( 56) 1, Mikheeva V.I. Siirdemetallide hüdriidid. NSVL Teaduste Akadeemia, I. 1946, lk 97-99.2, "1. Aveg, Spev. 1961, 83Р 17, lk. 3728-3729.3 Journal of anorganic vol. priming with hydrogen , pool"ženiin hüdriidide hüdriidide koostisest 1 Üldkorraldus 10312/24 Tiraaž 471 NSV Liidu Riikliku Leiutiste ja Avastuste Komitee VNIIPI tellimus 113035, Moskva, Zh, Raushskaya nab., d, 4/5 Projectnaya, 4 Leiutis käsitleb meetodeid vanaadiumdihüdriidi valmistamiseks, mida saab kasutada pulbermetallurgia, samuti vesiniku allikas ja orgaaniliste ainete hüdrogeenimise katalüsaator.On olemas meetod vanaadiumhüdriidi tootmiseks vanaadiumpentoksiidi redutseerimisel kaltsiumhüdriidiga 1.1 Samuti on olemas meetod vanaadiumdihüdriidi valmistamiseks vanaadiumhüdriidi töötlemise teel. koostisega CN O vesinikuga rõhul 70 atm toatemperatuuril 6 tundi.maksimaalselt Tehniliselt olemuselt ja saavutatud tulemuselt pakutavale lähim on meetod vanaadiumdihüdriidi saamiseks töötlemise teel. titaanhüdriidi termilisel lagunemisel tekkiv metallvanaadiumvesinik. Vesiniktöötlus viiakse läbi algul 30 °C toatemperatuuril kompositsiooni suhtes; vastab vanaadiummonohüdriidile, misjärel viiakse läbi vesiniktöötlus temperatuuril -70 kuni -20 C Vesiniku rõhk on 1 atm Protsessi kestus 8-10 päeva Saadud saadus vastab vanaadiumdihüdriidile koostisega ChN, 2 3), ) temperatuur ja selle kestuse vähendamine.Eesmärk saavutatakse sellega, et metallilise vanaadiumi töötlemine toimub rõhul 5-30 atm vesinikuga, mis saadakse intermetalliliste ühendite lagunemisel koostisega LaI 1 Hbz. või T 1 Ren 2, Kui intermetalliliste ühendite hüdriidid koostisega 50 LaB 1 Hb B või T 1 GeH vabanevad vesinik puhtusega 99,9999. Sellise puhtusega vesinik on võimeline kergesti tungima läbi pinnal paikneva oksiidkile metallist proovi sügavusele ja suhelda oksüdeerimata metalliga. Sellel on suur difusioonikoefitsient ja suur liikuvus. See võimaldab hüdrogeenimisprotsessi läbi viia suure kiirusega ja piisaval sügavusel ilma madalaid temperatuure kasutamata, mis on vajalikud saadud vanaadiumdihüdriidi dissotsiatsioonirõhu vähendamiseks. Vesiniku rõhu langemisel alla 5 atm hüdrogeenimise aeg pikeneb Rõhu tõus üle 30 atm ei mõjuta protsessi kiirust, vaid viib selle tüsistuseni.Proov pumbatakse välja 0,5 h temperatuuril 250 C. Pärast jahutamist kuni 20 C täidetakse autoklaav vesinikuga kanistrist koos hüdriidiga koostisega La 1 R 1 H n rõhuni 10 atm. Reaktsioon algab kohe ja kestab 1 tund.Reaktsiooni lõpp määratakse siis, kui rõhulang autoklaavis lakkab. Hüdrogeenimise tulemusena saadakse vanaadiumdihüdriid koostisega CNO, mis määratakse röntgenfaasi, gaasi mahu ja keemiliste analüüside andmete põhjal, NÄIDE 2. Sarnaselt näitele 1, 4 g vanaadiumipulbrist 20 °C ja vesiniku rõhul 5 atm 1,5 h saada vanaadiumhüdriidi kompositsioon ChNdr.PRI me R 3. Sarnaselt näitele 1 8 g vanaadiumist tüki kujul 20 C juures ja vesiniku rõhul 30 atm 2 h saada vanaadiumhüdriidi koostist ChN. Seega võimaldab leiutis protsessi lihtsustada, välistades vajaduse kasutada madalaid (miinus)temperatuure ja lühendada selle kestust 8-10 päevalt 1-2 tunnini.
Taotlus
3421538, 13.04.1982
UUTE KEEMILISTE PROBLEEMIDE INSTITUUT AS NSVL
SEMENENKO KIRILL NIKOLAJEVITŠ, FOKINA EVELINA ERNESTOVNA, FOKIN VALENTIN NAZAROVICH, TROITSKAJA STELLA LEONIDOVNA, BURNAŠEVA VENIANA VENEDIKTOVITŠ, VERBETSKI VIKTOR NIKOLAJEVITŠ, MITTEROKHINLENORGEYVITŠŠ
IPC / Sildid
Lingi kood
Vanaadiumdihüdriidi saamise meetod
Seotud patendid
Näiteks vanaadiumi koostisega sppiumoksiidi valmistamiseks võib kasutada vanaadiumi keemiat.kõrge 0%) vähese sulfiidikuluga jah (0,8 l / g U, Oa) vähem kui 1 pelgalt. niiskusesisaldusega 5 - 20% on tee ja laaditakse toru elektriahju Ahi puhutakse läbi vääveldioksiidiga, kuumutatakse 650 C-ni ja zatsm protsess viiakse läbi 5 tundi pideva väävlilise acgclrcla tsirkus (selle erikulu). on 0,8 l / g b 0; kaltsineeritud) ja eelsegamine pyattsok yts vatsal i, ...
Toorikute tootmine survetöötlusprotsesside füüsikaliseks modelleerimiseks superplastsuse seisundis. Need tuntud polümeerid, nagu monodispersne polübutadieen, monodispersne polüisopreen ja teised, on kunstkummi valmistamise vahesaadus ja neil on omadused, mis võimaldavad Tekhred K. Shufrich Korrektor M. SharoshiOrder 270/6 Circulation 986 Signature TsNIIPI NSVL Riiklik Leiutiste ja Avastuste Komitee 13035, Moskva, Zh - 35, Raushskaya at 6., 4 / Bharu PPP Patent, Uzhgorod, st. Disain, 4 hoida kuju, mille neile annab "toa" temperatuur. Modelleerimine lineaarsel ...
Loputusvedeliku happe-aluse potentsiaali tasakaal (Pb=7) ja kontrollida selle muutumist kogu puuraugu puurimisprotsessis.Puurkaevus määratakse kaaliumisisaldus kivimites. Kaaliumi kontsentratsiooni määramine puuritud kivimites saab läbi viia mistahes analüütiliste meetoditega uurides kaevust väljapääsu juures olevaid südamikuproove või sisselõiget Kuna kaaliumil on radioaktiivne isotoop (looduslikus segus sisaldab see 0,0119% radioaktiivset isotoopi Kf) , saab kaaliumi kontsentratsiooni määrata kivimi (südamik, muda 1) gammaaktiivsuse mõõtmisega, mis on tingitud kaaliumi radioaktiivse isotoobi lagunemisel eralduvast kiirgusest. Lisaks kõrgele efektiivsusele on spektromeetriline meetod...
Pikkus- ja kaugusmuundur Massimuundur Toidu ja toidu mahu muundur Pindala muundur Mahu ja retsepti ühikud Muundur Temperatuurimuundur Rõhk, stress, Youngi mooduli muundur Energia- ja töömuundur Võimsusmuundur Jõumuundur Ajamuundur Lineaarkiiruse muundur Termo- ja kütusetõhususe muundur Lamenurga muundur numbrid erinevates numbrisüsteemides Teabehulga mõõtühikute teisendaja Valuutakursid Naiste riiete ja jalatsite mõõtmed Meeste riiete ja jalatsite mõõtmed Nurkkiiruse ja pöörlemissageduse muundur Kiirendusmuundur Nurkkiirenduse muundur Tihedusmuundur Erimahu muundur Inertsmomendi muundur Moment jõumuunduri pöördemomendi muundur Erikütteväärtuse muundur (massi järgi) Energiatiheduse ja kütusespetsiifilise kütteväärtuse muundur (mahu järgi) Temperatuuri erinevuse muundur Koefitsiendi muundur Soojuspaisumise koefitsient Soojustakistuse muundur Soojusjuhtivuse muundur Erisoojusvõimsuse muundur Energia kokkupuude ja kiirgusvõimsuse muundur Soojusvoo tiheduse muundur Soojusülekande koefitsient Muundur Mahuvoolu muundur Massivoolu muundur Moolvoolu muundur Massivoolu muundur Moolvoolu muundur Massi voo muundur Moolaarvoolu muundur Massi voo muundur Mool. Läbilaskvuse muundur veeauru voo tiheduse muundur Helitaseme muundur Mikrofoni tundlikkuse muundur Helirõhutaseme (SPL) muundur Helirõhutaseme muundur Valitava võrdlusrõhuga Heleduse muundur Valgustugevuse muundur Valgustustiheduse muundur Võimsusmuundur Arvutigraafika Eraldusvõime muundur Sagedus ja fookuskauguse muundur Sagedus ja fookuse diiselsagedus Kauguse dioptri võimsus ja objektiivi suurendus (×) elektrilaengu muundur Lineaarlaengute tiheduse muundur Pinna laengu tiheduse muundur elektrivoolu muundur Lineaarvoolutiheduse muundur Pinna voolutiheduse muundur Elektrivälja tugevuse muundur ja elektrilise pinge muundur Elektrivälja tugevuse muundur ja elektrostaatiline pingemuundur Elektrijuhtivuse muundur Elektrijuhtivuse muundur Mahtuvusinduktiivsuse muundur USA traatmõõturi muunduri tasemed dBm (dBm või dBm), dBV (dBV), vattides jne. ühikut Magnetmotoorjõu muundur Magnetvälja tugevusmuundur Magnetvoo muundur Magnetinduktsioonmuundur Kiirgus. Ioniseeriva kiirguse neeldunud doosikiiruse muundur Radioaktiivsus. Radioaktiivse lagunemise muunduri kiirgus. Kokkupuute doosi muunduri kiirgus. Absorbed Dose Converter Decimal Prefix Converter Andmeedastus Tüpograafilise ja pilditöötlusühiku teisendaja Puidu mahuühiku muundur D. I. Mendelejevi keemiliste elementide molaarmassi perioodilise tabeli arvutamine
Keemiline valem
VH, vanaadium(I)hüdriidi molaarmass 51.94944 g/mol
Elementide massiosad ühendis
Molaarmassi kalkulaatori kasutamine
- Keemilised valemid tuleb sisestada tõstutundlikult
- Indeksid sisestatakse tavaliste numbritena
- Punkt keskjoonel (korrutusmärk), mida kasutatakse näiteks kristalsete hüdraatide valemites, asendatakse tavalise punktiga.
- Näide: CuSO₄ 5H2O asemel kasutab konverter sisestamise hõlbustamiseks kirjapilti CuSO4.5H2O.
Kinemaatiline viskoossus
Molaarmassi kalkulaator
sünnimärk
Kõik ained koosnevad aatomitest ja molekulidest. Keemias on oluline täpselt mõõta reaktsioonis osalevate ja sellest tulenevate ainete massi. Definitsiooni järgi on mool aine koguse SI-ühik. Üks mool sisaldab täpselt 6,02214076 × 10²³ elementaarosakest. See väärtus on arvuliselt võrdne Avogadro konstandiga NA, väljendatuna mooliühikutes⁻¹ ja seda nimetatakse Avogadro arvuks. Aine kogus (sümbol n) on konstruktsioonielementide arvu mõõt. Struktuurielemendiks võib olla aatom, molekul, ioon, elektron või mis tahes osake või osakeste rühm.
Avogadro konstant N A = 6,02214076 × 10²³ mol⁻¹. Avogadro number on 6,02214076×10²³.
Teisisõnu, mool on aine kogus, mille mass on võrdne aine aatomite ja molekulide aatommasside summaga, korrutatuna Avogadro arvuga. Mool on üks SI-süsteemi seitsmest põhiühikust ja seda tähistatakse mutiga. Kuna üksuse nimi ja selle sümbol on samad, tuleb märkida, et erinevalt üksuse nimest, millest saab keelduda vastavalt tavapärastele vene keele reeglitele, sümbolist ei keelduta. Üks mool puhast süsinik-12 võrdub täpselt 12 grammiga.
Molaarmass
Molaarmass on aine füüsikaline omadus, mis on määratletud kui selle aine massi ja aine koguse suhe moolides. Teisisõnu, see on aine ühe mooli mass. SI-süsteemis on molaarmassi ühikuks kilogramm/mol (kg/mol). Keemikud on aga harjunud kasutama mugavamat ühikut g/mol.
molaarmass = g/mol
Elementide ja ühendite molaarmass
Ühendid on ained, mis koosnevad erinevatest aatomitest, mis on omavahel keemiliselt seotud. Näiteks järgmised ained, mida võib leida iga perenaise köögis, on keemilised ühendid:
- sool (naatriumkloriid) NaCl
- suhkur (sahharoos) C₂H₂2O1₁
- äädikas (äädikhappe lahus) CH₃COOH
Keemiliste elementide molaarmass grammides mooli kohta on arvuliselt sama kui elemendi aatomite mass, väljendatuna aatommassiühikutes (ehk daltonites). Ühendite molaarmass on võrdne ühendi moodustavate elementide molaarmasside summaga, võttes arvesse aatomite arvu ühendis. Näiteks vee (H2O) molaarmass on ligikaudu 1 × 2 + 16 = 18 g/mol.
Molekulmass
Molekulmass (vana nimetus on molekulmass) on molekuli mass, mis arvutatakse iga molekuli moodustava aatomi masside summana, korrutatuna selle molekuli aatomite arvuga. Molekulmass on mõõtmeteta füüsikaline suurus, mis on arvuliselt võrdne molaarmassiga. See tähendab, et molekulmass erineb mõõtmetelt molaarmassist. Kuigi molekulmass on mõõtmeteta suurus, on sellel siiski väärtus, mida nimetatakse aatommassiühikuks (amu) või daltoniks (Da), ja see on ligikaudu võrdne ühe prootoni või neutroni massiga. Aatommassi ühik on samuti arvuliselt võrdne 1 g/mol.
Molaarmassi arvutamine
Molaarmass arvutatakse järgmiselt:
- määrata perioodilisuse tabeli järgi elementide aatommassid;
- määrata iga elemendi aatomite arv ühendi valemis;
- määrata molaarmass, liites ühendis sisalduvate elementide aatommassid korrutatuna nende arvuga.
Näiteks arvutame äädikhappe molaarmassi
See koosneb:
- kaks süsinikuaatomit
- neli vesinikuaatomit
- kaks hapnikuaatomit
- süsinik C = 2 × 12,0107 g/mol = 24,0214 g/mol
- vesinik H = 4 × 1,00794 g/mol = 4,03176 g/mol
- hapnik O = 2 × 15,9994 g/mol = 31,9988 g/mol
- molaarmass = 24,0214 + 4,03176 + 31,9988 = 60,05196 g/mol
Meie kalkulaator teeb just seda. Saate sellesse sisestada äädikhappe valemi ja kontrollida, mis juhtub.
Kas teil on raske mõõtühikuid ühest keelest teise tõlkida? Kolleegid on valmis teid aitama. Postitage küsimus TCTermsisse ja mõne minuti jooksul saate vastuse.
ANORGAANILISED MATERJALID, 2015, 51. köide, nr 8, lk. 850-853
UDK 546,112+546,881+546,76
VANAAADIUMISULAMITE KOOSTAMINE VESINIKUGA KÕRGRÕHUGA © V. N. Verbetsky, S. A. Lushnikov ja E. A. Movlaev
Moskva Riiklik Ülikool M.V. Lomonosovi e-post: [e-postiga kaitstud] Saabunud 02.07.2014
Uuritud on V0.95Cu0 05, V0.94Co006 ja V0.9W0.i sulamite koostoimet vesinikuga vesiniku rõhul kuni 250 MPa. Erinevatel temperatuuridel konstrueeritakse vesiniku neeldumise ja desorptsiooni isotermid ning määratakse süsteemide termodünaamilised parameetrid. Kõrgsurvel moodustunud hüdriidifaaside V0 94Co0 06Hi 4 ja V0.9W0.1H1.2 proovide XRD analüüs näitas, et need koosnevad faasist, millel on näokeskne kuupvõre, mis sarnaneb vanaadiumdihüdriidi y-faasiga. Vasega sulami puhul on hüdriidi maksimaalne koostis V0,95Cu0 05H05.
DOI: 10.7868/S0002337X15080199
SISSEJUHATUS
Suure vesiniku massisisaldusega (3,8%) vanaadiumhüdriid on paljulubav materjal vesiniku säilitamiseks. Kuid metallilise vanaadiumi hüdrogeenimistingimused ning vanaadiumi mono- ja dihüdriidi dissotsiatsioonirõhu väärtused piiravad selle praktilist kasutamist. Nende näitajate parandamiseks uuritakse intensiivselt vesiniku vastasmõju vanaadiumisulamitega ning erinevate elementide mõju vanaadiumi vesiniksorptsiooniomadustele.
Ühes esimestest töödest, milles uuriti vanaadiumi dopingu mõju, leiti, et enamik elemente tõstab vanaadiumdihüdriidi dissotsiatsiooni tasakaalurõhku, kusjuures kõige tugevamat mõju avaldavad 81, Ge, ^ Fe, Mo ja N1. Töödes vesiniku vastastikmõju teiste metallidega legeeritud vanaadiumisulamitega (T1, Cr, Mn, Fe, Co, N1, Cu) koguses 1, 3 ja 6 at. %. Vanaadiumisulamite puhul, mis sisaldasid 1% teist metalli, mõõdeti vesiniku neeldumise ja desorptsiooni isoterme temperatuuril 313 K ja rõhul kuni 4 MPa. U0,99Co001 sulami jaoks, aga ka vanaadium-vesiniku süsteemis tehti kindlaks s- ja y-hüdriidi faaside moodustumine. Dihüdriidi faasi moodustumise pindala jääb vahemikku 0,8 N/M kuni 1,8 N/M ja dissotsiatsioonirõhk suureneb võrreldes vanaadiumiga. Kui vanaadium on legeeritud suure koguse koobaltiga (3 ja 6 at.%), toimub β-hüdriidi faasi edasine destabiliseerimine ja γ-faas selle katse tingimustes enam ei moodustu. Töö kohaselt ei interakteeru ühendid YCo ja U3Co vesinikuga rõhul kuni 10 MPa.
Vanaadiumi sulamile vasega U0,99Cu0,01 määrati samuti sarnased hüdriidifaasid ning näidati, et vastava dihüdriidi faasi dissotsiatsioonirõhk võrreldes vanaadiumiga praktiliselt ei muutu. Vesiniku koostoimet suure vasesisaldusega sulamitega ei ole uuritud. Töö autorid seostavad rõhumuutuse suurust elementide aatomiraadiuse ja elektronegatiivsusega: väikese aatomiraadiusega või suure elektronegatiivsusega elemendid suurendavad vanaadiumdihüdriidist vesiniku desorptsiooni rõhku.
Töödes viidi läbi kroomi, molübdeeni ja volframiga vanaadiumisulamite vesiniku sorptsiooniomaduste uuring. On kindlaks tehtud, et kroomisisalduse suurenemisega sulamis suureneb vesiniku desorptsiooni rõhk vanaadiumdihüdriidist. Selles töös võimaldas kõrge vesiniku rõhu kasutamine sünteesida Y1 _ xCrx sulamite hüdriide, mille x on 0,2 kuni 0,5, mis ei moodusta madalal rõhul hüdriidfaase. Proovide Y09Cr01 ja Y08Cr02 kõrgel vesinikurõhul hüdrogeenimise produktide põhifaas on fcc struktuuriga faas, mis sarnaneb vanaadiumdihüdriidiga UN2. Ligikaudse koostisega Y0,6Cr0,4H10 ja Y05Cr05H09 kõrgsurvehüdriididel on hcp võre sarnane CrH kroomhüdriidi omaga.
Vesiniku interaktsiooni uurimine sulamitega Y1-xMox (0< х < 0.1) также показало, что с увеличением содержания молибдена повышается давление диссоциации гидридных фаз. Так, например, гидрид состава У09Мо01Н1.74 был синтезирован авторами только лишь при снижении температуры реакции до - 30°С.
Sulamite V0.94Co006 ja V0.9W01 vesiniku neeldumisomadused
Sulam Sulami võreperiood, nm Hüdriidifaaside võreperiood, nm Maksimaalne vesinikusisaldus N/M temperatuuril 20°C AN, kJ/molH2 AS, JDmol^K
V 0,303 VH0,9 (bct): a = 0,604, c = 0,672 VH21 (fcc): a = 0,424 2,1 (1 MPa) 41 142
V0.94Co0.06 0.3000(2) V0.94Co0.06Hx.4 (fcc): a = 0.4268(3) 1.4 (170 MPa) 34.23(2) 130.86(2)
V0.9W0.1 0.3055(1) V0.9W0.1H0.6 (bct): a = 0.6077(2) c = 0.6630(1) V0.9W0.1HL2 (fcc): a = 0.4282(3) 1.2 (160) MPa) 32,47 (2) 150,15 (2)
kahekomponentsed (V08Mo0.2 ja V0.75Mo0.25) ja kolmekomponendilised (Ti-V-Mo) vanaadiumil põhinevad sulamid. Uuritud süsteemides konstrueeriti vesiniku absorptsiooni ja desorptsiooni isotermid ning nende põhjal määrati hüdriidifaaside lagunemise termodünaamilised parameetrid. XPA tulemused näitasid, et kõigil uuritud sulamitel põhinevatel stabiilsetel hüdriidifaasidel on erinevalt puhta vanaadiummonohüdriidi bct võre bcc võre. Kõigi kõrge rõhu all moodustunud ühendite hüdriidfaasidel on vanaadiumdihüdriidi omaga sarnane fcc-võre. Molübdeenisisalduse suurenemisega nii kahe- kui ka kolmekomponentsetes sulamites väheneb maksimaalne vesiniku sisaldus hüdriidifaasides ja vesiniku desorptsioonirõhk suureneb. Volframi mõju vanaadiumi ja vesiniku interaktsiooni olemusele ei ole praktiliselt uuritud. Töös leiti, et V095W005 sulami puhul väheneb vesiniku läbilaskvus isegi temperatuuri tõustes. Temperatuurivahemikus 400–500°C vastas maksimaalne vesinikusisaldus koostisele 0,5–0,6 H/V095W005.
Selle töö eesmärk oli kõrgsurvetehnikate abil uurida vesiniku koostoimet vanaadiumi sulamitega koobalti, vase ja volframiga. Samuti tuleb märkida, et vanaadiumisulamid on tuumareaktorite jaoks paljulubav konstruktsioonimaterjal. Sellega seoses on selliste sulamite faasisiirete uurimise tulemused vesiniku mõjul kahtlemata väga olulised uute konstruktsioonimaterjalide arendajatele.
EKSPERIMENTAALNE OSA
Sulamiproovid valmistati puhastest metallidest elektrikaareahjus inertses atmosfääris. Pärast sulamist lõõmutati proove evakueeritud kvartsampullides temperatuuril
temperatuuril 800°C 240 h. Enne hüdrogeenimist jagati sulamite “helmed” alasis tükkideks, et asetada proovid hüdrogeenimisreaktorisse. Hüdriidide süntees ja sulami-vesiniku tasakaalu uurimine viidi läbi vesiniku rõhul kuni 250 MPa, kasutades töös kirjeldatud seadistust. Vesiniku molaarsete mahtude määramiseks hüdrogeenimise ajal kasutati reaalsete gaaside van der Waalsi võrrandit. Kõrgel vesiniku rõhul tekkinud hüdriidifaaside koostise täpsus oli 0,1 N/IMS. Kõrgsurvel sünteesitud hüdriidide proovid passiveeriti eelnevalt õhus röntgenpildistamiseks. Selleks jahutati autoklaav koos prooviga kõrgel vesiniku rõhul vedela lämmastiku temperatuurini (77 K) ja seejärel alandati rõhk atmosfäärirõhuni. Seejärel hoiti avatud autoklaavi koos prooviga tund aega õhus vedela lämmastiku temperatuuril (77 K).
TULEMUSED JA ARUTLUS
Röntgendifraktsiooni andmetel on saadud proovid ühefaasilised ja neil on bcc võre. Algse U0 95Cu0 05 sulami võreperiood oli XRD andmetel 0,3021(3) nm. Andmed sünteesitud kõrg- ja madalrõhuhüdriidide sulamite ja XPA vesiniku sorptsiooniomaduste kohta on toodud tabelis.
Koostoime sulami V0,94Co0,06 vesinikuga.
Koobalti lisamine vanaadiumile vähendas pöörduvalt talletatud vesiniku hulka ja vähendas selle maksimaalset sisaldust (joonis 1). Nagu näha jooniselt fig. 1 on vesiniku desorptsiooni isotermidel kaks segmenti. Esimene sektsioon kuni koostiseni umbes 0,6 N/M temperatuuril 20°С on stabiilse hüdriidfaasi moodustumise piirkond, mis antud mõõtetemperatuuridel ei eralda märgatavalt vesinikku. Suurema vesiniku kontsentratsiooni korral
VERBETSKY ja teised.
0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1. N/M
Riis. Joonis 1. Vesiniku desorptsiooni isotermid Y0,94Co0,06_H2 süsteemis temperatuuril (1) 20, (2) 50 ja (3) 70 °C.
1 - -2 - 3 --4
Riis. Joonis 2. Vesiniku desorptsiooni isotermid V0.9W0.1-H2 süsteemis temperatuuril (1) 0, (2) 20, (3) 40 ja (4) 60 °C.
täheldatakse platood - kõrgsurvehüdriidfaasi moodustumise piirkond kuni koostiseni 1,3 N/M. 170 MPa juures vastab maksimaalne vesinikusisaldus kõrgsurvehüdriidi faasis koostisele V0,94Co0,06H14. Tabelis on toodud vesiniku desorptsioonireaktsiooni entalpia ja entroopia väärtused, mis on arvutatud platoo piirkonna tasakaalurõhkude põhjal.
Koostoime sulami V0,95Cu0,05 vesinikuga.
Sulamiproovi hüdrogeenimisel moodustus esmalt stabiilne hüdriidifaas, mille vesinikusisaldus oli ligikaudu 0,3 N/M. Rõhu edasisel tõusul 200 MPa-ni täheldati vesiniku ebaolulist neeldumist ja hüdriidi maksimaalne koostis vastas 0,5 H/M 200 MPa ja toatemperatuuril.
Koostoime vesinikusulamiga V09W01.
Volframi lisamine vanaadiumile vähendab oluliselt pöörduvalt talletatud vesiniku hulka (joonis 2). Konstrueeritud isotermidel saab eristada kahte osa. Esimene ulatub koostiseni kuni 0,6 N/IMS ja vastab stabiilse hüdriidifaasi moodustumisele, mis praktiliselt ei desorbeeri vesinikku toatemperatuuril. Vesiniku rõhu tõusuga süsteemis ilmub isotermile teine osa, mille kaldplatoo on toatemperatuuril kompositsioonivahemikus umbes 0,8 kuni 1,0 N/M. Temperatuuri tõustes kõrgsurve hüdriidi faasi piirkond kitseneb, stabiilse hüdriidi faasi piirkond aga laieneb. Maksimaalne vesinikusisaldus hüdriidifaasis vastab 1,2 N/M rõhul 160 MPa ja temperatuuril 20°C. Saadud eksperimentaalsete tasakaalurõhkude põhjal määratakse entalpia ja
Verbetsky V.N., Mitrokhin S.V. - 2005
I. I. Korobov, B. P. Tarasov, V. N. Fokina ja E. E. Fokina - 2013
Vanaadium on maakoores rohkem levinud kui Cu, Zr, Pb, kuid selle ühendeid leidub suurte ladestustena harva. Vanaadium on laiali erinevates silikaat- ja sulfiidmaakides. Selle kõige olulisemad mineraalid patroniit VS 2–2,5, sulvaniit Cu 3 VS 4, alait V2O3 × H2O, vanadiniit Pb 5 (VO 4) 3 Cl. Peaaegu alati leidub nioobiumi ja tantaali koos, kõige sagedamini niobaat-tantalaat-mineraalide koostises M + 2 E 2 O 6 (M = Fe, Mn). Tantaali ülekaalu korral nimetatakse mineraali M + 2 (TaO 3) 2. tantalaat, kus ülekaalus on nioobium kolumbiit M (NbO3) 2.
lihtsad ained. Lihtainete kujul V, Nb ja Ta on hallid tulekindlad metallid, mille kehakeskne kuupvõre. Mõned nende konstandid on loetletud allpool:
Vanaadiumi, nioobiumi ja tantaali füüsikalis-keemilised omadused sõltuvad põhiliselt nende puhtusest. Näiteks puhtad sepismetallid, samas kui lisandid (eriti O, H, N ja C) halvendavad oluliselt plastilisust ja suurendavad metallide kõvadust.
Normaaltingimustes eristuvad V ja eriti Nb ja Ta kõrge keemilise vastupidavusega. Vanaadium lahustub külmas ainult veekogus ja kontsentreeritud HF-s ning kuumutamisel HNO 3 ja kontsentreeritud H 2 SO 4 -s. Nioobium ja tantaal lahustuvad ainult vesinikfluoriidhappes ning vesinikfluoriid- ja lämmastikhapete segus, moodustades nende kõrgeimale oksüdatsiooniastmele vastavad anioonsed fluorikompleksid:
3Ta 0 + 5HNO 3 + 2INF \u003d 3H 2 [Ta +5 F 7] + 5NO + 10H 2 O
Vanaadium, nioobium ja tantaal interakteeruvad ka leelistega sulamisel oksüdeerivate ainete juuresolekul, st tingimustes, mis soodustavad nende kõrgeimale oksüdatsiooniastmele vastavate anioonsete oksokomplekside moodustumist:
4E 0 + 5O 2 + 12KOH ===== 4K 3 [E +5 O 4] + 6H 2 O
c sulamine
Kuumutamisel oksüdeeritakse metallid hapniku toimel E2O5-ks, fluori toimel EF5-ks. Kõrgel temperatuuril reageerivad nad ka kloori, lämmastiku, süsiniku jne.
Vanaadiumi, nioobiumi ja tantaali saamiseks muudetakse nende looduslikud ühendid esmalt oksiidideks või lihtsateks või kompleksseteks halogeniidideks, mis seejärel redutseeritakse metallotermilisel meetodil.
E 2 O 5 + 5Ca = 5CaO + 2E
K 2 [EF 7] + 5Na \u003d 2KF + 5NaF + E
Tantaali saadakse ka Ta 2 O 5 elektrolüüsil sula kompleksfluoriidides K 2 [TaF 7 ].
Tänu nioobiumi ja tantaali lähedastele omadustele tekitab nende eraldamine üksteisest märkimisväärseid raskusi. Väga puhtad metallid saadakse jodiidide termilisel lagunemisel. Tehniliseks otstarbeks, tavaliselt sulatatud ferrovaadium, ferronioobium ja ferrotantaalne.
Vanaadiumi peamine tarbija on mustmetallurgia. V, Nb ja Ta väärtuslikud füüsikalised ja keemilised omadused võimaldavad neid kasutada tuumareaktorite loomisel. Nioobium ja veelgi suuremal määral tantaal pakuvad keemiatööstuses eriti agressiivsete ainete ehitusmaterjalina huvi.
Vanaadiumi alarühma elementide ühendid
Metallid ja metallitaolised ühendid. Pulbrilised V, Nb ja Ta adsorbeerivad märkimisväärses koguses vesinikku, hapnikku ja lämmastikku, moodustades interstitsiaalseid tahkeid lahuseid. Sel juhul lähevad mittemetallid aatomi olekusse ja nende elektronid osalevad ehituses d- metallkristalli tsoonid. Kuumutamisel suureneb mittemetallide lahustuvus; samal ajal muutuvad keemilise sideme iseloom ja tekkivate ühendite omadused. Seega toimub oksiidide moodustumise ajal nioobiumi (samuti V ja Ta) järkjärguline oksüdatsioon hapnikuga järgmistes etappides:
Nb + O ® Nb-O ® Nb 6 O ® Nb 2 O ® NbO ® NbO 2 ® Nb 2 O 5
tahke lahus
Nb 6 O ja Nb 2 O omaduste järgi tüüpilised metalliühendid; NbO (hall) - muutuva koostisega (NbO 0,94–1,04) metallilise läike ja metallilise juhtivusega ühend. Dioksiid NbO 2 (must) on samuti muutuva koostisega (NbO 0,19-2,09), kuid juba pooljuht. Ja lõpuks, Nb 2 O 5 on enam-vähem püsiva koostisega ja sellel puudub elektrooniline juhtivus. Seega hapnikusisalduse kasvades metallilise sideme osatähtsus järk-järgult väheneb ja kovalentse sideme osakaal suureneb, mis põhjustab oksiidide omaduste muutumise.
Vanaadiumi ja selle analoogide hüdriidid EN- haprad metallitaolised halli või musta värvi pulbrid, millel on erinev koostis. Hüdriidid on keemiliselt stabiilsed, ei suhtle vee ja lahjendatud hapetega.
Neil on ka kõrge korrosioonikindlus nitriidid(EN, Nb 2 N, Ta 2 N), karbiidid(ES, E 2 C), boriidid(EV, EV 2, E 3 V 4), hulk teisi vanaadiumi ja selle analooge mitteaktiivsete mittemetallidega.
Vanaadium, nioobium ja tantaal moodustavad omavahel ja perioodilises süsteemis lähedaste metallidega (raua, titaani ja kroomi alarühmad) metallilisi tahkeid lahuseid. Kuna interakteeruvate metallide elektronstruktuuri erinevused suurenevad, väheneb tahkete lahuste moodustumise võimalus ja suureneb intermetalliliste ühendite moodustumine, näiteks Co 3 V, Fe 3 V, Ni 3 V, Al 3 V tüüpidel. , jne.
Vanadiini ja selle analoogide intermetallilised ühendid annavad sulamitele väärtuslikke füüsikalisi ja keemilisi omadusi. Seega suurendab vanaadium järsult terase tugevust, sitkust ja kulumiskindlust. Nioobium annab terastele suurema korrosioonikindluse ja kuumakindluse. Sellega seoses kasutatakse enamikku ekstraheeritud vanaadiumist ja nioobiumist metallurgias tööriista- ja konstruktsiooniterase tootmiseks.
Suurt huvi pakuvad nioobiumi ja tantaali karbiididel, nitriididel, boriididel ja silitsiididel põhinevad sulamid, mida eristab erakordne kõvadus, keemiline inertsus ja kuumakindlus.
Ühendid V (II), Nb (II), Ta (II). Derivaatidest, milles vanaadiumi alamrühma elementide oksüdatsiooniaste on +2, on vanaadiumiühendid suhteliselt stabiilsemad. Vanaadiumi (II) koordinatsiooniarv on 6, mis vastab tema komplekside (struktuuriüksuste) oktaeedrilisele struktuurile ühendites.
Vanaadiumoksiidil (P) VO (UO 0,9 -VO 1,3) on NaCl tüüpi kristallvõre. See on musta värvi, metallilise läikega ja suhteliselt kõrge elektrijuhtivusega. Hankige VO redutseerimine V 2 O 5 vesiniku voolus. VO ei interakteeru veega, kuid aluselise ühendina reageerib see üsna kergesti lahjendatud hapetega:
VO + 2OH 3 + + 3H 2 O \u003d 2+
Ion 2+ lilla. Kristallilised hüdraadid on sama värvi, näiteks M +1 2 SO 4 × VSO 4 × 6H 2 O, VSO 4 × 7H 2 O, VCl 2 × 6H 2 O.
Ühendid V (II) on tugevad redutseerivad ained. 2+ derivaatide violetsed lahused oksüdeeruvad üsna kergesti kuni 3+ ja nende värvus muutub roheliseks. Oksüdeerivate ainete (näiteks õhuhapniku) puudumisel lagundavad V(II) ühendite lahused vesiniku eraldumisega järk-järgult isegi vett.
Nb(II) ja Ta(II) derivaadid kuuluvad klastri tüüpi ühendite hulka.
Ühendid V (III), Nb (III), Ta (III). Vanaadiumi (III) koordinatsiooniarv on 6. Struktuuri poolest on ühendid V (III) sarnased Al (IP) sama tüüpi derivaatidega. Vanaadium(III) mustal oksiidil V 2 O 3 on kristallvõre nagu korund a-A1 2 O 3; selle koostis on muutuv VO 1,60-1,80. Ühendite V (III) leeliselistest lahustest eraldub muutuva koostisega V 2 O × nH 2 O roheline hüdroksiid V (OH) 3. Need ühendid on amfoteersed, kuid põhiomadustega ülekaalus. Niisiis, V 2 O 3 ja V 2 O 3 × nH 2 O lahustuvad hapetes:
V 2 O 3 + 6OH 3 + + 3H 2 O \u003d 2 3+
Saadud 3+ aquo kompleksid ja nendest toodetud kristalsed hüdraadid VCl 3 × 6H 2 O, VI 3 × 6H 2 O on rohelist värvi. Vanaadiummaarjas M +1 × 12H 2 O on violetset värvi, mis lahustades annavad rohelisi lahuseid.
Vanaadiumtrihalogeniidid VHal 3 on kristalsed ained. Trikloriid VCl 3 on kihilise struktuuriga. Vastavate aluseliste halogeniididega moodustab VHal 3 halogeniidvanadaate – ioonide 3- ja 3-derivaate:
3KF + VF 3 \u003d K 3; EXl + 2VCl 3 = K 3
Vanaadiumi (III) derivaadid on tugevad redutseerijad, lahustes oksüdeeritakse need õhuhapniku toimel üsna kergesti derivaatideks V (IV). Trihaliidid on kuumutamisel ebaproportsionaalsed:
2 VCl 3 (t) \u003d VCl 2 (t) + VCl 4 (g)
See reaktsioon on endotermiline ja selle toimumise põhjuseks on entroopiafaktor (lenduva VCl 4 moodustumise tõttu).
Nb (PI) ja Ta (III) derivaadid on peamiselt klastri tüüpi ühendid.
Ühendid V (IV), Nb (IV), Ta (IV). Normaaltingimustes oksüdatsiooni olek +4 vanaadiumile on kõige iseloomulikum. Ühendid V (III) oksüdeeritakse molekulaarse hapniku toimel üsna kergesti derivaatideks V (IV) ja ühendid V (V) redutseeritakse derivaatideks V (IV). Vanaadiumi (IV) kõige stabiilsem koordinatsiooniarv on 6, stabiilsed on ka koordinatsiooninumbrid 4 ja 5.
V (IV) derivaatidest on teada sinine VO 2 (VO 1,8-2,17), pruun VF 4 ja punakaspruun vedel VCl 4, samuti VOHal 2 tüüpi oksohaliidid. VO-dioksiid moodustub V 2 O 5 ettevaatlikul redutseerimisel vesinikuga ja VCl 4 vanaadiumi (või ferrovanaadiumi) oksüdeerimisel klooriga või kuuma V 2 O 5 interaktsioonil CCl 4-ga.
Dioksiidil on rutiilne TiO 2 tüüpi kristallvõre. VCl4 molekulil, nagu ka TiCl4-l, on tetraeedriline kuju.
Võrreldes sarnaste derivaatidega V (II) ja V (IP), näitavad binaarsed ühendid V (IV) happelisi omadusi selgemalt. Seega interakteerub vees lahustumatu VO 2 kuumutamisel suhteliselt kergesti leelistega. Sel juhul moodustuvad pruunid oksovanadaadid (IV), enamasti koostisega M 2:
4VO 2 + 2KOH \u003d K 2 + H 2 O
VO 2 lahustub hapetes veelgi kergemini. Sel juhul ei moodustu lihtsad akvokompleksid V 4+, vaid vesiderivaadid oksovanadiil VO 2+, mida iseloomustab helesinine värvus: VO 2 + 2H + + 4H 2 O \u003d 2+
Oksovanadüülrühm VO 2+ on väga stabiilne, kuna VO side on peaaegu kahekordne:
Aatomitevaheline kaugus d VO vanadüülrühmas on 0,167 ni, samas kui kaugus d V - OH 2 = 0,23 im.
VO 2+ rühmitus jääb erinevate reaktsioonide ajal muutumatuks; sõltuvalt ligandide olemusest võib see olla nii katioonsete või anioonsete komplekside kui ka neutraalsete molekulide osa.
VHal 4 interaktsioon aluseliste halogeniididega ei ole tüüpiline, kuid K 2, (NH 4) 3 tüüpi anioonsete oksovanadüülkomplekside derivaadid on V (IV) jaoks väga tüüpilised.
Vanaadiumtetrahalogeniidid on kergesti hüdrolüüsitavad. Niisiis muutub VCl4 vees koheselt VOCl2-ks (vanadüüldikloriid):
VCl4 + H2O \u003d VOCl2 + 2HCl
Nioobiumi ja tantaali puhul on teada EO 2 dioksiidid, ENal4 tetrahalogeniidid ja EONal 2 oksodihalogeniidid. Arvatakse, et nendes ühendites avaldub metall-metall side, st nad kuuluvad klastrite hulka.
Iseloomulik kalduvus nioobiumile ja tantaalile kasutada kõiki oma valentselektrone keemilise sideme moodustamisel toimub tavaliselt nende ülemineku tõttu kõrgeimale oksüdatsiooniastmele +5. Madala oksüdatsiooniastme korral ilmneb see tendents M-M sidemete moodustumise tõttu.
Ühendid V (V), Nb (V), Ta (V). Seerias V (V) - Nb (V) - Ta (V) suureneb ühendite stabiilsus. Seda tõendab eelkõige sama tüüpi ühendite moodustumise Gibbsi energiate võrdlus, näiteks:
Vanaadiumi (V) puhul on teada ainult V 2 O 5 oksiid ja VF 5 fluoriid, nioobiumi (V) ja tantaali (V) puhul on teada kõik teised ENal 5 halogeniidid, E (V) puhul lisaks oksohalogeniidid. EONaaltüüp on iseloomulikud 3 . Kõik need ühendid on tavaliselt happelised. Mõned vastavad anioonsed kompleksid on loetletud allpool:
V (V) puhul on kõige tüüpilisemad koordinatsiooninumbrid 4 ja 6 ning Nb (V) ja Ta (V) puhul 6 ja 7. Lisaks on veel ühendeid, milles koordinatsiooninumbrid Nb (V) ja Ta ( V) jõuda 8-ni.
oksiidid punane V 2 O 5 (T pl. 670 ° C), valge Nb 2 O 5 (T pl. 1490 ° C) ja Ta 2 O 5 (T pl. 1870 ° C) on tulekindlad kristalsed ained. E 2 O 5 struktuuriüksus on EO 6 oktaeeder. (V 2 O 5 puhul on VO 6 oktaeeder väga tugevalt moonutatud – peaaegu trigonaalne bipüramiid, millest on eemaldatud üks täiendav hapnikuaatom.) Oksiididel on kõrge kuumus ja Gibbsi tekkeenergia. Sel juhul on lantaniidi kokkusurumise tõttu Nb 2 O 5 ja Ta 2 O 5 DH 0 f ja DG o f väärtused lähedased ja erinevad märgatavalt V 2 O 5 väärtustest.
Vanaadium(V)oksiid saadakse NH 4 VO 3 termilisel lagundamisel:
NH 4 VO 3 \u003d V 2 O 5 + 2H 3 N + H 2 O
Vees lahustub väga halvasti (25°C juures ~0,007 g/l), moodustab happelise helekollase lahuse; leelistes üsna kergesti lahustuv ja hapetes - ainult pikaajalisel kuumutamisel. Oksiidid Nb (V) ja Ta (V) on keemiliselt inaktiivsed, praktiliselt ei lahustu vees ja hapetes ning reageerivad leelistega ainult sulatamisel:
E 2 O 5 + 2 KOH \u003d 2KEO 5 + H 2 O
Oksovanadaadid (V), oksoniobaadid (V) ja oksotantalaadid (V) on keerulise koostise ja struktuuriga kristalsed. Nende mitmekesisust ja koostise keerukust saab hinnata vastavate sulavusdiagrammide olemuse järgi (näiteks joon. 2). Koostises on kõige lihtsamad M +1 EO 3 ja M +1 3 EO 4 tüüpi ühendid. Enamasti on oksovanadaadid (V) ja eriti oksoniobaadid (V) ja oksotantalaat (V) polümeersed ühendid.
Oksovanadaatide lahustele mõjuvad happed põhjustavad vanadaadiioonide polümerisatsiooni kuni hüdraatoksiidi V 2 O 5 × nH 2 O sademe moodustumiseni. Vanadaadiioonide koostise muutumisega kaasneb värvuse muutumine peaaegu värvitust. VO 4 3- kuni oranž V 2 O 5 × nH 2 O.
Enal 5 pentagaliididel on saarestruktuur, seega on need sulavad, lenduvad, lahustuvad orgaanilistes lahustites ja keemiliselt aktiivsed. Fluoriidid on värvitud, ülejäänud halogeniidid on värvilised.
NbF 5 (T pl. 80 °C, T pl. 235 °C) ja TaF 5 (T pl. 95 °C, T b. 229 °C) kristallid koosnevad tetrameersetest molekulidest (EF 5) 4 ja ESl 5 ja EVr 5 (T pl. ja T keeb. umbes 200-300 ° C) - dimeeri molekulidest (ENal 5) 2:
VF 5 on viskoosne vedelik (T pl. 19,5 °C), struktuurilt sarnane SbF 5-ga. Olles happelised ühendid, on pentahaliidid kergesti hüdrolüüsitavad, moodustades hüdraatoksiidide amorfseid sademeid:
2ENal 5 + 5H 2 O \u003d E 2 O 5 + 10HHal
Lisaks reageerivad pentafluoriidid, aga ka Nb- ja Ta-pentakloriidid vastavate aluseliste halogeniididega, moodustades anioonseid komplekse [EF 6 ] - , Nb (V) ja Ta (V) korral lisaks [EF 7 ] 2-, [EF 8] 3- ja [ESl 6] - näiteks:
KF + VF 5 = K
2KF + TaF 5 \u003d K 2 [TaF 7]
Oksohaliidid EONal 3 on tavaliselt tahked ained, enamasti lenduvad, ja VOCl 3 on vedelik (T pl. - 77 o C, T bp. 127 o C).
VOCl3 molekulil on moonutatud tetraeedri kuju, mille keskel on vanaadiumi aatom:
NbOCl 3 võres on Nb 2 Cl 6 dimeeri rühmad ühendatud Nb-O-Nb sildade kaudu, moodustades NbO 2 Cl 4 oktaeedrite lõputud ahelad.
Oksohaliidid hüdrolüüsitakse kergesti hüdraatoksiidide E 2 O 5 × nH 2 O ja HHal moodustumisega
2EONal 3 + 3H 2 O \u003d E 2 O 5 + 6HNal
ja interakteeruvad aluseliste halogeniididega, moodustades anioonseid komplekse koostisega 2- ning NB (V) ja Ta (V) jaoks lisaks [EOCl 4] -, [EONal 5 I 2-, [EOF 6] 3- ( Нal = F, Сl), näiteks:
2KF + VOF 3 = K 2
3KF + NbOF 3 \u003d K 3
Suheldes KF-i ja HF-i sisaldavate vesilahustega, annab Nb 2 O 5 K 2 ja Ta 2 O 5 moodustab K 2 [TaF 7]:
Nb2O5 + 4KF + 6HF = 2K2 + 3H2O
Ta 2 O 5 + 4KF + 10HF \u003d 2K 2 [TaF 7] + 5H 2 O
Üks nioobiumi ja tantaali eraldamise meetodeid põhineb K 2 [TaF 7 ] ja K 2 lahustuvuse erinevusel.
Vanaadiumi (V) ja selle analoogide jaoks on väga iseloomulikud kollase 3-, sinakasvioletse 3- ja värvitu 3- ja [Ta(O 2) 4 ] 3-tüüpi peroksokompleksid. Struktuuri järgi [E (O 2) 4] 3- on dodekaeeder.
Peroksovanadaadid, peroksoniobaadid ja peroksotantalaadid tekivad vesinikperoksiidi ja vastavate E(M) ühendite toimel aluselises keskkonnas. Näiteks:
Tahkes olekus on need ühendid stabiilsed.Hapete toimel lagunevad peroksovanadaadid ning peroksoniobaadid ja peroksotantalaadid muutuvad vastavateks HEO 4 koostisega peroksohapeteks.
Vanaadiumi (V) derivaadid happelises keskkonnas avaldavad oksüdeerivaid omadusi, näiteks oksüdeerivad kontsentreeritud vesinikkloriidhapet:
Nioobiumi (V) ja eriti tantaali (V) ülekandmiseks madalamatesse oksüdatsiooniastmetesse on vaja tugevaid redutseerivaid aineid ja kuumutamist.
Vanaadiumühendeid kasutatakse keemiatööstuses katalüsaatoritena (väävelhappe tootmine), samuti kasutatakse neid klaasi- ja muudes tööstusharudes.
