ვანადიუმის ჰიდრიდი. ვანადიუმის ქვეჯგუფი
ვანადიუმს აქვს სხეულზე ორიენტირებული კუბური გისოსი a=3,0282A პერიოდით. ვანადიუმი სუფთა მდგომარეობაშია და ადვილად მუშავდება წნევით. სიმკვრივე 6,11 გ/სმ3; t pl 1900°С, t bp 3400°С; სპეციფიკური თბოტევადობა (20-100°C-ზე) 0,120 კალ/გ გრადუსი; ხაზოვანი გაფართოების თერმული კოეფიციენტი (20-1000°C-ზე) 10.6 10-6 deg-1; ელექტრული წინაღობა 20°C-ზე 24,8 10-8 ohm m (24,8 10-6 ohm სმ); 4,5 K-ზე ქვემოთ ვანადიუმი გადადის ზეგამტარობის მდგომარეობაში. მექანიკური თვისებები მაღალი სისუფთავის ვანადიუმი ადუღების შემდეგ: ელასტიურობის მოდული 135,25 ნ/მ 2 (13520 კგფ/მმ 2), ჭიმვის სიმტკიცე 120 მნ/მ 2 (12 კგფ/მმ 2), ფარდობითი დრეკადობა 17%, ბრინელის სიმტკიცე 700 მნ/მ 2 (70 კგფ / მმ 2). გაზის მინარევები მკვეთრად ამცირებს ვანადიუმის პლასტიურობას და ზრდის მის სიმტკიცეს და მტვრევადობას.
ვანადიუმის ქიმიური თვისებები
ვანადიუმი არ იცვლება ჰაერში, ის მდგრადია წყლის, მინერალური მარილების ხსნარებისა და ტუტეების მიმართ. მასზე მჟავები მოქმედებს მხოლოდ ის, რაც ასევე ჟანგვის აგენტია. სიცივეში მასზე არ მოქმედებს განზავებული აზოტის და გოგირდის მჟავები. როგორც ჩანს, ლითონის ზედაპირზე წარმოიქმნება ყველაზე თხელი ოქსიდის ფილმი, რომელიც ხელს უშლის ლითონის შემდგომ დაჟანგვას. იმისთვის, რომ ვანადიუმი ინტენსიურად რეაგირებდეს, ის უნდა გაცხელდეს. 600-700°C-ზე ხდება კომპაქტური ლითონის ინტენსიური დაჟანგვა და წვრილად დაყოფილ მდგომარეობაში ის რეაქციებში შედის დაბალ ტემპერატურაზე.
სულფიდები, კარბიდები, ნიტრიდები, დარიშხანები, სილიციდები მიიღება გათბობის დროს ელემენტების პირდაპირი ურთიერთქმედებით. ტექნოლოგიისთვის მნიშვნელოვანია ყვითელ-ბრინჯაოს ნიტრიდი VN (დნობა = 2050°C), წყლისა და მჟავების მიმართ მდგრადი, ასევე კარბიდი VC მაღალი სიხისტით (დნობა = 2800°C).
ვანადიუმი ძალიან მგრძნობიარეა გაზის მინარევების მიმართ (O 2 , N 2 , H 2 ), რომელიც მკვეთრად ცვლის მის თვისებებს, თუნდაც ის იყოს უმცირესი რაოდენობით. აქედან გამომდინარე, ახლაც შესაძლებელია სხვადასხვა ცნობარში ვანადიუმის სხვადასხვა დნობის წერტილების დაკმაყოფილება. დაბინძურებული ვანადიუმი, დამოკიდებულია ლითონის სისუფთავეზე და მოპოვების მეთოდზე, შეიძლება დნება 1700-დან 1900°C-მდე დიაპაზონში. 99,8 - 99,9% სისუფთავით, მისი სიმკვრივეა 6,11 გ / სმ3 20 ° C ტემპერატურაზე, დნობის წერტილი 1919 ° C, ხოლო დუღილის წერტილი 3400 ° C.
ლითონი უკიდურესად მდგრადია როგორც ორგანულ, ასევე უმეტეს არაორგანულ აგრესიულ გარემოში. HC1, HBr და ცივი გოგირდმჟავას წინააღმდეგობის თვალსაზრისით ის მნიშვნელოვნად აღემატება ტიტანს და უჟანგავი ფოლადს. იგი არ ქმნის ნაერთებს ჰალოგენებთან, გარდა მათგან ყველაზე აგრესიულისა - ფტორისა. ამასთან, ფტორთან ერთად, ის იძლევა VF 5 კრისტალებს, უფერო, ამაღლებულს, სითხეში გადაქცევის გარეშე 111 ° C ტემპერატურაზე. ნახშირორჟანგის ატმოსფერო გაცილებით სუსტ გავლენას ახდენს მეტალის ვანადიუმზე, ვიდრე მის კოლეგებზე, ნიობიუმსა და ტანტალზე. მას აქვს მაღალი წინააღმდეგობა გამდნარი ლითონების მიმართ, ამიტომ მისი გამოყენება შესაძლებელია ბირთვული რეაქტორების დიზაინში, სადაც გამდნარი ლითონები გამოიყენება როგორც გამაგრილებელი. ვანადიუმი არ ჟანგდება არც მტკნარ, არც ზღვის წყალში და არც ტუტე ხსნარებში.
მჟავებიდან მასზე მოქმედებენ კონცენტრირებული გოგირდის და აზოტის მჟავები, ჰიდროფლუორული და მათი ნარევები.
ვანადიუმის თვისებაა მასში წყალბადის მაღალი ხსნადობა. ამ ურთიერთქმედების შედეგად წარმოიქმნება მყარი ხსნარები და ჰიდრიდები. ჰიდრიდების არსებობის ყველაზე სავარაუდო ფორმა არის ლითონის მსგავსი ნაერთები ელექტრონული გამტარობით. ისინი საკმაოდ ადვილად გადადიან ზეგამტარობის მდგომარეობაში. ვანადიუმის ჰიდრიდებს შეუძლიათ შექმნან ხსნარები ზოგიერთ მყარ ან თხევად ლითონებთან, რომლებშიც წყალბადის ხსნადობა იზრდება.
ვანადიუმის კარბიდები დამოუკიდებელ ინტერესს იწვევს, რადგან მათი თვისებები უზრუნველყოფს მასალას თანამედროვე ტექნოლოგიებისთვის ძალიან ღირებული თვისებებით. ისინი განსაკუთრებულად მყარი, ცეცხლგამძლეა და აქვთ კარგი ელექტროგამტარობა. ვანადიუმს შეუძლია სხვა ლითონების გადაადგილებაც კი მათი კარბიდებიდან, რათა წარმოქმნას მისი კარბიდები:
3V + Fe3C \u003d V 3 C + 3Fe
ცნობილია ვანადიუმის ნაერთების მთელი რიგი ნახშირბადთან:
V 3 C; V2C; VC; V 3 C 2; V 4 C 3
ძირითადი ქვეჯგუფის უმეტეს წევრებთან ერთად, ვანადიუმი ნაერთებს აძლევს როგორც ორობით (ანუ, მხოლოდ ორი ელემენტისგან შემდგარ), ასევე უფრო რთულ კომპოზიციას. ნიტრიდები წარმოიქმნება ლითონის ფხვნილის ან მისი ოქსიდების აიროვან ამიაკთან ურთიერთქმედებით:
6V + 2NH 3 = 2V 3 N + 3H 2
V 2 O 2 + 2NH 3 \u003d 2VN + 2H 2 O + H 2
ნახევარგამტარული ტექნოლოგიისთვის საინტერესოა ფოსფიდები V 3 P, V 2 P, VP, VP 2 და არსენიდები V 3 As, VA.
ვანადიუმის კომპლექსური თვისებები ვლინდება ისეთი რთული ნაერთების წარმოქმნით, როგორიცაა ფოსფორის ვანადიუმის მჟავა H 7 PV 12 O 36 ან H 7 [P(V 2 O 6) 6].
(54,. (57) ვანადიუმის მეთოდები, მოიცავს ალიკური დასხივებული prn demetal o.t იმ ფაქტს, რომ 1 პ. გამოგონებებისა და მასთან დაკავშირებული (71) სსრკ მეცნიერებათა აკადემიის ახალი ქიმიური პრობლემების ინსტიტუტის გამოყენების მიზნით ( 56) 1, Mikheeva V.I. გარდამავალი ლითონის ჰიდრიდები. სსრკ მეცნიერებათა აკადემია, I. 1946, p97-99.2, "1. Aveg, Spev. 1961, 83Р 17, pp. 3728-3729.3 Journal of priming inorganic with hydrogen vol. , ნახევრად"ჟენინი ჰიდრიდების ნაერთების შემადგენლობა 1 გენერალური ორდერი 10312/24 ტირაჟი 471 გამოწერა VNIIPI სსრკ გამოგონებებისა და აღმოჩენების სახელმწიფო კომიტეტის 113035, მოსკოვი, ჟ, რაუშსკაია ნაბ., დ, 4/5 გამოგონება Projectnaya, 4 The ეხება ვანადიუმის დიჰიდრიდის წარმოების მეთოდებს, რომელთა გამოყენება შესაძლებელია ფხვნილის მეტალურგია, აგრეთვე წყალბადის წყარო და ორგანული ნივთიერებების ჰიდროგენიზაციის კატალიზატორი. არსებობს ვანადიუმის ჰიდროდის წარმოების მეთოდი ვანადიუმის პენტოქსიდის კალციუმის ჰიდრიდით შემცირებით 1.1. ასევე არსებობს ვანადიუმის დიჰიდრიდის მომზადების მეთოდი ვანადიუმის ჰიდრიდის დამუშავებით. კომპოზიციით CN O წყალბადით 70 ატმ წნევის ქვეშ ოთახის ტემპერატურაზე 6 საათის განმავლობაში.მაქსიმუმ ტექნიკური არსით და მიღწეული შედეგი შემოთავაზებულთან ყველაზე ახლოს არის ვანადიუმის დიჰიდრიდის დამუშავების მეთოდი. ლითონის ვანადიუმის წყალბადი წარმოიქმნება ტიტანის ჰიდრიდის თერმული დაშლის დროს. წყალბადის დამუშავება ტარდება პირველ 30 საათზე ოთახის ტემპერატურაზე შემადგენლობით; ვანადიუმის მონოჰიდრიდის შესაბამისი, რის შემდეგაც ტარდება წყალბადის დამუშავება -70-დან -20 C ტემპერატურაზე.წყალბადის წნევა 1 ატმ.პროცესის ხანგრძლივობა 8-10 დღე.მიღებულ პროდუქტს შეესაბამება ვანადიუმის დიჰიდრიდი ChN, 2 შემადგენლობაში. 3), ) ტემპერატურა და მისი ხანგრძლივობის შემცირება.მიზანს მიიღწევა იმით, რომ მეტალის ვანადიუმის დამუშავება ხორციელდება 5-30 ატმ წნევით წყალბადით, რომელიც მიიღება LaI 1 Hbz შემადგენლობის მეტათაშორის ნაერთების დაშლით. ან T 1 Ren 2, როდესაც 50 LaB 1 Hb B ან T 1 GeH შემადგენლობის ლითონთაშორის ნაერთების ჰიდრიდები გამოიყოფა 99,9999 სისუფთავით. ამ სისუფთავის წყალბადს შეუძლია ადვილად შეაღწიოს ზედაპირზე მდებარე ოქსიდის ფირის მეშვეობით. ლითონის შეღწევა ნიმუშის სიღრმეში და ურთიერთქმედება არაოქსიდირებულ ლითონთან. მას აქვს დიდი დიფუზიის კოეფიციენტი და მაღალი მობილურობა. ეს საშუალებას იძლევა ჰიდროგენიზაციის პროცესი განხორციელდეს მაღალი სიჩქარით და საკმარის სიღრმეზე დაბალი ტემპერატურის გამოყენების გარეშე, რომელიც აუცილებელია მიღებული ვანადიუმის დიჰიდრიდის დისოციაციის წნევის შესამცირებლად. როდესაც წყალბადის წნევა ეცემა 5 ატმ-ზე დაბლა, ჰიდროგენაციის დრო იზრდება.30 ატმ-ზე მეტი წნევის მატება არ ახდენს გავლენას პროცესის სიჩქარეზე, მაგრამ იწვევს მის გართულებას. ნიმუში ამოტუმბულია 0,5 საათის განმავლობაში 250 C ტემპერატურაზე. გაგრილების შემდეგ. 20 C-მდე, ავტოკლავი ივსება წყალბადით კასრიდან La 1 R 1 Hn შემადგენლობის ჰიდრიდით 10 ატმ წნევით. რეაქცია იწყება მაშინვე და გრძელდება 1 საათი.რეაქციის დასასრული დგება ავტოკლავში წნევის ვარდნის შეწყვეტისას. ჰიდროგენიზაციის შედეგად მიიღება CNO კომპოზიციის ვანადიუმის დიჰიდრიდი, რომელიც დადგენილია რენტგენის ფაზის, გაზის მოცულობითი და ქიმიური ანალიზების მონაცემების საფუძველზე, მაგალითი 2. მსგავსად 1-ის მაგალითის, 4 გ ვანადიუმის ფხვნილიდან 20 ° C და წყალბადის წნევის ქვეშ 5 ატმოსფეროში 1,5 საათის განმავლობაში მიიღეთ ვანადიუმის ჰიდრიდის შემადგენლობა ChNdr.PRI me R 3. მსგავსად მაგალითი 1 8 გ ვანადიუმიდან ნაჭერის სახით 20 C ტემპერატურაზე და წყალბადის წნევის ქვეშ 30. atm 2 საათის განმავლობაში მიიღეთ ვანადიუმის ჰიდრიდის შემადგენლობა ChN. ამრიგად, გამოგონება შესაძლებელს ხდის პროცესის გამარტივებას დაბალი (მინუს) ტემპერატურის გამოყენების აუცილებლობის აღმოფხვრით და მისი ხანგრძლივობის შემცირებით 8-10 დღიდან 1-2 საათამდე.
მოთხოვნა
3421538, 13.04.1982
სსრკ ახალი ქიმიური პრობლემების ინსტიტუტი
სემენენკო კირილ ნიკოლაევიჩი, ფოკინა ეველინა ერნესტოვნა, ფოკინ ვალენტინ ნაზაროვიჩი, ტროიცკაია სტელა ლეონიდოვნა, ბურნაშევა ვენიანა ვენედიქტოვიჩი, ვერბეტსკი ვიქტორ ნიკოლერიჩელევიჩვიჩი
IPC / ტეგები
ბმული კოდი
ვანადიუმის დიჰიდრიდის მიღების მეთოდი
დაკავშირებული პატენტები
ვანადიუმის შემადგენლობის სპიუმის ოქსიდისთვის, მაგალითად, შეიძლება გამოყენებულ იქნას ვანადიუმის ქიმიური შემადგენლობა. მაღალი 0%) სულფიდის დაბალი მოხმარებით დიახ (0.8 ლ/გ U, Oa) 1-ზე ნაკლებ დროში. ჰიდრატირებული ლაქა ტენიანობის შემცველობა 5-20% არის ჩაი და ჩასმულია მილის ელექტრო ღუმელში, ღუმელი იწმინდება გოგირდის დიოქსიდით, თბება 650C-მდე და ზაცმით პროცესი ტარდება 5 საათის განმავლობაში გოგირდის მუდმივ ცირკში (მისი სპეციფიკური მოხმარება). არის 0,8 ლ/გ ბ 0; კალცინირებული) და წინასწარ შერევით პიატცოკ იც ვაცალ ი, ...
სუპერპლასტიურობის მდგომარეობაში წნევის დამუშავების პროცესების ფიზიკური მოდელირებისთვის ბლანკების წარმოება. ეს ცნობილი პოლიმერები, როგორიცაა მონოდისპერსული პოლიბუტადიენი, მონოდისპერსული პოლიიზოპრენი და სხვა, წარმოადგენენ შუალედურ პროდუქტს ხელოვნური რეზინის წარმოებაში და აქვთ თვისებები, რომლებიც უზრუნველყოფენ Tekhred K. Shufrich Proofreader M. SharoshiOrder 270/6 Circulation 986 NIIP I Signature Ts. სსრკ გამოგონებებისა და აღმოჩენების სახელმწიფო კომიტეტი 13035, მოსკოვი, ჟ - 35, რაუშსკაია, 6., 4 / Bbranch PPP Patent, Uzhgorod, ქ. დიზაინი, 4 შეინარჩუნეთ ფორმა, რომელსაც ანიჭებს მათ "ოთახის" ტემპერატურა. მოდელირება ხაზოვანზე. ...
გამრეცხი სითხის მჟავა-ტუტოვანი პოტენციალის (Pb=7) წონასწორობა და მისი ცვლილების კონტროლი მთელი ჭაბურღილის ბურღვის პროცესში.საბურღი ჭაბურღილში დგინდება კალიუმის შემცველობა ქანებში. გაბურღულ ქანებში კალიუმის კონცენტრაციის დადგენა შეიძლება განხორციელდეს ჭიდან გასასვლელში ბირთვის ან კალმების შესწავლით ნებისმიერი ანალიტიკური მეთოდით. ვინაიდან კალიუმს აქვს რადიოაქტიური იზოტოპი (ბუნებრივ ნარევში ის შეიცავს რადიოაქტიური იზოტოპის 0,0119% Kf) კალიუმის კონცენტრაცია შეიძლება განისაზღვროს კალიუმის რადიოაქტიური იზოტოპის დაშლის დროს გამოსხივებული გამოსხივების გამო კლდის გამა აქტივობის გაზომვით. გარდა მაღალი ეფექტურობისა, სპექტრომეტრიული მეთოდის განსაზღვრის...
სიგრძის და მანძილის კონვერტორი მასის კონვერტორი ნაყარი საკვების და საკვების მოცულობის კონვერტორი ფართობის კონვერტორი მოცულობის და რეცეპტის ერთეულების კონვერტორი ტემპერატურის კონვერტორი წნევის, დაძაბულობის, Young's Modulus Converter ენერგიისა და სამუშაო კონვერტორი სიმძლავრის კონვერტორი ძალის კონვერტორი დროის კონვერტორი წრფივი სიჩქარის კონვერტორი საწვავის წრფივი სიჩქარის კონვერტორი და სიჩქარის კონვერტორი რიცხვების სხვადასხვა რიცხვების სისტემაში ინფორმაციის რაოდენობის საზომი ერთეულების გადამყვანი ვალუტის განაკვეთები ქალის ტანსაცმლისა და ფეხსაცმლის ზომები მამაკაცის ტანსაცმლისა და ფეხსაცმლის ზომები კუთხური სიჩქარის და ბრუნვის სიხშირის გადამყვანი აჩქარების გადამყვანი კუთხის აჩქარების გადამყვანი სიმკვრივის გადამყვანი სპეციფიკური მოცულობის გადამყვანი ინერციის მომენტის გადამყვანი ძალის გადამყვანი ბრუნვის გადამყვანი სპეციფიკური კალორიული მნიშვნელობის გადამყვანი (მასით) ენერგიის სიმკვრივისა და საწვავის სპეციფიკური კალორიული მნიშვნელობის გადამყვანი (მოცულობით) ტემპერატურის სხვაობის გადამყვანი კოეფიციენტის გადამყვანი თერმული გაფართოების კოეფიციენტის თერმული წინააღმდეგობის კონვერტორი თერმოგამტარობის კონვერტორი სპეციფიური სითბოს სიმძლავრის კონვერტორი ენერგიის ექსპოზიცია და რადიაციული სიმძლავრის კონვერტორი სითბოს ნაკადის სიმკვრივის კონვერტორი სითბოს გადაცემის კოეფიციენტის კონვერტორი მოცულობის ნაკადის გადამყვანი მასის ნაკადის გადამყვანი მოლარული ნაკადის კონვერტორი მოლური ნაკადის კონვერტორი მასის ნაკადის კონვერტორი გამტარიანობის გადამყვანი წყლის ორთქლის ნაკადის სიმკვრივის კონვერტორი ხმის დონის კონვერტორი მიკროფონის მგრძნობელობის კონვერტორი ხმის წნევის დონის (SPL) კონვერტორი ხმის წნევის დონის კონვერტორი არჩევით რეფერენციული წნევის სიკაშკაშის კონვერტორი სინათლის ინტენსივობის კონვერტორი განათების კონვერტორი კომპიუტერული გრაფიკის სიმძლავრის რეზოლუციის გადამყვანი სიხშირის და სიხშირის კონვერტორი მანძილის დიოპტრის სიმძლავრე და ლინზების გადიდება (×) ელექტრული დამუხტვის კონვერტორი წრფივი მუხტის სიმკვრივის კონვერტორი ზედაპირის მუხტის სიმკვრივის კონვერტორი მოცულობითი დამუხტვის სიმკვრივის კონვერტორი ელექტრული დენის კონვერტორი წრფივი დენის სიმკვრივის კონვერტორი ზედაპირის დენის სიმკვრივის კონვერტორი ელექტრული ველის სიმკვრივის კონვერტორი ელექტრული კონვერტორი ელექტრული კონვერტორი ელექტრული გამტარობის კონვერტორი ელექტრული გამტარობის კონვერტორი ტევადობის ინდუქციურობის კონვერტორი აშშ მავთულის გამზომი კონვერტორის დონეები dBm (dBm ან dBm), dBV (dBV), ვატი და ა.შ. ერთეულები მაგნიტურმოძრავი ძალის გადამყვანი მაგნიტური ველის სიძლიერის გადამყვანი მაგნიტური ნაკადის გადამყვანი მაგნიტური ინდუქციური გადამყვანი რადიაცია. მაიონებელი გამოსხივების შთანთქმის დოზის სიჩქარის გადამყვანი რადიოაქტიურობა. რადიოაქტიური დაშლის კონვერტორი რადიაცია. ექსპოზიციის დოზის გადამყვანი რადიაცია. აბსორბირებული დოზის გადამყვანი ათწილადი პრეფიქსი კონვერტორი მონაცემთა გადაცემა ტიპოგრაფიული და გამოსახულების დამუშავების ერთეულის კონვერტორი ხე-ტყის მოცულობის ერთეულის კონვერტორი ქიმიური ელემენტების მოლური მასის პერიოდული ცხრილის გამოთვლა D.I. Mendeleev
ქიმიური ფორმულა
VH, ვანადიუმის(I) ჰიდრიდის მოლური მასა 51.94944 გ/მოლ
ელემენტების მასური ფრაქციები ნაერთში
მოლური მასის კალკულატორის გამოყენებით
- ქიმიური ფორმულები უნდა იყოს შეტანილი რეგისტრის მგრძნობიარე
- ინდექსები შეყვანილია როგორც ჩვეულებრივი რიცხვები
- წერტილი შუა ხაზზე (გამრავლების ნიშანი), რომელიც გამოიყენება, მაგალითად, კრისტალური ჰიდრატების ფორმულებში, იცვლება ჩვეულებრივი წერტილით.
- მაგალითი: CuSO4 5H2O-ის ნაცვლად, კონვერტორი იყენებს მართლწერას CuSO4.5H2O შეყვანის გასაადვილებლად.
კინემატიკური სიბლანტე
მოლური მასის კალკულატორი
მოლი
ყველა ნივთიერება შედგება ატომებისა და მოლეკულებისგან. ქიმიაში მნიშვნელოვანია ზუსტად გავზომოთ რეაქციაში შემავალი და მისგან წარმოქმნილი ნივთიერებების მასა. განმარტებით, მოლი არის SI ერთეული ნივთიერების რაოდენობისთვის. ერთი მოლი შეიცავს ზუსტად 6,02214076×10²³ ელემენტარულ ნაწილაკებს. ეს მნიშვნელობა რიცხობრივად უდრის ავოგადროს მუდმივ N A-ს, როდესაც გამოიხატება მოლ-1 ერთეულებში და მას უწოდებენ ავოგადროს რიცხვს. ნივთიერების რაოდენობა (სიმბოლო ნ) სისტემის არის სტრუქტურული ელემენტების რაოდენობის საზომი. სტრუქტურული ელემენტი შეიძლება იყოს ატომი, მოლეკულა, იონი, ელექტრონი ან ნებისმიერი ნაწილაკი ან ნაწილაკების ჯგუფი.
ავოგადროს მუდმივი N A = 6,02214076×10²3 მოლ-1. ავოგადროს ნომერია 6.02214076×10²³.
სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, მოლი არის ნივთიერების რაოდენობა, რომელიც ტოლია ნივთიერების ატომებისა და მოლეკულების ატომური მასების ჯამის, გამრავლებული ავოგადროს რიცხვზე. მოლი არის SI სისტემის შვიდი ძირითადი ერთეულიდან ერთ-ერთი და აღინიშნება მოლით. ვინაიდან ერთეულის სახელწოდება და მისი სიმბოლო ერთი და იგივეა, უნდა აღინიშნოს, რომ სიმბოლო არ არის უარყოფილი, განსხვავებით ერთეულის სახელისგან, რომლის უარყოფა შესაძლებელია რუსული ენის ჩვეულებრივი წესების მიხედვით. ერთი მოლი სუფთა ნახშირბად-12 უდრის ზუსტად 12 გრამს.
Მოლური მასა
მოლური მასა არის ნივთიერების ფიზიკური თვისება, რომელიც განისაზღვრება, როგორც ამ ნივთიერების მასის თანაფარდობა ნივთიერების რაოდენობასთან მოლში. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ეს არის ნივთიერების ერთი მოლის მასა. SI სისტემაში მოლური მასის ერთეულია კილოგრამი/მოლი (კგ/მოლი). თუმცა, ქიმიკოსები მიჩვეულები არიან უფრო მოსახერხებელი ერთეულის გ/მოლი.
მოლური მასა = გ/მოლი
ელემენტებისა და ნაერთების მოლური მასა
ნაერთები არის ნივთიერებები, რომლებიც შედგება სხვადასხვა ატომებისგან, რომლებიც ქიმიურად არის დაკავშირებული ერთმანეთთან. მაგალითად, შემდეგი ნივთიერებები, რომლებიც გვხვდება ნებისმიერი დიასახლისის სამზარეულოში, არის ქიმიური ნაერთები:
- მარილი (ნატრიუმის ქლორიდი) NaCl
- შაქარი (საქაროზა) C12H22O11
- ძმარი (ძმარმჟავას ხსნარი) CH3COOH
ქიმიური ელემენტების მოლური მასა გრამებში თითო მოლზე რიცხობრივად იგივეა, რაც ელემენტის ატომების მასა გამოხატული ატომური მასის ერთეულებში (ან დალტონებში). ნაერთების მოლური მასა ნაერთის შემადგენელი ელემენტების მოლური მასების ჯამის ტოლია ნაერთში ატომების რაოდენობის გათვალისწინებით. მაგალითად, წყლის მოლური მასა (H2O) არის დაახლოებით 1 × 2 + 16 = 18 გ/მოლი.
მოლეკულური მასა
მოლეკულური წონა (ძველი სახელი მოლეკულური წონაა) არის მოლეკულის მასა, გამოითვლება როგორც თითოეული ატომის მასების ჯამი, რომელიც ქმნის მოლეკულას, გამრავლებული ამ მოლეკულის ატომების რაოდენობაზე. მოლეკულური წონა არის განზომილებიანიფიზიკური რაოდენობა, რომელიც რიცხობრივად უდრის მოლურ მასას. ანუ მოლეკულური წონა განსხვავდება მოლური მასისგან განზომილებაში. მიუხედავად იმისა, რომ მოლეკულური მასა არის განზომილებიანი სიდიდე, მას მაინც აქვს მნიშვნელობა, რომელსაც ეწოდება ატომური მასის ერთეული (amu) ან დალტონი (Da) და დაახლოებით უდრის ერთი პროტონის ან ნეიტრონის მასას. ატომური მასის ერთეული ასევე რიცხობრივად უდრის 1 გ/მოლს.
მოლური მასის გამოთვლა
მოლური მასა გამოითვლება შემდეგნაირად:
- პერიოდული სისტემის მიხედვით ელემენტების ატომური მასების განსაზღვრა;
- დაადგინეთ თითოეული ელემენტის ატომების რაოდენობა ნაერთის ფორმულაში;
- განსაზღვრეთ მოლური მასა ნაერთში შემავალი ელემენტების ატომური მასების დამატებით, გამრავლებული მათ რიცხვზე.
მაგალითად, გამოვთვალოთ ძმარმჟავას მოლური მასა
Ის შედგება:
- ორი ნახშირბადის ატომი
- წყალბადის ოთხი ატომი
- ორი ჟანგბადის ატომი
- ნახშირბადი C = 2 × 12,0107 გ/მოლი = 24,0214 გ/მოლი
- წყალბადი H = 4 × 1,00794 გ/მოლი = 4,03176 გ/მოლი
- ჟანგბადი O = 2 × 15,9994 გ/მოლი = 31,9988 გ/მოლი
- მოლური მასა = 24,0214 + 4,03176 + 31,9988 = 60,05196 გ/მოლი
ჩვენი კალკულატორი სწორედ ამას აკეთებს. შეგიძლიათ მასში შეიყვანოთ ძმარმჟავას ფორმულა და შეამოწმოთ რა ხდება.
გაგიჭირდებათ საზომი ერთეულების თარგმნა ერთი ენიდან მეორეზე? კოლეგები მზად არიან დაგეხმაროთ. გამოაქვეყნეთ შეკითხვა TCTerms-ზედა რამდენიმე წუთში მიიღებთ პასუხს.
არაორგანული მასალები, 2015, ტომი 51, No8, გვ. 850-853 წწ
UDC 546.112+546.881+546.76
ვანადიუმის შენადნობების ურთიერთქმედება წყალბადთან მაღალ წნევაზე © V.N. Verbetsky, S.A. Lushnikov და E.A. Movlaev
მოსკოვის სახელმწიფო უნივერსიტეტი მ.ვ. ლომონოსოვის ელ. ფოსტა: [ელფოსტა დაცულია]მიღებულია 2014 წლის 2 ივლისს
შესწავლილია V0.95Cu0 05, V0.94Co006 და V0.9W0.i შენადნობების ურთიერთქმედება წყალბადთან 250 მპა-მდე წყალბადის წნევით. წყალბადის შთანთქმის და დეზორბციის იზოთერმები აგებულია სხვადასხვა ტემპერატურაზე და განისაზღვრება სისტემების თერმოდინამიკური პარამეტრები. მაღალი წნევით ჩამოყალიბებული ჰიდრიდის ფაზების V0 94Co0 06Hi 4 და V0.9W0.1H1.2 ნიმუშების XRD ანალიზმა აჩვენა, რომ ისინი შედგება ფაზისგან, რომელსაც აქვს სახეზე ორიენტირებული კუბური გისოსი, ვანადიუმის დიჰიდრიდის y-ფაზის მსგავსი. სპილენძის შენადნობის შემთხვევაში ჰიდრიდის მაქსიმალური შემადგენლობაა V0.95Cu0 05H05.
DOI: 10.7868/S0002337X15080199
შესავალი
ვანადიუმის ჰიდრიდი წყალბადის მაღალი მასის შემცველობით (3,8%) არის პერსპექტიული მასალა წყალბადის შესანახად. ამასთან, მეტალის ვანადიუმის ჰიდროგენაციის პირობები და ვანადიუმის მონო- და დიჰიდრიდის დისოციაციის წნევის მნიშვნელობები ზღუდავს მისი პრაქტიკული გამოყენების შესაძლებლობას. ამ მაჩვენებლების გაუმჯობესების მიზნით, ინტენსიურად არის შესწავლილი წყალბადის ურთიერთქმედება ვანადიუმის შენადნობებთან და შესწავლილია სხვადასხვა ელემენტების გავლენა ვანადიუმის წყალბადის შეწოვის თვისებებზე.
ერთ-ერთ პირველ ნაშრომში, რომელშიც ვანადიუმის დოპინგის გავლენა იქნა შესწავლილი, აღმოჩნდა, რომ ელემენტების უმეტესობა ზრდის ვანადიუმის დიჰიდრიდის დისოციაციის წონასწორულ წნევას, ყველაზე ძლიერ გავლენას ახდენს 81, Ge, ^ Fe, Mo და. N1. სამუშაოებში წყალბადის ურთიერთქმედება ვანადიუმის შენადნობებთან სხვა ლითონებთან (T1, Cr, Mn, Fe, Co, N1, Cu) 1, 3 და 6 ოდენობით. % ვანადიუმის შენადნობებისთვის, რომლებიც შეიცავს სხვა ლითონის 1%-ს, წყალბადის შთანთქმის და დეზორბციის იზოთერმები გაზომეს 313 K ტემპერატურაზე და 4 მპა-მდე წნევაზე. U0.99Co001 შენადნობისთვის, ისევე როგორც ვანადიუმ-წყალბადის სისტემაში, შეიქმნა s- და y-ჰიდრიდის ფაზების წარმოქმნა. დიჰიდრიდის ფაზის ფორმირების არეალი 0,8 N/M-დან 1,8 N/M-მდეა, ხოლო დისოციაციის წნევა იზრდება ვანადიუმთან შედარებით. როდესაც ვანადიუმი დოპინგია დიდი რაოდენობით კობალტით (3 და 6 ატ.%), ხდება β-ჰიდრიდის ფაზის შემდგომი დესტაბილიზაცია და ამ ექსპერიმენტის პირობებში γ-ფაზა აღარ წარმოიქმნება. ნაშრომის მიხედვით, YCo და U3Co ნაერთები არ ურთიერთქმედებენ წყალბადთან 10 მპა-მდე წნევის დროს.
ვანადიუმის შენადნობისთვის სპილენძით U0.99Cu0.01 ასევე განისაზღვრა მსგავსი ჰიდრიდური ფაზები და ნაჩვენებია, რომ შესაბამისი დიჰიდრიდის ფაზის დისოციაციის წნევა პრაქტიკულად არ იცვლება ვანადიუმთან შედარებით. წყალბადის ურთიერთქმედება სპილენძის მაღალი შემცველობის შენადნობებთან არ არის შესწავლილი. ნაშრომის ავტორები წნევის ცვლილების სიდიდეს უკავშირებენ ელემენტების ატომურ რადიუსს და ელექტრონეგატიურობას: მცირე ატომური რადიუსის ან მაღალი ელექტრონეგატიურობის მქონე ელემენტები ზრდიან წყალბადის დეზორბციის წნევას ვანადიუმის დიჰიდრიდისგან.
სამუშაოებში ჩატარდა ვანადიუმის შენადნობების წყალბადის შეწოვის თვისებების შესწავლა ქრომის, მოლიბდენისა და ვოლფრამის შემცველობით. დადგენილია, რომ შენადნობში ქრომის შემცველობის მატებასთან ერთად იზრდება ვანადიუმის დიჰიდრიდის წყალბადის დეზორბციის წნევა. ამ სამუშაოში წყალბადის მაღალი წნევის გამოყენებამ შესაძლებელი გახადა Y1 _ xCrx შენადნობების ჰიდრიდების სინთეზირება x-ით 0,2-დან 0,5-მდე, რომლებიც არ ქმნიან ჰიდრიდულ ფაზებს დაბალ წნევაზე. Y09Cr01 და Y08Cr02 ნიმუშების ჰიდროგენიზაციის პროდუქტების ძირითადი ფაზა წყალბადის მაღალი წნევით არის ფაზა fcc სტრუქტურით, მსგავსი ვანადიუმის დიჰიდრიდის UN2. მაღალი წნევის ჰიდრიდებს სავარაუდო შემადგენლობით Y0.6Cr0.4H10 და Y05Cr05H09 აქვთ hcp გისოსი CrH ქრომის ჰიდრიდის მსგავსი.
წყალბადის ურთიერთქმედების შესწავლა შენადნობებთან 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.
შენადნობების წყალბადის შთანთქმის თვისებები V0.94Co006 და V0.9W01
შენადნობის ქსელის პერიოდი შენადნობის, ნმ ჰიდრიდის ფაზების გისოსების პერიოდი, ნმ წყალბადის მაქსიმალური შემცველობა N/M 20°C-ზე 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 მპა) 41 142
V0.94Co0.06 0.3000(2) V0.94Co0.06Hx.4 (fcc): a = 0.4268(3) 1.4 (170 მპა) 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) მპა) 32.47 (2) 150.15 (2)
ორობითი (V08Mo0.2 და V0.75Mo0.25) და სამიანი (Ti-V-Mo) შენადნობები ვანადიუმის საფუძველზე. შესწავლილ სისტემებში აშენდა წყალბადის შთანთქმის და დეზორბციის იზოთერმები და მათ საფუძველზე განისაზღვრა ჰიდრიდის ფაზების დაშლის თერმოდინამიკური პარამეტრები. XPA-ის შედეგებმა აჩვენა, რომ ყველა შესწავლილ შენადნობზე დაფუძნებულ სტაბილურ ჰიდრიდულ ფაზებს აქვთ bcc გისოსი, განსხვავებით სუფთა ვანადიუმის მონოჰიდრიდის bct გისოსისაგან. მაღალი წნევის დროს წარმოქმნილი ყველა ნაერთის ჰიდრიდულ ფაზას აქვს ვანადიუმის დიჰიდრიდის მსგავსი fcc ბადე. მოლიბდენის შემცველობის მატებასთან ერთად, როგორც ორობით, ასევე სამიან შენადნობებში, წყალბადის მაქსიმალური შემცველობა ჰიდრიდულ ფაზაში მცირდება და წყალბადის დეზორბციის წნევა იზრდება. ვოლფრამის გავლენა წყალბადთან ვანადიუმის ურთიერთქმედების ბუნებაზე პრაქტიკულად არ არის შესწავლილი. სამუშაოებში აღმოჩნდა, რომ V095W005 შენადნობისთვის წყალბადის გამტარიანობა მცირდება ტემპერატურის მატებასთან ერთად. 400-დან 500°C-მდე ტემპერატურის დიაპაზონში წყალბადის მაქსიმალური შემცველობა შეესაბამებოდა შემადგენლობას 0.5–0.6 H/V095W005.
ამ სამუშაოს მიზანი იყო წყალბადის ურთიერთქმედების შესწავლა ვანადიუმის შენადნობებთან კობალტთან, სპილენძთან და ვოლფრამთან მაღალი წნევის ტექნიკის გამოყენებით. ასევე უნდა აღინიშნოს, რომ ვანადიუმის შენადნობები პერსპექტიული სტრუქტურული მასალაა ბირთვული ენერგიის რეაქტორებისთვის. ამ მხრივ, წყალბადის გავლენის ქვეშ ასეთ შენადნობებში ფაზური გადასვლების შესწავლის შედეგებს უდავოდ დიდი მნიშვნელობა აქვს ახალი სტრუქტურული მასალების შემქმნელებისთვის.
ექსპერიმენტული ნაწილი
შენადნობის ნიმუშები მომზადდა სუფთა ლითონებისგან ელექტრო რკალის ღუმელში ინერტულ ატმოსფეროში. დნობის შემდეგ, ნიმუშები ადუღდა ევაკუირებულ კვარცის ამპულებში ტემპერატურაზე
800°C ტემპერატურაზე 240 სთ-ის განმავლობაში ჰიდროგენიზაციამდე შენადნობების „მძივები“ იყოფოდა ნაწილებად კოჭში, რათა ნიმუშები მოთავსებულიყო ჰიდროგენიზაციის რეაქტორში. ჰიდრიდების სინთეზი და შენადნობი-წყალბადის წონასწორობის შესწავლა ჩატარდა 250 მპა-მდე წყალბადის წნევით ნაშრომში აღწერილი დაყენების გამოყენებით. ვან დერ ვაალსის განტოლება რეალური გაზებისთვის გამოიყენებოდა წყალბადის მოლური მოცულობების დასადგენად ჰიდროგენიზაციის დროს. წყალბადის მაღალ წნევაზე წარმოქმნილი ჰიდრიდის ფაზების შემადგენლობის სიზუსტე იყო 0,1 N/IMS. მაღალ წნევაზე სინთეზირებული ჰიდრიდების ნიმუშები წინასწარ იქნა პასივირებული ჰაერში რენტგენის გადაღებისთვის. ამისათვის ავტოკლავი სინჯთან ერთად გაცივდა თხევადი აზოტის ტემპერატურამდე (77 K) წყალბადის მაღალ წნევაზე და შემდეგ წნევა შემცირდა ატმოსფერულ წნევამდე. ამის შემდეგ, ღია ავტოკლავი ნიმუშით ინახებოდა ჰაერში ერთი საათის განმავლობაში თხევადი აზოტის ტემპერატურაზე (77 K).
ᲨᲔᲓᲔᲒᲔᲑᲘ ᲓᲐ ᲓᲘᲡᲙᲣᲡᲘᲐ
რენტგენის დიფრაქციული მონაცემების მიხედვით, მიღებული ნიმუშები ერთფაზიანია და აქვს bcc გისოსი. საწყისი U0 95Cu0 05 შენადნობის გისოსების პერიოდი, XRD მონაცემების მიხედვით, იყო 0,3021(3) ნმ. მონაცემები შენადნობებისა და სინთეზირებული მაღალი და დაბალი წნევის ჰიდრიდების წყალბადის სორბციული თვისებების შესახებ მოცემულია ცხრილში.
ურთიერთქმედება შენადნობის წყალბადთან V0.94Co0.06.
ვანადიუმში კობალტის დამატებამ შეამცირა შექცევადად შენახული წყალბადის რაოდენობა და შეამცირა მისი მაქსიმალური შემცველობა (ნახ. 1). როგორც ჩანს ნახ. 1, წყალბადის დეზორბციის იზოთერმებზე შეიმჩნევა ორი სეგმენტი. პირველი განყოფილება დაახლოებით 0,6 N/M შემადგენლობით 20°С-ზე არის სტაბილური ჰიდრიდის ფაზის წარმოქმნის რეგიონი, რომელიც შესამჩნევად არ გამოყოფს წყალბადს მოცემულ გაზომვის ტემპერატურაზე. წყალბადის მაღალი კონცენტრაციით
ვერბეტსკი და სხვები.
0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1. ნ/მ
ბრინჯი. ნახ. 1. წყალბადის დეზორბციის იზოთერმები Y0.94Co0.06_H2 სისტემაში (1) 20, (2) 50 და (3) 70°C.
1 - -2 - 3 --4
ბრინჯი. ნახ. 2. წყალბადის დეზორბციის იზოთერმები V0.9W0.1-H2 სისტემაში (1) 0, (2) 20, (3) 40 და (4) 60°C-ზე.
შეინიშნება პლატო - მაღალი წნევის ჰიდრიდის ფაზის წარმოქმნის რეგიონი 1,3 ნ/მ შემადგენლობით. 170 მპა-ზე წყალბადის მაქსიმალური შემცველობა მაღალი წნევის ჰიდრიდის ფაზაში შეესაბამება V0.94Co0.06H14 კომპოზიციას. წყალბადის დეზორბციის რეაქციის ენთალპიისა და ენტროპიის მნიშვნელობები, რომლებიც გამოითვლება პლატოს რეგიონში წონასწორული წნევით, მოცემულია ცხრილში.
ურთიერთქმედება შენადნობის წყალბადთან V0.95Cu0.05.
შენადნობის ნიმუშის ჰიდროგენიზაციის დროს პირველად წარმოიქმნა სტაბილური ჰიდრიდის ფაზა წყალბადის უმაღლესი შემცველობით დაახლოებით 0.3 N/M. წნევის შემდგომი ზრდით 200 მპა-მდე, დაფიქსირდა წყალბადის უმნიშვნელო შეწოვა და ჰიდრიდის მაქსიმალური შემადგენლობა შეესაბამებოდა 0,5 H/M 200 მპა და ოთახის ტემპერატურაზე.
ურთიერთქმედება წყალბადის შენადნობასთან V09W01.
ვოლფრამის დამატება ვანადიუმში მნიშვნელოვნად ამცირებს შექცევადად შენახული წყალბადის რაოდენობას (ნახ. 2). აგებულ იზოთერმებზე შეიძლება გამოიყოს ორი სექცია. პირველი მერყეობს 0,6 N/IMS შემადგენლობით და შეესაბამება სტაბილური ჰიდრიდის ფაზის წარმოქმნას, რომელიც პრაქტიკულად არ შთანთქავს წყალბადს ოთახის ტემპერატურაზე. სისტემაში წყალბადის წნევის მატებასთან ერთად, იზოთერმაზე ჩნდება მეორე მონაკვეთი დახრილი პლატოთი კომპოზიციის დიაპაზონში დაახლოებით 0,8-დან 1,0 N/M-მდე ოთახის ტემპერატურაზე. ტემპერატურის მატებასთან ერთად, მაღალი წნევის ჰიდრიდის ფაზის რეგიონი ვიწროვდება, ხოლო სტაბილური ჰიდრიდის ფაზის რეგიონი ფართოვდება. წყალბადის მაქსიმალური შემცველობა ჰიდრიდის ფაზაში შეესაბამება 1,2 N/M 160 მპა წნევისა და 20°C ტემპერატურაზე. მიღებული ექსპერიმენტული წონასწორული წნევის საფუძველზე, ენთალპიის მნიშვნელობები და
ვერბეცკი V.N., Mitrokhin S.V. - 2005 წ
I. I. Korobov, B. P. Tarasov, V. N. Fokina და E. E. Fokina - 2013 წელი
ვანადიუმი უფრო გავრცელებულია დედამიწის ქერქში, ვიდრე Cu, Zr, Pb, მაგრამ მისი ნაერთები იშვიათად გვხვდება დიდი საბადოების სახით. ვანადიუმი გაბნეულია სხვადასხვა სილიკატურ და სულფიდურ მადნებში. მისი ყველაზე მნიშვნელოვანი მინერალები პატრონიტი VS 2–2.5, სულვანიტი Cu 3 VS 4, ალაიტ V2O3×H2O, ვანადინიტი Pb 5 (VO 4) 3 Cl. ნიობიუმი და ტანტალი თითქმის ყოველთვის ერთად გვხვდება, ყველაზე ხშირად M + 2 E 2 O 6 (M = Fe, Mn) ნიობატ-ტანტალატის მინერალების შემადგენლობაში. ტანტალის ჭარბობის შემთხვევაში მინერალს M + 2 (TaO 3) 2 ე.წ. ტანტალიტი, ნიობიუმის უპირატესობით კოლუმბიტი M (NbO 3) 2.
მარტივი ნივთიერებები.მარტივი ნივთიერებების სახით V, Nb და Ta არის ნაცრისფერი ცეცხლგამძლე ლითონები სხეულზე ორიენტირებული კუბური გისოსით. მათი ზოგიერთი მუდმივი ჩამოთვლილია ქვემოთ:
ვანადიუმის, ნიობიუმის და ტანტალის ფიზიკოქიმიური თვისებები არსებითად დამოკიდებულია მათ სისუფთავეზე. მაგალითად, სუფთა ჭედური ლითონები, ხოლო მინარევები (განსაკუთრებით O, H, N და C) მნიშვნელოვნად აზიანებს ელასტიურობას და ზრდის ლითონების სიმტკიცეს.
ნორმალურ პირობებში V და განსაკუთრებით Nb და Ta გამოირჩევა მაღალი ქიმიური წინააღმდეგობით. სიცივეში ვანადიუმი იხსნება მხოლოდ აკვა რეგიაში და კონცენტრირებულ HF-ში, ხოლო HNO 3-ში გაცხელებისას და კონცენტრირებულ H2SO4-ში. ნიობიუმი და ტანტალი იხსნება მხოლოდ ჰიდროფთორმჟავას და ჰიდროფთორმჟავას და აზოტის მჟავების ნარევში ანიონური ფტორის კომპლექსების წარმოქმნით, რომლებიც შეესაბამება მათ უმაღლეს ჟანგვის მდგომარეობას:
3Ta 0 + 5HNO 3 + 2INF \u003d 3H 2 [Ta +5 F 7] + 5NO + 10H 2 O
ვანადიუმი, ნიობიუმი და ტანტალი ასევე ურთიერთქმედებენ ტუტეებთან შერწყმის დროს ჟანგვის აგენტების თანდასწრებით, ანუ იმ პირობებში, რომლებიც ხელს უწყობენ ანიონური ოქსო კომპლექსების წარმოქმნას, რომლებიც შეესაბამება მათ უმაღლეს ჟანგვის მდგომარეობას:
4E 0 + 5O 2 + 12KOH ===== 4K 3 [E +5 O 4] + 6H 2 O
გ დნობა
როდესაც თბება, ლითონები იჟანგება ჟანგბადით E 2 O 5-მდე, ფტორით EF 5-მდე. მაღალ ტემპერატურაზე ისინი ასევე რეაგირებენ ქლორთან, აზოტთან, ნახშირბადთან და ა.შ.
ვანადიუმის, ნიობიუმის და ტანტალის მისაღებად, მათი ბუნებრივი ნაერთები ჯერ გარდაიქმნება ოქსიდებად ან მარტივ ან რთულ ჰალოიდებად, რომლებიც შემდეგ მცირდება მეტალოთერმული მეთოდით.
E 2 O 5 + 5Ca = 5CaO + 2E
K 2 [EF 7] + 5Na \u003d 2KF + 5NaF + E
ტანტალი ასევე მიიღება Ta 2 O 5-ის ელექტროლიზით მდნარ კომპლექსურ ფტორებში K 2 [TaF 7].
ნიობიუმის და ტანტალის მჭიდრო თვისებების გამო, მათი ერთმანეთისგან განცალკევება მნიშვნელოვან სირთულეებს იწვევს. უაღრესად სუფთა ლითონები მიიღება იოდიდების თერმული დაშლით. ტექნიკური მიზნებისათვის, როგორც წესი, დნობის ფეროვანადი, ფერონიობიუმიდა ფეროტანტალი.
ვანადიუმის მთავარი მომხმარებელი შავი მეტალურგიაა. V, Nb და Ta-ს ღირებული ფიზიკური და ქიმიური თვისებები შესაძლებელს ხდის მათ გამოყენებას ბირთვული რეაქტორების შექმნაში. ნიობიუმი და, უფრო მეტიც, ტანტალი საინტერესოა, როგორც სტრუქტურული მასალები ქიმიურ ინდუსტრიაში განსაკუთრებით აგრესიული მედიისთვის.
ვანადიუმის ქვეჯგუფის ელემენტების ნაერთები
მეტალის და ლითონის მსგავსი ნაერთები.ფხვნილი V, Nb და Ta შთანთქავს წყალბადის, ჟანგბადის და აზოტის მნიშვნელოვან რაოდენობას, ქმნიან ინტერსტიციულ მყარ ხსნარებს. ამ შემთხვევაში არამეტალები გადადიან ატომურ მდგომარეობაში და მათი ელექტრონები მონაწილეობენ მშენებლობაში დ- ლითონის ბროლის ზონები. გაცხელებისას იზრდება არალითონების ხსნადობა; ამავდროულად იცვლება ქიმიური ბმის ბუნება და წარმოქმნილი ნაერთების თვისებები. ამრიგად, ოქსიდების წარმოქმნის დროს, ნიობიუმის (ისევე, როგორც V და Ta) თანდათანობითი დაჟანგვა ჟანგბადით მიმდინარეობს შემდეგ ეტაპებზე:
Nb + O ® Nb-O ® Nb 6 O ® Nb 2 O ® NbO ® NbO 2 ® Nb 2 O 5
მყარი ხსნარი
Nb 6 O და Nb 2 O თვისებების მიხედვით, ტიპიური ლითონის ნაერთები; NbO (ნაცრისფერი) - ცვალებადი შემადგენლობის ნაერთი (NbO 0,94–1,04) მეტალის ბზინვარებით და მეტალის გამტარობით. დიოქსიდი NbO 2 (შავი) ასევე ცვალებადი შემადგენლობისაა (NbO 0.19-2.09), მაგრამ უკვე ნახევარგამტარია. და ბოლოს, Nb 2 O 5 აქვს მეტ-ნაკლებად მუდმივი შემადგენლობა და არ გააჩნია ელექტრონული გამტარობა. ამრიგად, ჟანგბადის შემცველობის მატებასთან ერთად, მეტალის ბმის წილი თანდათან მცირდება და კოვალენტური ბმის წილი იზრდება, რაც იწვევს ოქსიდების თვისებების ცვლილებას.
ვანადიუმის ჰიდრიდები და მისი ანალოგები EN- ნაცრისფერი ან შავი ფერის მყიფე ლითონის მსგავსი ფხვნილები, აქვთ ცვალებადი შემადგენლობა. ჰიდრიდები ქიმიურად სტაბილურია, არ ურთიერთქმედებენ წყალთან და განზავებულ მჟავებთან.
მათ ასევე აქვთ მაღალი კოროზიის წინააღმდეგობა ნიტრიდები(EN, Nb 2 N, Ta 2 N), კარბიდები(ES, E 2 C), ბორიდები(EV, EV 2, E 3 V 4), ვანადიუმის და მისი ანალოგების რიგი სხვა ნაერთები არააქტიური არალითონებით.
ვანადიუმი, ნიობიუმი და ტანტალი ერთმანეთთან და მათთან ახლოს მყოფი ლითონებით პერიოდულ სისტემაში (რკინის, ტიტანის და ქრომის ქვეჯგუფები) ქმნიან მეტალის მყარ ხსნარებს. ურთიერთქმედება ლითონების ელექტრონულ სტრუქტურაში განსხვავებების ზრდასთან ერთად, მცირდება მყარი ხსნარების წარმოქმნის შესაძლებლობა და იზრდება მეტათაშორისი ნაერთების წარმოქმნის შესაძლებლობა, მაგალითად, ტიპის Co 3 V, Fe 3 V, Ni 3 V, Al 3 V. და ა.შ.
ვანადიუმის და მისი ანალოგების ლითონთაშორის ნაერთები შენადნობებს ანიჭებენ მნიშვნელოვან ფიზიკურ და ქიმიურ თვისებებს. ამრიგად, ვანადიუმი მკვეთრად ზრდის ფოლადის სიმტკიცეს, სიმტკიცეს და აცვიათ წინააღმდეგობას. ნიობიუმი აძლევს ფოლადებს გაზრდილი კოროზიის წინააღმდეგობა და სითბოს წინააღმდეგობა. ამასთან დაკავშირებით, მოპოვებული ვანადიუმის და ნიობიუმის უმეტესი ნაწილი მეტალურგიაში გამოიყენება ხელსაწყოების და სტრუქტურული ფოლადის დასამზადებლად.
დიდი ინტერესია კარბიდებზე, ნიტრიდებზე, ბორიდებზე და ნიობიუმისა და ტანტალის სილიციდებზე დაფუძნებული შენადნობები, რომლებიც გამოირჩევიან განსაკუთრებული სიმტკიცით, ქიმიური ინერტულობით და თბოგამძლეობით.
ნაერთები V (II), Nb (II), Ta (II).იმ წარმოებულებიდან, რომლებშიც ვანადიუმის ქვეჯგუფის ელემენტები ავლენენ +2 ჟანგვის მდგომარეობას, ვანადიუმის ნაერთები შედარებით უფრო სტაბილურია. ვანადიუმის (II) საკოორდინაციო რიცხვი არის 6, რაც შეესაბამება ნაერთებში მისი კომპლექსების (სტრუქტურული ერთეულების) ოქტაედრულ სტრუქტურას.
ვანადიუმის ოქსიდს (P) VO (UO 0.9 -VO 1.3) აქვს NaCl ტიპის კრისტალური ბადე. არის შავი ფერის, აქვს მეტალის ბზინვარება და შედარებით მაღალი ელექტრული გამტარობა. მიიღეთ VO შემცირება V 2 O 5 წყალბადის ნაკადში. VO არ ურთიერთქმედებს წყალთან, მაგრამ, როგორც ძირითადი ნაერთი, ის საკმაოდ ადვილად რეაგირებს განზავებულ მჟავებთან:
VO + 2OH 3 + + 3H 2 O \u003d 2+
იონი 2+ მეწამული. კრისტალურ ჰიდრატებს აქვთ იგივე ფერი, მაგალითად, M +1 2 SO 4 × VSO 4 × 6H 2 O, VSO 4 × 7H 2 O, VCl 2 × 6H 2 O.
ნაერთები V (II) არის ძლიერი შემცირების აგენტები. 2+ წარმოებულების იისფერი ხსნარები საკმაოდ ადვილად იჟანგება 3+-მდე და მათი ფერი ხდება მწვანე. ჟანგვის აგენტების არარსებობის შემთხვევაში (მაგალითად, ატმოსფერული ჟანგბადი), V(II) ნაერთების ხსნარები წყალბადის ევოლუციით თანდათან იშლება წყალსაც კი.
Nb(II) და Ta(II) წარმოებულები მიეკუთვნება კლასტერული ტიპის ნაერთებს.
ნაერთები V (III), Nb (III), Ta (III).ვანადიუმის (III) საკოორდინაციო რიცხვია 6. სტრუქტურის მიხედვით ნაერთები V (III) მსგავსია Al (IP) იგივე ტიპის წარმოებულებისა. ვანადიუმის შავ ოქსიდს (III) V 2 O 3 აქვს კრისტალური გისოსი კორუნდის მსგავსი a-A1 2 O 3; მისი შემადგენლობა ცვალებადია VO 1.60-1.80. V (III) ნაერთების ტუტე ხსნარებიდან გამოიყოფა ცვლადი შემადგენლობის მწვანე ჰიდროქსიდი V (OH) 3 V 2 O × nH 2 O. ეს ნაერთები ამფოტერულია, მაგრამ ძირითადი თვისებების უპირატესობით. ასე რომ, V 2 O 3 და V 2 O 3 × nH 2 O იხსნება მჟავებში:
V 2 O 3 + 6OH 3 + + 3H 2 O \u003d 2 3+
შედეგად მიღებული 3+ aquo კომპლექსები და მათგან წარმოებული VCl 3 × 6H 2 O, VI 3 × 6H 2 O კრისტალური ჰიდრატები მწვანე ფერისაა. ვანადიუმის ალუმს M +1 × 12H 2 O აქვს იისფერი ფერი, რომელიც დაშლისას იძლევა მწვანე ხსნარებს.
ვანადიუმის ტრიჰალიდები VHal 3 არის კრისტალური ნივთიერებები. ტრიქლორიდს VCl 3 აქვს ფენიანი სტრუქტურა. შესაბამისი ძირითადი ჰალოიდებით, VHal 3 აყალიბებს ჰალოიდ ვანადატებს - იონების 3- და 3- წარმოებულებს:
3KF + VF 3 \u003d K 3; EXl + 2VCl 3 = K 3
ვანადიუმის (III) წარმოებულები ძლიერი შემცირების აგენტებია, ხსნარებში ისინი საკმაოდ ადვილად იჟანგება ატმოსფერული ჟანგბადით V (IV) წარმოებულებამდე. ტრიჰალიდები არაპროპორციულია გაცხელებისას:
2VCl 3 (t) \u003d VCl 2 (t) + VCl 4 (გ)
ეს რეაქცია ენდოთერმულია და მისი წარმოქმნა განპირობებულია ენტროპიის ფაქტორით (არასტაბილური VCl 4-ის წარმოქმნის გამო).
Nb (PI) და Ta (III) წარმოებულები ძირითადად კასეტური ტიპის ნაერთებია.
ნაერთები V (IV), Nb (IV), Ta (IV).ნორმალურ პირობებში, ჟანგვის მდგომარეობა ვანადიუმისთვის +4 ყველაზე დამახასიათებელია. ნაერთები V (III) საკმაოდ ადვილად იჟანგება წარმოებულებამდე V (IV) მოლეკულური ჟანგბადით, ხოლო V (V) ნაერთები მცირდება წარმოებულებად V (IV). ვანადიუმის (IV) ყველაზე სტაბილური საკოორდინაციო რიცხვი არის 6, ხოლო კოორდინაციის რიცხვები 4 და 5 ასევე სტაბილურია.
V (IV) წარმოებულებიდან ცნობილია ლურჯი VO 2 (VO 1.8-2.17), ყავისფერი VF 4 და წითელ-ყავისფერი სითხე VCl 4, ასევე VOHal 2 ტიპის ოქსოჰალიდები. VO დიოქსიდი წარმოიქმნება V 2 O 5-ის ფრთხილად შემცირებით წყალბადით და VCl 4 ვანადიუმის (ან ფეროვანადიუმის) ქლორთან დაჟანგვით ან ცხელი V 2 O 5 CCl 4-თან ურთიერთქმედებით.
დიოქსიდს აქვს რუტილის TiO 2 ტიპის კრისტალური ბადე. VCl 4 მოლეკულას, TiCl 4-ის მსგავსად, აქვს ოთხკუთხა ფორმა.
V (II) და V (IP) მსგავს წარმოებულებთან შედარებით, ბინარული ნაერთები V (IV) უფრო მკაფიოდ აჩვენებენ მჟავე თვისებებს. ამრიგად, წყალში უხსნადი VO 2 შედარებით ადვილად ურთიერთქმედებს ტუტეებთან გაცხელებისას. ამ შემთხვევაში წარმოიქმნება ყავისფერი ოქსოვანადატები (IV), ყველაზე ხშირად M 2 შემადგენლობით:
4VO 2 + 2KOH \u003d K 2 + H 2 O
VO 2 კიდევ უფრო ადვილად იხსნება მჟავებში. ამ შემთხვევაში წარმოიქმნება არა მარტივი აკვაკომპლექსები V 4+, არამედ აკვა წარმოებულები. ოქსოვანადილი VO 2+, ხასიათდება ღია ცისფერი ფერით: VO 2 + 2H + + 4H 2 O \u003d 2+
ოქსოვანადილის ჯგუფი VO 2+ უაღრესად სტაბილურია, ვინაიდან VO ბმული ახლოს არის ორმაგად:
ატომთაშორისი მანძილი d VO ვანადილის ჯგუფში არის 0,167 ni, ხოლო მანძილი d V - OH 2 = 0,23 im.
VO 2+-ის დაჯგუფება უცვლელი რჩება სხვადასხვა რეაქციების დროს; ლიგანდების ბუნებიდან გამომდინარე, ის შეიძლება იყოს როგორც კათიონური, ასევე ანიონური კომპლექსების და ნეიტრალური მოლეკულების ნაწილი.
VHal 4-ის ურთიერთქმედება ძირითად ჰალოიდებთან არ არის ტიპიური, მაგრამ K 2, (NH 4) 3 ტიპის ანიონური ოქსოვანადილის კომპლექსების წარმოებულები ძალიან ტიპიურია V (IV)-სთვის.
ვანადიუმის ტეტრაჰალიდები ადვილად ჰიდროლიზდება. ასე რომ, წყალში VCl 4 მყისიერად იქცევა VOCl 2-ად (ვანადილის დიქლორიდი):
VCl 4 + H 2 O \u003d VOCl 2 + 2HCl
ნიობიუმისა და ტანტალისთვის ცნობილია EO 2 დიოქსიდები, ENal4 ტეტრაჰალიდები და EONal 2 ოქსოდიჰალიდები. ითვლება, რომ ამ ნაერთებში ვლინდება ლითონ-ლითონის კავშირი, ანუ ისინი მიეკუთვნებიან მტევანებს.
ნიობიუმის და ტანტალის დამახასიათებელი ტენდენცია გამოიყენონ ყველა მისი ვალენტური ელექტრონი ქიმიური ბმის ფორმირებაში, როგორც წესი, ხორციელდება მათი გადასვლის გამო უმაღლეს ჟანგვის მდგომარეობაზე +5. ჟანგვის დაბალი ხარისხით, ეს ტენდენცია ხორციელდება M-M ობლიგაციების წარმოქმნის გამო.
ნაერთები V (V), Nb (V), Ta (V).სერიაში V (V) - Nb (V) - Ta (V) ნაერთების სტაბილურობა იზრდება. ამას, კერძოდ, მოწმობს იმავე ტიპის ნაერთების წარმოქმნის გიბსის ენერგიების შედარება, მაგალითად:
ვანადიუმისთვის (V) ცნობილია მხოლოდ V 2 O 5 ოქსიდი და VF 5 ფტორიდი, ხოლო ნიობიუმისთვის (V) და ტანტალისთვის (V) ცნობილია ყველა სხვა ENal 5 ჰალოიდი, E (V), გარდა ამისა, ოქსოჰალიდები. დამახასიათებელია EONal ტიპის 3 . ყველა ეს ნაერთი, როგორც წესი, მჟავეა. ზოგიერთი შესაბამისი ანიონური კომპლექსი ჩამოთვლილია ქვემოთ:
V (V)-სთვის ყველაზე ტიპიური საკოორდინაციო რიცხვებია 4 და 6, ხოლო Nb (V) და Ta (V) 6 და 7. გარდა ამისა, არსებობს ნაერთები, რომლებშიც არის Nb (V) და Ta (Nb) საკოორდინაციო რიცხვები. V) მიაღწიეთ 8-ს.
ოქსიდებიწითელი V 2 O 5 (T pl. 670 ° C), თეთრი Nb 2 O 5 (T pl. 1490 ° C) და Ta 2 O 5 (T pl. 1870 ° C) ცეცხლგამძლე კრისტალური ნივთიერებებია. E 2 O 5-ის სტრუქტურული ერთეული არის EO 6 ოქტაედონი. (V 2 O 5-ის შემთხვევაში, VO 6 ოქტაედონი ძალიან ძლიერ დამახინჯებულია - თითქმის ტრიგონალური ბიპირამიდა ამოღებულია ერთი დამატებითი ჟანგბადის ატომით.) ოქსიდებს აქვთ მაღალი სითბო და გიბსის წარმოქმნის ენერგია. ამ შემთხვევაში, ლანთანიდის შეკუმშვის გამო, DH 0 f და DG o f მნიშვნელობები Nb 2 O 5 და Ta 2 O 5-სთვის ახლოს არის და შესამჩნევად განსხვავდება V 2 O 5-ის მნიშვნელობებისგან.
ვანადიუმის (V) ოქსიდი მიიღება NH 4 VO 3-ის თერმული დაშლით:
NH 4 VO 3 \u003d V 2 O 5 + 2H 3 N + H 2 O
იგი ძალიან ცუდად იხსნება წყალში (~0,007 გ/ლ 25°C-ზე), ქმნის მჟავე ღია ყვითელ ხსნარს; საკმაოდ ადვილად ხსნადი ტუტეებში, ხოლო მჟავებში - მხოლოდ ხანგრძლივი გაცხელებით. ოქსიდები Nb (V) და Ta (V) ქიმიურად არააქტიურია, პრაქტიკულად არ იხსნება წყალში და მჟავებში და რეაგირებს ტუტეებთან მხოლოდ შერწყმისას:
E 2 O 5 + 2KOH \u003d 2KEO 5 + H 2 O
ოქსოვანადატები (V), ოქსონიობატები (V) და ოქსოტანტალატები (V) კრისტალურია რთული შემადგენლობით და სტრუქტურით. მათი მრავალფეროვნება და კომპოზიციის სირთულე შეიძლება ვიმსჯელოთ შესაბამისი დნობის დიაგრამების ბუნებიდან (მაგალითად, სურ. 2). M +1 EO 3 და M +1 3 EO 4 ტიპის უმარტივესი ნაერთები შემადგენლობით. უმეტესწილად, ოქსოვანადატები (V) და, კერძოდ, ოქსონიობატები (V) და ოქსოტანტალატი (V) პოლიმერული ნაერთებია.
მჟავები, რომლებიც მოქმედებენ ოქსოვანადატების ხსნარებზე, იწვევენ ვანადატის იონების პოლიმერიზაციას ჰიდრატირებული ოქსიდის ნალექის წარმოქმნამდე V 2 O 5 × nH 2 O. ვანადატის იონების შემადგენლობის ცვლილებას თან ახლავს ფერის შეცვლა თითქმის უფეროდან. VO 4 3- ნარინჯისფერამდე V 2 O 5 × nH 2 O.
ენალ 5 პენტაგალიდს აქვს კუნძულოვანი სტრუქტურა, ამიტომ ისინი დნობადი, აქროლადი, ორგანულ გამხსნელებში ხსნადი და ქიმიურად აქტიურია. ფტორები უფეროა, დანარჩენი ჰალოიდები ფერადია.
NbF 5 (T pl. 80 ° C, T bp. 235 ° C) და TaF 5 (T pl. 95 ° C, T b. 229 ° C) კრისტალები შედგება ტეტრამერული მოლეკულებისგან (EF 5) 4 და ESl 5. და EVr 5 (T pl. და T boil. დაახლოებით 200-300 ° C) - დიმერის მოლეკულებიდან (ENal 5) 2:
VF 5 არის ბლანტი სითხე (T pl. 19,5 ° C), სტრუქტურით მსგავსი SbF 5-ისა. როგორც მჟავე ნაერთები, პენტაჰალიდები ადვილად ჰიდროლიზდება, წარმოქმნის ჰიდრატირებული ოქსიდების ამორფულ ნალექებს:
2ENal 5 + 5H 2 O \u003d E 2 O 5 + 10HHal
გარდა ამისა, პენტაფტორიდები, ისევე როგორც Nb და Ta პენტაქლორიდები, რეაგირებენ შესაბამის ძირითად ჰალოიდებთან და წარმოქმნიან ანიონურ კომპლექსებს [EF 6 ] - , ხოლო Nb (V) და Ta (V) შემთხვევაში, გარდა ამისა, [EF 7 ] 2-, [EF 8] 3- და [ESl 6] -, მაგალითად:
KF + VF 5 = K
2KF + TaF 5 \u003d K 2 [TaF 7]
Oxohalides EONal 3 ჩვეულებრივ მყარი, ძირითადად აქროლადია და VOCl 3 არის თხევადი (T pl. - 77 o C, T bp. 127 o C).
VOCl 3 მოლეკულას აქვს დამახინჯებული ტეტრაედრის ფორმა, ცენტრში ვანადიუმის ატომით:
NbOCl 3 გისოსებში, Nb 2 Cl 6 დიმერული ჯგუფები დაკავშირებულია Nb-O-Nb ხიდების მეშვეობით, რომლებიც ქმნიან NbO 2 Cl 4 ოქტაედრების გაუთავებელ ჯაჭვებს.
ოქსოჰალიდები ადვილად ჰიდროლიზდება ჰიდრატირებული ოქსიდების E 2 O 5 × nH 2 O და HHal წარმოქმნით.
2EONal 3 + 3H 2 O \u003d E 2 O 5 + 6HNal
და ურთიერთქმედება ძირითად ჰალოიდებთან, რათა წარმოქმნას 2- შემადგენლობის ანიონური კომპლექსები, ხოლო NB (V) და Ta (V), გარდა ამისა, [EOCl 4] -, [EONal 5 I 2-, [EOF 6] 3- ( Нal = F, Сl), მაგალითად:
2KF + VOF 3 = K 2
3KF + NbOF 3 \u003d K 3
KF და HF შემცველ წყალხსნარებთან ურთიერთქმედებისას Nb 2 O 5 იძლევა K 2 და Ta 2 O 5 ქმნის K 2 [TaF 7]:
Nb 2 O 5 + 4KF + 6HF = 2K 2 + 3H 2 O
Ta 2 O 5 + 4KF + 10HF \u003d 2K 2 [TaF 7] + 5H 2 O
ნიობიუმის და ტანტალის გამოყოფის ერთ-ერთი მეთოდი ეფუძნება K 2 [TaF 7] და K 2 ხსნადობის განსხვავებას.
ვანადიუმისთვის (V) და მისი ანალოგებისთვის ძალიან დამახასიათებელია ყვითელი 3-, ლურჯი-იისფერი 3- და უფერო 3- და [Ta(O 2) 4] 3- ტიპის პეროქსო კომპლექსები. სტრუქტურის მიხედვით [E (O 2) 4] 3- არის დოდეკაედონი.
პეროქსოვანადატები, პეროქსონიობატები და პეროქსოტანტალატები წარმოიქმნება წყალბადის ზეჟანგის და შესაბამისი E(M) ნაერთების მოქმედებით ტუტე გარემოში. Მაგალითად:
მყარ მდგომარეობაში ეს ნაერთები სტაბილურია, მჟავების მოქმედებით იშლება პეროქსოვანადატი, ხოლო პეროქსონიობატები და პეროქსოტანტალატები გარდაიქმნება HEO 4 შემადგენლობის შესაბამის პეროქსომჟავებად.
მჟავე გარემოში ვანადიუმის (V) წარმოებულები ავლენენ ჟანგვის თვისებებს, მაგალითად, ისინი ჟანგავს კონცენტრირებულ მარილმჟავას:
ნიობიუმის (V) და განსაკუთრებით ტანტალის (V) დაჟანგვის დაბალ მდგომარეობებზე გადასატანად საჭიროა ენერგიული შემცირების აგენტები და გათბობა.
ვანადიუმის ნაერთები გამოიყენება ქიმიურ მრეწველობაში, როგორც კატალიზატორები (გოგირდმჟავას წარმოება), ასევე გამოიყენება მინის და სხვა ინდუსტრიებში.
