Название

Оксид ванадия (V)

Корректное химическое наименование: оксид ванадия(V), или пентаоксид диванадия. Международное название - Vanadium(V) oxide или Vanadium pentoxide. Соединение содержит ванадий в высшей устойчивой степени окисления +5.

Описание

Оксид ванадия(V) - неорганическое соединение состава V2O5. В чистом виде представляет собой желтый, желто-оранжевый или красноватый кристаллический порошок. Вещество относится к важным соединениям ванадия и широко используется как катализатор, промежуточный продукт металлургии и компонент функциональных материалов.

V2O5 проявляет амфотерные свойства с выраженной кислотной составляющей. Он взаимодействует со щелочами с образованием ванадатов, а при определенных условиях вступает в реакции с кислотами. Оксид способен участвовать в обратимых окислительно-восстановительных превращениях ванадия, что определяет его каталитические и электрохимические свойства.

Внешний вид

При температуре 20 °C оксид ванадия(V) представляет собой твердое кристаллическое вещество.

Основные внешние признаки:

• агрегатное состояние - твердое;

• форма - порошок или кристаллическое вещество;

• цвет - желтый, желто-оранжевый или красновато-коричневый;

• запах - отсутствует;

• летучесть при комнатной температуре - крайне низкая;

• плотность существенно выше плотности воды.

Токсичность

Оксид ванадия(V) относится к опасным соединениям ванадия. Наиболее существенный профессиональный риск связан с вдыханием мелкодисперсной пыли и аэрозоля. Вещество способно раздражать и повреждать дыхательные пути, глаза и слизистые оболочки. Для V2O5 также установлены серьезные риски при длительном воздействии, а его пыль требует особенно строгого контроля.

При работе используют:

• защитные очки;

• химически стойкие перчатки;

• закрытую рабочую одежду;

• эффективную местную вытяжную вентиляцию;

• противопылевой респиратор или иные средства защиты органов дыхания при образовании аэрозоля.

Не допускают образования пыли и ее распространения по рабочему помещению. При попадании в глаза их промывают большим количеством воды. После вдыхания пыли необходимо выйти на свежий воздух.

Синонимы

Синонимы на русском языке:

• оксид ванадия(V);

• окись ванадия(V);

• пятиокись ванадия;

• пентаоксид ванадия;

• пентаоксид диванадия;

• ангидрид ванадиевой кислоты.

Синонимы на английском языке:

• Vanadium(V) oxide;

• Vanadium pentoxide;

• Divanadium pentoxide;

• Divanadium pentaoxide;

• Vanadic anhydride;

• Vanadia.

Номер CAS: 1314-62-1. Номер EC: 215-239-8.

Физические данные

Оксид ванадия(V) является тугоплавким твердым веществом. Растворимость в воде низкая. В концентрированных кислотных и щелочных средах вещество образует соединения ванадия.

Основные характеристики:

• состояние при 20 °C - твердое;

• плотность - около 3,35 г/см³;

• температура плавления - около 681-690 °C;

• растворимость в воде - низкая;

• давление пара при комнатной температуре - практически отсутствует;

• горючесть - не горит.

Химическая формула

Химическая формула оксида ванадия(V):

V2O5

Соединение содержит два атома ванадия и пять атомов кислорода. Формальная степень окисления ванадия составляет +5.

Молекулярный вес

Молярная масса оксида ванадия(V) составляет:

181,88 г/моль.

Температура плавления

Температура плавления оксида ванадия(V) составляет приблизительно:

681-690 °C

Разброс справочных значений связан с чистотой образца, кристаллической формой и методикой измерения. Для конкретного промышленного или лабораторного продукта ориентируются на паспорт партии.

Температура кипения

Для V2O5 приводится значение порядка:

1750 °C с разложением.

Поэтому корректнее говорить не об обычном устойчивом кипении индивидуального вещества, а о высокотемпературном разложении и испарении продуктов, образующихся при нагревании.

Плотность при 20°

Плотность оксида ванадия(V) составляет приблизительно:

3,35 г/см³

Насыпная плотность порошка ниже и зависит от размера частиц и степени уплотнения.

Сферы применения

Оксид ванадия(V) используется в химической промышленности, металлургии, производстве стекла и керамики, катализе и электрохимических материалах.

Основные направления применения:

• катализ окислительных процессов, в том числе превращения SO2 в SO3 при производстве серной кислоты;

• производство катализаторов для химической промышленности;

• получение других соединений ванадия;

• производство ванадатов;

• использование как сырья при получении металлического ванадия и ванадийсодержащих материалов;

• производство специальных стекол и керамики;

• окрашивание и модификация свойств стекольных масс;

• получение функциональных оксидных покрытий;

• производство электродных и аккумуляторных материалов;

• исследования в области литий-ионных и других электрохимических систем;

• получение тонких пленок и наноструктурированных материалов;

• применение в фотонных, оптических и электронных материалах;

• лабораторный неорганический синтез.

Одно из наиболее известных промышленных применений V2O5 связано с катализом окислительных реакций. Способность ванадия переходить между различными степенями окисления позволяет оксиду участвовать в переносе кислорода и восстанавливаться с последующим повторным окислением.

В производстве аккумуляторных и функциональных материалов V2O5 рассматривают как соединение с подходящей слоистой структурой и переменной валентностью ванадия. Его используют как исходное вещество и прекурсор для получения электродных, керамических и тонкопленочных материалов.

При заказе учитывают массовую долю V2O5, содержание железа, натрия, калия и других примесей, размер частиц и удельную поверхность. Для катализа, электрохимии и исследовательских задач применяют высокочистые марки. Хранят продукт в плотно закрытой таре, в сухом месте, предотвращая пылеобразование и загрязнение окружающей среды.