Ванада́ти — солі, що містять ванадієвмісний аніон у найвищому ступені окиснення +5. Сполуки є похідними гіпотетичних ванадієвих кислот.
Переважна більшість ортованадатів є забарвленими речовинами, погано розчинними у воді. Так, ортованадати кальцію, стронцію і барію є жовтими, ортованадати срібла і ртуті — помаранчеві. Метаванадати (наприклад, метаванадати калію, натрію й амонію) є безбарвними.
Поширення у природі
Ванадати є поширеною формою знаходження Ванадію у мінеральних покладах. Основними ванадатовмісними мінералами є карнотит K2(UO2)2(VO4)2·3H2O, ванадиніт Pb5(VO4)3Cl, тюямуніт Ca(UO2)2(VO4)2·8H2O, деклуазит (Zn,Cu)Pb(VO4)(OH), FeVO4·2H2O, BiVO4.
Рівновага у розчинах
За данимим спектрофотометричних досліджень, у розчинах, в залежності від pH та концентрації, можуть існувати іони [VO4]3-, [HVO4]2-, [V2O7]4-, [V3O9]3-, [V4O12]4-, [VO3]3, [V10O28]6-, [HV10O28]5-, [H2V10O28]4-, [VO2]+.
У сильнолужних розчинах (pH 13,2—14) основною формою є ортованадат-іон [VO4]3-, а при зменшенні pH чи розведенні утворюється аніон [HVO4]2-, який перебуває у рівновазі із пірованадат-іоном [V2O7]4-:
При зменшенні pH розчину до позначки 7,2 утворюються триванадат-іони, а у розведених розчинах — метаванадати. Рівновага між цими формами визначається концентрацією іонів:
Також по мірі зниження лужності утворюються й інші йони, в тому числі тетраванадати:
Нижче pH 7,2 переважною формою у концентрованих розчинах є декаванадат-іони загального складу [HnV10O28]6-n- (у розведених — метаванадати):
Декаванадати збільшують свою стійкість до pH 4,1, а у сильнокислих розчинах відбувається утворення ванадил-іонів:
Отримання
З розчинів можна виділити орто-, піро-, мета- і декаванадати. З огляду на те, що ванадати мають здатність до взаємного перетворення в залежності від умов середовища, ортованадати є ключовими сполуками для отримання інших представників. Їх синтезують сплавленням з оксидом ванадію:
Солі кальцію та важких металів осаджують з розчинів ванадатів лужних металів: дією гідроксиду або хлориду кальцію при pH 10,8—11 осаджується ортованадат Ca3(VO4)2, у проміжку 7,8—9,3 — пірованадат Ca2V2O7, а за 5,1—6,1 — метаванадат Ca(VO3)2.
Найбільше практичне значення мають метаванадати. Метаванадати лужних металів і магнію виділяють кристалізацією з розчинів. Наприклад, з розчину метаванадату натрію при температурі вище 35 °C кристалізуються чистий NaVO3, а при нижчій — дигідрат NaVO3·2H2O. Метаванадат амонію осаджують з розчину ортованадату натрію дією хлориду амонію:
Застосування
Ванадати застосовуються у текстильній промисловості при протравлюванні під час фарбування бавовни, а також для закріплюваня аніліну. Ортованадат кальцію використовується для виплавки ферованадію. Метаванадат амонію є основним прекурсором для отримання інших сполук ванадію, а також титрантом у ванадатометрії.
Див. також
Вікісховище має мультимедійні дані за темою: Ванадати |
Джерела
- Greenwood, N. N., Earnshaw, A. Chemistry of the Elements. — 2nd. — Oxford : Butterworth-Heinemann, 1997. — P. 984—985. — . (англ.)
- Housecroft, Catherine E., Sharpe, Alan G. Inorganic Chemistry. — 2nd. — Pearson Education Limited, 2005. — P. 602—604. — . (англ.)
- Краткая химическая энциклопедия / Отв. ред. И. Л. Кнунянц. — М. : Советская энциклопедия, 1961. — Т. 1. А—Е. — 1182 с. (рос.)
- Реми Г. Курс неорганической химии / Под ред. А. В. Новоселовой. — М. : ИИЛ, 1966. — Т. 2. — С. 118—119. (рос.)
- Рипан Р., Четяну И. Неорганическая химия: Химия металлов / Под ред. В. И. Спицына. — М. : Мир, 1972. — Т. 2. — С. 170—171. (рос.)
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Vanada ti soli sho mistyat vanadiyevmisnij anion u najvishomu stupeni okisnennya 5 Spoluki ye pohidnimi gipotetichnih vanadiyevih kislot Ortovanadat bismutu Pro klas mineraliv div Vanadati minerali Perevazhna bilshist ortovanadativ ye zabarvlenimi rechovinami pogano rozchinnimi u vodi Tak ortovanadati kalciyu stronciyu i bariyu ye zhovtimi ortovanadati sribla i rtuti pomaranchevi Metavanadati napriklad metavanadati kaliyu natriyu j amoniyu ye bezbarvnimi Poshirennya u prirodiDekluazit Vanadati ye poshirenoyu formoyu znahodzhennya Vanadiyu u mineralnih pokladah Osnovnimi vanadatovmisnimi mineralami ye karnotit K2 UO2 2 VO4 2 3H2O vanadinit Pb5 VO4 3Cl tyuyamunit Ca UO2 2 VO4 2 8H2O dekluazit Zn Cu Pb VO4 OH FeVO4 2H2O BiVO4 Rivnovaga u rozchinahBudova nezamishenoyi trivanadatnoyi kisloti Kulestrizhneva model dekavanadat ionu Za danimim spektrofotometrichnih doslidzhen u rozchinah v zalezhnosti vid pH ta koncentraciyi mozhut isnuvati ioni VO4 3 HVO4 2 V2O7 4 V3O9 3 V4O12 4 VO3 3 V10O28 6 HV10O28 5 H2V10O28 4 VO2 U silnoluzhnih rozchinah pH 13 2 14 osnovnoyu formoyu ye ortovanadat ion VO4 3 a pri zmenshenni pH chi rozvedenni utvoryuyetsya anion HVO4 2 yakij perebuvaye u rivnovazi iz pirovanadat ionom V2O7 4 V O 4 3 H H V O 4 2 displaystyle mathrm VO 4 3 H rightleftarrows HVO 4 2 2 H V O 4 2 V 2 O 7 4 H 2 O displaystyle mathrm 2 HVO 4 2 rightleftarrows V 2 O 7 4 H 2 O Pri zmenshenni pH rozchinu do poznachki 7 2 utvoryuyutsya trivanadat ioni a u rozvedenih rozchinah metavanadati Rivnovaga mizh cimi formami viznachayetsya koncentraciyeyu ioniv 3 V 2 O 7 4 6 H 2 V 3 O 9 3 3 H 2 O displaystyle mathrm 3 V 2 O 7 4 6H rightleftarrows 2 V 3 O 9 3 3H 2 O V 3 O 9 3 3 V O 3 3 displaystyle mathrm V 3 O 9 3 rightleftarrows 3 VO 3 3 Takozh po miri znizhennya luzhnosti utvoryuyutsya j inshi joni v tomu chisli tetravanadati H V O 4 3 H H 2 V O 4 displaystyle mathrm HVO 4 3 H rightleftarrows H 2 VO 4 H 2 V O 4 H V 4 O 12 4 displaystyle mathrm H 2 VO 4 H rightleftarrows V 4 O 12 4 Nizhche pH 7 2 perevazhnoyu formoyu u koncentrovanih rozchinah ye dekavanadat ioni zagalnogo skladu HnV10O28 6 n u rozvedenih metavanadati 10 V 3 O 9 3 12 H 3 V 10 O 28 6 6 H 2 O displaystyle mathrm 10 V 3 O 9 3 12H rightleftarrows 3 V 10 O 28 6 6H 2 O Dekavanadati zbilshuyut svoyu stijkist do pH 4 1 a u silnokislih rozchinah vidbuvayetsya utvorennya vanadil ioniv V 10 O 28 6 10 H 10 V O 2 8 H 2 O displaystyle mathrm V 10 O 28 6 10H rightleftarrows 10 VO 2 8H 2 O OtrimannyaMetavanadat amoniyu Z rozchiniv mozhna vidiliti orto piro meta i dekavanadati Z oglyadu na te sho vanadati mayut zdatnist do vzayemnogo peretvorennya v zalezhnosti vid umov seredovisha ortovanadati ye klyuchovimi spolukami dlya otrimannya inshih predstavnikiv Yih sintezuyut splavlennyam z oksidom vanadiyu 3 K 2 C O 3 V 2 O 5 t 2 K 3 V O 4 3 C O 2 displaystyle mathrm 3K 2 CO 3 V 2 O 5 xrightarrow t 2K 3 VO 4 3CO 2 6 N a O H V 2 O 5 t 2 N a 3 V O 4 3 H 2 O displaystyle mathrm 6NaOH V 2 O 5 xrightarrow t 2Na 3 VO 4 3H 2 O Soli kalciyu ta vazhkih metaliv osadzhuyut z rozchiniv vanadativ luzhnih metaliv diyeyu gidroksidu abo hloridu kalciyu pri pH 10 8 11 osadzhuyetsya ortovanadat Ca3 VO4 2 u promizhku 7 8 9 3 pirovanadat Ca2V2O7 a za 5 1 6 1 metavanadat Ca VO3 2 Najbilshe praktichne znachennya mayut metavanadati Metavanadati luzhnih metaliv i magniyu vidilyayut kristalizaciyeyu z rozchiniv Napriklad z rozchinu metavanadatu natriyu pri temperaturi vishe 35 C kristalizuyutsya chistij NaVO3 a pri nizhchij digidrat NaVO3 2H2O Metavanadat amoniyu osadzhuyut z rozchinu ortovanadatu natriyu diyeyu hloridu amoniyu N a 3 V O 4 N H 4 C l H 2 O N H 4 V O 3 N a C l 2 N a O H displaystyle mathrm Na 3 VO 4 NH 4 Cl H 2 O longrightarrow NH 4 VO 3 NaCl 2NaOH ZastosuvannyaVanadati zastosovuyutsya u tekstilnij promislovosti pri protravlyuvanni pid chas farbuvannya bavovni a takozh dlya zakriplyuvanya anilinu Ortovanadat kalciyu vikoristovuyetsya dlya viplavki ferovanadiyu Metavanadat amoniyu ye osnovnim prekursorom dlya otrimannya inshih spoluk vanadiyu a takozh titrantom u vanadatometriyi Div takozhVikishovishe maye multimedijni dani za temoyu Vanadati Vanadatometriya Vanadiyevi rudiDzherelaGreenwood N N Earnshaw A Chemistry of the Elements 2nd Oxford Butterworth Heinemann 1997 P 984 985 ISBN 0 7506 3365 4 angl Housecroft Catherine E Sharpe Alan G Inorganic Chemistry 2nd Pearson Education Limited 2005 P 602 604 ISBN 0130 39913 2 angl Kratkaya himicheskaya enciklopediya Otv red I L Knunyanc M Sovetskaya enciklopediya 1961 T 1 A E 1182 s ros Remi G Kurs neorganicheskoj himii Pod red A V Novoselovoj M IIL 1966 T 2 S 118 119 ros Ripan R Chetyanu I Neorganicheskaya himiya Himiya metallov Pod red V I Spicyna M Mir 1972 T 2 S 170 171 ros