главная > справочник > химическая энциклопедия:

Ванадаты

Ванадаты, соли ванадиевых кислот. Различают: >ванадаты(V) - соли не существующих в своб. состоянии или малоустойчивых кислот -ортованадиевой H₃VO₄, пированадиевой H₄V₂O₇, метаванадиевой HVO₃, декаванадиевой H₆V₁₀O₂₈, додекаванадиевой H₂V₁₂O₃₁ и др. по ли ванадиевых кислот; ванадаты(IV) - соли не существующих в своб. состоянии кислот - Н₂V₄О₉, H₄V₂O₆ и др. [устаревшие название ванадаты(IV) - ванадиты, гипованадаты]. Существуют также гидроксованадаты, гидрованадаты и ванадаты с а.иона.и др. кислот, например соед. со структурой апатита Ca₅(VO₄)₃CO₃. Известны двойные и тройные ванадаты, в частности ортованадаты со структурой гранатов, напр. Na₃Cr₂V₃0₁₂, LiCa₂Mg₂V₃0₁₂.

В состав анионов ванадия(V) входят изолированные или связанные ванадийкислородные группировки. Структура метаванадатов щелочных металлов цепочечная, построена из тетраэдпов VО₄, связанных общими вершинами. Пированадаты М₄V₂О₇ построены из группировок V₂О₇ (два сочлененных вершинами тетраэдра VО₄). Декаванадаты состоят из плотноупакованных октаэдров VO₆.

Св-ва важнейших ванадатов(V) представлены в таблице. Т-ры плавления безводных ванадатов повышаются при переходе от мета- к пиро- и ортованадатам. наиб. растворимостью в воде обладают ванадаты щелочных металлов. Соли Са и тяжелых металлов обычно малорастворимы. Р-римость ванадатов уменьшается от дека- к ортованадатам. Очень многие ванадаты растворимы инконгруэнтно. В водных растворах в зависимости от рН и концентрации ванадатов м. б. устойчивы разл. ванадат-ионы (см. рис.). В соответствии с этим из водных растворов осаждаются ванадаты разл. состава, обычно гидратированные. Полное обезвоживание кристаллогидратов дека- и др. поливанадатов сопровождается их разложением до оксидов металлов и соед. типа ванадиевых бронз (см. Бронзы оксидные). При добавлении Н₂О₂ к растворам ванадаты щелочных металлов в щелочных и слабокислых средах образуются моно- и дипероксованадат-ионы - [VO₃(O₂)]³ ~ и [VO₂(O₂)₂]^3-, окрашивающие раствор в желтый цвет, в сильнокислых средах -ионы [V(O₂)]³⁺ , вызывающие коричнево-красное окрашивание. Bанадаты(V) окрашивают многие орг. соед. - резорцин. стрихнин. фенол. анилин и др.

СВОЙСТВА ВАНАДАТОВ(V)

* = 101,23°, = 105,48°. ** = 86,38°, = 83,64°.

Диаграмма состояния ванадатов.V) в водном растворе. [V]-концентрация иона V⁵⁺ . Пунктирными линиями обозначены приблизительные границы областей существования ванадат-ионов

Bfyflfns(V) встречаются в природе. Известны, например, минералы пинтадоит Ca₂V₂O₇*9H₂O, россит Ca(VO₃)₂*4Н₂О, паскоит Ca₃V₁₀O₂₈*17H₂O.

Безводные ванадаты(V), в т.ч. пиро- и ортованадаты мн. металлов, получают спеканием их оксидов, карбонатов или нитратов с V₂O₅ или NH₄VO₃ в атмосфере кислорода. Ванадаты тяжелых металлов, а также А1 и некоторых др. осаждают из растворов ванадатов щелочных металлов или аммония при добавлении растворимой в воде соли металла. Метаванадаты щел.-зем. металлов, Мп и др. образуются при кипячении суспензии гидроксидов, галогенидов или карбонатов металлов с V₂O₅.

В промышленности при переработке ванадиевого сырья обычно в кач-ве промежут. или конечных продуктов получают нормальные ванадаты, гидрованадаты, двойные декаванадаты (или др. поливанадаты) Na, аммония, Са, Fe, A1 с разл. кол-вом кристаллизационной воды. Их применяют для получения V₂O₅ и других соед. V, для выплавки феррованадия и др. сплавов ванадия. Bанадаты(V) используют также как протраву при крашении тканей, для фиксации анилина на шелке, как катализаторы (напр., ванадаты Сr и Fe - компоненты катализатора окисления спиртов в альдегиды, КVO₃- компонент катализатора окисления SO₂ до SO₃); они входят в состав стекол и глазурей. Ванадаты Са - лазерные материалы, Са₃(VО₄)₂ - сегнетоэлектрик. Ортованадаты РЗЭ (La, Nd, Gd, Tb, Но) - кристаллофосфоры, активаторы в люминесцирующих стеклах, лазерные материалы; твердые растворы ортованадатов Y и Ег - красные люминофоры в цветных телевизорах. Метаванадат NH₄VO₃ - реагент в ванадатометрии, компонент чернил, реагент для обнаружения алкалоидов с бензоильной группой. Прир. ванадаты - сырье для получения Рb и V [ванадинит Pb₅(VO₄)₃Cl], а также U [карнотит K₂(UO₂)₂(VO₄)₂*3H₂O, тюямунит Ca(UO₂)₂(VO₄)₂*8Н₂О].

Bанадаты(IV) известны для щелочных, щел.-зем. и многих тяжелых металлов, аммония. Это окрашенные кристаллич. вещества состава M₂V₄O₉*nН₂О, M^IIV₄O₉*nH₂O, M₄V₂O₆, М₂^IIV₂O₆, M^IH₃V₂O₆ и др. Ванадаты токсичны; ПДК 0,5 мг/м в пересчете на V₂O₅.

Лит.: Фотиев А. А., Трунов В.К., Журавлев В. Д., Ванадаты двухвалентных металлов, М., 1985; см. также лит. при ст. Ванадий. © Н.П. Слотвинскш-Сидак.