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文檔簡介

1、釩先后被兩次發現。第一次是在1801年由墨西哥城的礦物學教授節烈里瓦發現的。他發現它在亞釩酸鹽樣本中,這個樣本就是Pb5(VO4)3Cl,由于這種新元素的鹽溶液在加熱時呈現鮮艷的紅色,所以被取名為“愛麗特羅尼”,即“紅色”的意思,并將他送到巴黎。然而,法國化學家推斷它是一種被污染的鉻礦石,所以沒有被人們公認。第二次發現是在1830年,瑞典化學家塞夫斯特倫( Sefstrom N G,1787-1845。)在研究斯馬蘭礦區的鐵礦時,用酸溶解鐵,在殘渣中發現了釩。因為釩的化合物的顏色五顏六色,十分漂亮,所以就用古希臘神話中一位叫凡娜迪絲“Vanadis”的美麗女神的名字給這種新元素起名叫“Vana

2、dium”。單質單質釩是一種銀灰色金屬,具有典型的體心立方結構,純釩較軟,具有延展性,含有雜質時脆而硬。釩與堿和非氧化性酸都不作用,釩與堿和非氧化性酸都不作用, 但但可溶于可溶于HF溶液,濃硫酸、硝酸和王水中:溶液,濃硫酸、硝酸和王水中:V + 8HNO3 = V(NO3)4 + 4NO2 + 4H2O2V + 6HF = 2VF2 + 3H2由于外層d電子存在較強的金屬鍵,使得釩具有較高的熔沸點和原子化焓。 VB V 釩釩 3d34s2性質和用途電子構型為(n-1)d3ns2價態有+V、+IV、+III、+II, 以+V、+IV價最為穩定。釩的主要用途在于冶煉特種鋼。在鋼中加釩的好處是,釩可

3、和鋼中的碳結合形成V4C3,它在鋼中成小顆粒分散而提高鋼的抗磨能力和高溫時的強度,以及抗沖擊的性能。釩及其化合物釩及其化合物 自然界的存在形式:自然界的存在形式:綠硫釩礦綠硫釩礦(VS4)、釩鉛礦、釩鉛礦 Pb5(VO4)3Cl,豐度僅為,豐度僅為0.016%(列第列第19位)。位)。 VB V 釩釩 3d34s2釩的主要化合物釩的主要化合物 V2O5 制備:工業上用氯化焙燒法或堿熔法;制備:工業上用氯化焙燒法或堿熔法;若要制取純度較高的五氧化二釩:若要制取純度較高的五氧化二釩: 2NH4VO3 = V2O5 + 2NH3 + H2O 2VOCl3 + 3H2O = V2O5 + 6HCl晶體

4、結構:晶體結構: 具有層狀結構,釩可被視為處在一個畸變四方棱錐具有層狀結構,釩可被視為處在一個畸變四方棱錐體中,體中,V(V)與五個氧原子形成五個與五個氧原子形成五個V-O鍵。鍵。微溶于水,顯兩性主要微溶于水,顯兩性主要呈酸性呈酸性,在強堿中生成正釩酸鹽,在強堿中生成正釩酸鹽: V2O5 + 6NaOH = 2Na3VO4 + 3H2O V2O5也具有也具有微弱的堿性微弱的堿性,在強酸中能生成,在強酸中能生成VO2+粒子,但粒子,但VO2+是一種是一種較強的氧化劑較強的氧化劑 V2O5 + 6HCl = 2VOCl2 +Cl2 + 3H2O VO2+ + Fe2+ + 2H+ = VO2+ +

5、 Fe3+ +H2O 2VO2+ + H2C2O4 + 2H+=2VO2+ + 2CO2 + 2H2O 上述反應用于測定釩上述反應用于測定釩V2O5用用H2還原時,可制得一系列低氧化態的氧化物還原時,可制得一系列低氧化態的氧化物 VO2(深綠色深綠色)、 V2O3(墨色墨色)、 VO(黑色)(黑色) 7 MIVO3(偏釩酸鹽偏釩酸鹽) M3IVO4(正釩酸鹽正釩酸鹽) M2V2O7(焦釩酸鹽焦釩酸鹽) M3V3O9(多釩酸鹽多釩酸鹽) VO43-時四面體結構,但是時四面體結構,但是VO鍵結合不十分牢固,鍵結合不十分牢固,其中其中O2可能同可能同H+離子結合成水。離子結合成水。 向釩酸鹽中加向釩

6、酸鹽中加H+,pH值逐漸下降,生成不同聚合度值逐漸下降,生成不同聚合度的多釩酸鹽,隨著的多釩酸鹽,隨著pH值的下降,多釩酸根中釩原子越值的下降,多釩酸根中釩原子越多。多。 2VO43- + 2H+ 2HVO42- V2O74- + H2O(pH=13) 3V2O74- + 6H+ 2V3O93- + 3H2O (pH=8.4) 10V3O93- + 12H+ 3V10O286- + 6H2O (8pH3) 聚合度越大,顏色加深聚合度越大,顏色加深,由淡黃色變到深紅色。,由淡黃色變到深紅色。 8溶液轉為酸性后,聚合度不改變,直到溶液轉為酸性后,聚合度不改變,直到十釩酸鹽十釩酸鹽而終止,而終止,

7、后面是獲質子的反應:后面是獲質子的反應: V10O286- + H+ HV10O285- HV10O285- + H+ H2V10O284-但但pH2,則有,則有V2O5水合紅棕色沉淀水合紅棕色沉淀pH=1溶液中存在穩定的黃色溶液中存在穩定的黃色VO2+粒子粒子 H2V10O284- + 14H+ 10VO2+ + 8H2O VO43- V2O74- V3O93- V10O286- H2V10O284- VO2+ 1:4 1:3.5 1:3 1:2.8 1:2.8 1:2 pH13 pH8.4 8pH3 pH=2 pH=19VO43-根離子中根離子中O2-離子離子,可以被其他陰離子取代。,可以被其他陰離子取代。加入加入H2O2,若溶液是,若溶液是弱堿,中性,弱酸性弱堿,中性,弱酸性時,得到時,得到黃色二過氧釩酸粒子黃色二過氧釩酸粒子VO2(O2)23-,若溶液是若溶液是強酸性強酸

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