§ 74. Ванадій

Ванадій — метал сіро-стального кольору. Густина його 6,1 • 10³ кг/м³, температура плавлення 1919°С, температура кипіння 3000° С. Ванадій дуже твердий і не крихкий.

Ванадій належить до V групи періодичної системи. У сполуках він буває дво-, три-, чотири- і п'ятивалентним. Відповідно він утворює оксиди: VO,

276

V_aO_s, V0₈ або V₂0₄ і V₂Oj. Перші два — основні оксиди, V₂0 і V₂0₄ — амфо­терні, V₂O_r, — кислотний.

Оксид ванадію (II) VO — чорного кольору, розчиняється в розведених кислотах і утворює при цьому відповідні солі:

VO + H₂S0₄ -+ VS0₄ + Н,0.

Іони V²⁺ забарвлені у фіолетовий колір. Солі ванадію (II) —- сильні від­новники, тому колір їх на повітрі швидко змінюється.

Оксид ванадію (III) —V₂0₃ — чорного кольору, розчиняється в кисло­тах і утворює при цьому відповідні солі. Солі ванадію (III) схожі на солі хрому (ПІ). У водних розчинах солей ванадію (III) є іони V³⁺ і VOH²⁺, за­барвлені в зелений колір.

При дії на розчини солей ванадію (III) гідроксидом амонію або лугами при рН =4 — 5 випадає гідроксид ванадію (III) V(OH)₃, який має зелений колір і швидко окислюється киснем повітря.

Оксид ванадію (IV) V0₂ і V₂0₄ — темно-синього кольору. Солі ванадію (IV) синього кольору. Вони легко гідролізують у водних розчинах.

Оксид ванадію (V) V₂0₅ — оранжевого кольору, добре розчиняється в лугах, але погано розчиняється у воді. Залежно від концентраційних умов при розчиненні V₃0₅ у воді утворюються метаванадати MeV0₃, ортованадати Me₃V0₄ і пірованадати Me₂V₂0₇. Найбільш стійкі — метаванадати, найменш стійкі — ортованадати.

У воді розчиняються лише ванадати лужних металів. Ванадати решти металів, у тому числі й амонію, у воді розчиняються погано.

Реакції іонів ванадію (V). Сульфід амонію осаджує темно-коричневий пентасульфід ванадію:

2VO^ + 5S^- + 6Н₂0 ?± V₂S₅ + 120Н^-.

Пентасульфід ванадію розчиняється в надлишку реактиву. При розчи­ненні утворюється тіосіль:

V₂S₆ + S² ^ 2VSjf,

тому добавляти сульфід амонію треба поступово, спостерігаючи за зовнішнім ефектом реакції.

Тіосіль розкладається кислотами, і при цьому утворюється сульфід ванадію:

2VS^" + 2H+ z± V₂S₅ + H₂S t .

Сірководень не осаджує ванадій з кислих розчинів, а відновлює його до диванадилу, внаслідок чого розчин синіє:

2HV0₃ + H₂S + 4Н+ <± V₂0⁴₂+ + S + 4Н₂0.

Кислоти переводять ванадати в полі ванадієві кислоти. Розчин забарв­люється в оранжево-жовтий колір:

6NaV0₃ + 6НС1 *± H₄V_eOi₇ + 6NaCl + Н₂0.

277

Алюміній, цинк і кадмій відновлюють солі ванадієвої кислоти спочатку до диванадилу V₂C4~ — синього кольору, потім до іонів V ^т — зеленого кольору і, нарешті, до іонів V²⁺ — фіолетового кольору: 2АІ + 6VOJ- + 24Н+ -> 3V₂0*+ + 2А1³+ + 12Н₂0;

2А1 + 3V₂0<+ + 12Н+ -> 6V³+ + 2А1³+ + 6Н₂0;

A1^_3V³+ -> 3V²⁺ + Al³+.

Ванадій (V) відновлюється сірчистим газом, сульфатом заліза (II) та деякими іншими відновниками до чотиривалентного стану.

Пероксид водню в кислих розчинах реагує з ванадієм (V), в результаті чого утворюється рожево-коричневий або вишнево-червоний (залежно від кількості ванадію) пероксидноводневий комплекс ванадію:

VOf + Н₂0₂ + 4Н+ ?± [VOH₂0₂]³+ + 2Н₂0.

Пероксидноводневий комплекс ванадію не розкладається фторидом, на відміну від пероксидноводневого комплексу титану. Цим користуються при виявленні н колориметричному визначенні ванадію в присутності титану.

Купферон у присутності розведеної сірчаної кислоти на холоді осаджує жовто-зелений осад, а при малих концентраціях ванадію утворюється черво­но-коричнева каламуть. Ця реакція використовується для відокремлення ванадію, заліза, титану від алюмінію, берилію, кальцію, магнію та інших іонів.