4. 6. Соединения с другими неметаллами

Сульфиды. VS(V₂S₂) – получают нагреваниемV₂S₃в среде водорода при 850-1100˚С в течение нескольких суток или сплавлениемV₂O₅сSпри 400˚С в атмосфереCO₂. Это темно-синее или темно-коричневое вещество. Легко окисляется на воздухе доV₂O₅иSO₂. Кислоты-неокислители при низких температурах не действуют наV₂S₂. Азотная кислота легко с ним взаимодействует.

V₂S₃– черный порошок. Получают, действуяCS₂наV₂O₅, нагретую до 700˚С. При нагревании на воздухеV₂S₃окисляется доV₂O₅иSO₂. При продолжительном нагревании с серой при 400˚С идет реакция

V₂S₃+ 2S=V₂S₅.

Избыток серы из прореагировавшей массы удаляют сероуглеродом.

V₂S₅– черное вещество, которое, кроме приведенного метода, может быть получено из растворов солей тиованадиевых кислот при подкислении их разбавленными кислотами-неокислителями, например, соляной

2(NH₄)₃VS₄ + 6HCl = V₂S₅ + 6NH₄Cl + 3H₂S.

Бесцветный раствор сульфида аммония растворяет V₂S₅, образуя красный раствор тиованадата аммония (NH₄)₃VS₄.

По отношению к кислотам и воздуху V₂S₅ведет себя подобно низшим сульфидам ванадия. При термической диссоциацииV₂S₅выше 500˚С даетV₂S₃, выше 950˚С -V₂S₂. Кроме того, в системе ванадий-сера отмечены соединениеV₂S_2,45и область непрерывного ряда растворовV₂S_2,45-V₂S₂.

V₂S₅, подобноV₂O₅, – вещество, от которого производятся орто-, пиро-, метатиованадиевые кислоты, соответствующие ванадиевым кислотам. В свободном состоянии они не известны, но получены их соли. Тиосоли щелочных металлов и аммония получают при растворенииV₂S₅в растворах щелочей, сульфидов, полисульфидов щелочных металлов и аммония. Эти соли можно рассматривать как обычные орто- и пированадаты, в которых все атомы кислорода или часть их замещена атомами серы, напримерVО₄^3-→VS₄^3-,VOS₃^3-→VO₃S^3-,V₂O₇^4-→V₂S₇^4-,V₂OS₆^4-и др.

Водные растворы тиованадатов, окситиованадатов обычно красные с различными оттенками.

Нитриды. VN₂– черный порошок, получаемый взаимодействием азота с порошком ванадия при 750-850˚С. Гидролизуется во влажном воздухе с выделением аммиака. Быстро реагирует сHNO₃. При нагревании переходит вVN.

VN– серо-коричневый порошок, ρ = 5,5 г/см²,t_пл.= 2300˚С. Получают при термическом распадеVN₂и термическим разложениемNH₄VO₃в токе аммиака при 1000-1100˚С. Химически стоек. Окисляется только при сильном нагревании.H₂SO₄иHClна него не действуют.HNO₃окисляет, переводя в раствор. НагреваниеVNс водяным паром (400˚С) приводит к гидролитическому разложению с образованием аммиака. Получен нитридV₃N.

Карбид VC– темно-серое вещество с металлическим блеском,t_пл.= 2750˚С.

Получают путем:

1. восстановления V₂O₅сажей при нагревании;

2. нагревания V₂O₅с гидридом ванадия и сажей;

3. карбидизации V₂O₅в токе водорода при 1700˚С;

4. действия COнаVпри 500-800˚С.

В последнем случае предполагается, что ванадий катализирует реакцию 2CO→CO₂+C, затем вступает в реакцию с углеродом.

Вода и HClне действуют на карбид ванадия даже при красном калении. При нагревании в кислороде окисляется доV₂O₅, а в азоте – переходит в нитрид.

Гидрид. Образование конкретных соединений в системе ванадий-водород не установлено. Но, подобно многим переходным элементам, ванадий растворяет водород. При повышении температуры растворимость снижается. Максимальное количество, удерживаемое ванадием при комнатной температуре, около 42 атомн. %.