20-asrning oʻrtalariga kelib kimyo fanida strategik ahamiyatga ega boʻlgan metallar atamasi paydo boʻldi. Bu fizik-kimyoviy xossalari ularni harbiy-sanoat kompleksi ishlab chiqarishida foydalanishga imkon beradigan elementlar guruhini nazarda tutgan. Gap xrom, tantal, niobiy, molibden va volfram kabi metallar haqida bormoqda. Xususiyatlari biz ushbu maqolada ko'rib chiqiladigan vanadiy ham haqli ravishda zamonaviy mashinasozlik, qora metallurgiya, asbobsozlik va kimyo ishlab chiqarishida ishlatiladigan metallar orasida markaziy o'rinlardan birini egallaydi. Metall kislorod bilan to‘rtta oksid hosil qiladi, ularda valentlik 2, 3, 4 va 5 ni ko‘rsatadi. 5 biz buni batafsil o’rganamiz.
Vanadiy bilan tanishing
Kimyo fanida uzoq vaqtdan beri mavjudkimyoviy elementning xarakteristikasi D. I.ning davriy tizimidagi oʻrnidan boshlanishi kerakligini koʻrsatuvchi qoida. Mendeleev. Oddiy modda sifatida vanadiyning kimyoviy formulasi V, seriya raqami 23, atom massasi 50, 9414. U to'rtinchi davrda, beshinchi guruhda joylashgan bo'lib, niobiy va tantal bilan birgalikda tipik vakili hisoblanadi. o'tga chidamli metallar. Sof moddaning namunalari plastik bo'lib, kumush-kulrang rangga ega. Vanadiy atomi d-element bo'lib, u oxirgi energiya darajasida ikkita s-elektronga ega, ammo bir xil to'rtinchi darajadagi d-pastki darajasida joylashgan salbiy zarralar ham valentlik bo'ladi.
Metal qayerda topilgan va uning fizik xususiyatlari qanday
Elementning oʻzini tabiatda sof holda topib boʻlmaydi. Ammo u polimetall va temir rudalarida majburiy komponent sifatida mavjud. Avvalroq biz oddiy moddaning plastikligi va egiluvchanligi haqida gapirgan edik, endi biz vanadiyning muhim jismoniy xususiyatlari mos ravishda 3400 ° C va 1920 ° C ga teng bo'lgan yuqori qaynash va erish nuqtalari ekanligini qo'shamiz. Titan kabi, u azot, vodorod yoki kislorod kabi aralashmalar bilan ifloslanganida uning fizik va kimyoviy parametrlarini keskin yomonlashtiradi. Xususan, uning egiluvchanligi va mexanik mustahkamligi pasayadi, vanadiy esa mo'rt bo'lib qoladi.
Maxsus kimyoviy xossalari
Metal passivatsiyaga qodir, ya'ni. agressiv kimyoviy muhit ta'siriga qarshi turishning noyob qobiliyatiga ega: kislotalar, ishqorlar va tuzlarning eritmalari, uning yuzasida himoya plyonka hosil qiladi -vanadiy oksidi. Elementning kristall panjarasi kubik tuzilishga ega. Shuni ham ta'kidlash kerakki, elementni o'z ichiga olgan po'latlarning korroziyaga chidamliligi juda yuqori, bu ularni ko'prik tayanchlari va dengizdagi neft burg'ulash qurilmalari uchun yuk ko'taruvchi mahkamlagichlar sifatida ishlatishga imkon beradi. Zamonaviy asbob-uskunalar ishlab chiqarishni vanadiy o'z ichiga olgan po'latlarsiz tasavvur qilib bo'lmaydi. Niobiy, xrom va titan bilan birgalikda element raketa fanida va kosmik sanoatida ishlatiladigan maxsus qotishmalarni qotishma uchun ishlatiladi. Biroq konsentrlangan nitrat va sulfat kislotalar, vodorod ftoridning suvdagi eritmasi va aqua regia deb ataladigan xlorid va nitrat kislotalar aralashmasi metall bilan osongina o'zaro ta'sir qiladi. Oddiy modda sifatida vanadiy elementi xlor, brom, oltingugurt bilan reaksiyaga kirishishi mumkin va tegishli tuzlar hosil bo'ladi. Kislorod bilan kimyoviy xossalari bo'yicha juda farq qiluvchi bir nechta oksidlarni beradi. Ularni batafsil ko'rib chiqing.
Asosiy va amfoter oksidlar
Metal ikkita oksid hosil qiladi: VO va V2O3, ular tipik asosiy xossalarni namoyon qiladi. Laboratoriyada monooksid V2O5 yupqa vanadiy kukuni qaytarilish reaksiyasi orqali qazib olinadi. Asosiy oksidlar kislota eritmalari bilan reaksiyaga kirishib, tegishli tuzlarni hosil qiladi. Va allaqachon gidroksidlarni gidroksidlar bilan almashinish reaktsiyasini o'tkazish orqali olish mumkin. Vanadiy (III) oksidi karelianit mineralining tarkibiy qismi sifatida topiladi va laboratoriyada V2O5 oltingugurt bilan qizdirilganda olinadi. ko'mir yoki vodorod. Ikkala asosiy oksid ham kuchli qaytaruvchi xususiyatlarga ega. VO2 oksidi kislotalar va ishqorlar bilan reaksiyaga kirishadigan odatiy amfoter birikma. PH si 7 dan past bo'lgan eritmada musbat zaryadlangan vanadil ionlari VO2+ topilib, eritma och ko'k rangga ega bo'ladi, ishqoriy muhitda polivanad kislota tuzlari hosil bo'ladi. Vanadiy (IV) oksidi suvni tortadi, ya'ni. gigroskopik moddadir, reaksiyalarda u qaytaruvchi vosita kabi harakat qiladi.
Vanadiy hemipentoksid
Formulasi V2O5 bo'lgan birikma, eng muhim metall oksidi. Bu suvda eriydigan to'q sariq rangli kristall modda bo'lib, ishqorlar bilan reaksiyaga kirishib vanadatlar - metavanadit kislota HVO3 tuzlarini hosil qiladi. Sulfat kislotasini sanoat ishlab chiqarishda oltingugurt dioksidini oltingugurt angidridiga oksidlashda katalizator sifatida keng qo'llaniladi. Vanadiy pentoksidi rombsimon kristall panjaraga ega va kislotali oksid xossalarining ustunligi bilan amfoterlik belgilariga ega. Reaktsiyalarda u o'zini kuchli oksidlovchi sifatida tutadi. Murakkab shisha texnologiyasi, tibbiyot va organik sintezda qo'llaniladi.
Uning birikmalaridan vanadiy olish usullari
Biz avvalroq metalning temir rudasining tarkibiy qismi ekanligini aytib oʻtgan edik. Yuqori pechda ishlab chiqarishda element uglerod va fosfor aralashmalari bilan birga quyma temirga o'tadi. Po'lat eritilganda, shlak tarkibida vanadiy oksidi 5 cho'kadi, uning miqdori 16% ga yetishi mumkin. Unga qo'shishosh tuzi va aralashmani pechlarda qovurish natijasida mahsulot olinadi, u keyinchalik suvda eriydi. Olingan suvli konsentrat sulfat kislota bilan ishlov beriladi va undan V2O5 ajratiladi. Sof vanadiyni oksiddan ajratib olish uchun siz k altsiytermiya usulidan foydalanishingiz mumkin - metall k altsiy yordamida metallarni kamaytirish. Vanadiy pentoksidi bilan reaktsiyada texnologik xarajatlarni kamaytirish uchun ko'pincha k altsiy o'rniga alyuminiy ishlatiladi. Metallni uchvalentli vanadiy oksidini ko'mir bilan kamaytirish orqali ham olish mumkin.
Biologik rol
Vanadiy tirik organizmlarda dengiz echinodermlarining hujayralararo suyuqligi tarkibiga kiruvchi iz element sifatida mavjud. Goloturiya va dengiz kirpilarida u kislorodni hujayralarga tashish va karbonat angidridni olib tashlash funktsiyasini bajaradigan oqsillar bilan bog'liq. Elementning tarkibi me'da osti bezi fermentlari tarkibida, neyrogliya va nefronlarda bo'lgan issiq qonli hayvonlar va odamlarning organizmlarida ahamiyatsiz. O'simliklarda mikroelement fotosintezning qorong'u bosqichida ferment sifatida ishtirok etadi va xloroplastlarda joylashgan xlorofill pigmentining darajasiga ta'sir qiladi. Bundan tashqari, yuqori zamburug'larning to'qimalarida azot fiksatorlari bo'lgan tugun bakteriyalarida ham uchraydi. Chernozemning bir qismi sifatida bor, mis, rux va marganets birikmalari bilan bir qatorda vanadiy oksidi tuproq unumdorligiga ta'sir qiladi.
Maqolamizda biz vanadiy va uning oksidlarining asosiy xossalarini oʻrgandik, shuningdek, uning birikmalaridan foydalanishni koʻrib chiqdik.sanoat.
