Vanad

Vanad je v přírodě poměrně hojným prvkem, obsah v zemské kůře je 136 ppm, ale většinou se vyskytuje jen v malých množstvích. Asi nejdůležitějším nerostem vanadu je patronit VS4, černý, měkký polysulfid. Vanad se vyrábí pražením rozemleté rudy s NaCl nebo Na2CO3 při teplotě 850 °C. Vzniklý vanadičnan se vyluhuje vodou a po okyselení na pH 2-3 se získá polyvanadičnan, který je následně přetaven na oxid vanadičný. Ten se pak dále redukuje, nejčastěji železem, surový vanad se pak přímo používá na legování ocelí.

Atomové číslo23Elektronová konfigurace[Ar]3d3 4s2
Počet přírodních izotopů2 (50V, 51V)Atomová hmotnost50,9415
Elektronegativita1,6Hustota6,11 g.cm-3
Teplota tání1915 °CTeplota varu3350 °C

Vanad ve sloučeninách dosahuje oxidačních čísel od -III do +V. Nejstálejší jsou sloučeniny VIV.

Oxidační čísloPříklad sloučeninyOxidační čísloPříklad sloučeniny
-III[V(CO)5]3-II[V(CN)6]4-
-I[V(CO)6]III[VCl4]
0[V(CO)6]IVVCl4
I[V(bipy)3]+VVOCl3

Oxidy vanadu

Vanad vytváří čtyři základní oxidy (V2O5, VO2, V2O3 a VO) a řadu nestechiometrických.

Oxid vanadičný

V2O5 vzniká zahříváním vanadu v kyslíkové atmosféře, nebo lépe termickým rozkladem metavanadičnanu amonného. Druhým způsobem získáme čistý oxid.

2 NH4NO3 → V2O5 + 2 NH3 + H2O

V čistém stavu je žlutooranžový. Zahříváním vratně uvolňuje kyslík, čímž se stává velmi žádaným katalyzátorem, nahradil např. platinu při oxidaci SO2 na SO3 při výrobě kyseliny sírové.

Oxid vanadičný. Zdroj: commons

Je amfoterní, ochotně se rozpouští v kyselinách za vzniku dioxovanadičného kationtu (VO2)+, v roztocích alkalických hydroxidů tvoří orthovanadičnanové ionty VO43-.

Oxid vanadičitý

VO2 je také amfoterní, v neoxidujících kyselinách poskytuje modře zabarvené roztoky vanadylu (VO)2+, v alkalických roztocích tvoří ionty (V4O9)2-, a při vysokém pH (VO4)4-.

Oxid vanadičitý. Zdroj: commons

Mezi V2O5 a VO2 existuje celá řada oxidů s obecným vzorcem VnO2n+1. Další redukcí VO2 (pomocí H2, C nebo CO) získáme oxidy se vzorcem VnO2n-1. Nakonec získáme černý oxid vanaditý.

Oxid vanaditý

V2O3 má strukturu korundu. Za laboratorní teploty jde o vodič, při ochlazení pod −103 °C se stává izolantem. Je to zásadotvorný oxid.

Vanadiové NMR

Vanad má dva přírodní a NMR aktivní izotopy – 50V a 51V. Izotop 50 je velmi málo citlivý, poskytuje velmi široké linie a je slabě radioaktivní, proto se nejčastěji využívá izotop 51. Jako standard se používá 90 % roztok VOCl3 v C6D6, jeho posun je 2 ppm.

 50V51V
Spin67/2
Zastoupení v přírodě [%]0,2599,75
Rozsah chemických posunů-2000 – 4000
Citlivost vzhledem k 1H1,39×10-40,383
Citlivost vzhledem k 13C0,8182250
Rezonanční frekvence v poli 1 T4,250511,2133

Vzhledem k téměř 100 % zastoupení izotopu 51V a faktu, že vanad vytváří velké množství polyiontů a klastrů se často měří i 51V-51V COSY NMR.

Odkazy

Navigace

H He
Li Be B C N O F Ne
Na Mg Al Si P S Cl Ar
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
Cs Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
Fr Ra Ac Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og
Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr


Oxid vanadičitý

One thought on “Vanad

  1. Pingback: Zajímavé články ve dnech 5. 2.-11. 2. 2018 | Web o chemii, elektronice a programování

Leave a Reply

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.