Химические свойства ванадия

Химические свойства ванадия. На воздухе ванадий не изменяется, устойчив он к воде, к растворам минеральных солей и щелочей.

Кислоты на него действуют только такие, которые одновременно являются окислителями. На холоде на него не действуют разбавленные азотная и серная кислоты. По-видимому, на поверхности металла образуется тончайшая пленка оксида, препятствующая дальнейшему окислению металла пассивированное состояние. Для того чтобы заставить пассивированный ванадий интенсивно реагировать, его нужно нагреть. При 600-700 С происходит интенсивное окисление компактного металла, а в мелкораздробленном состоянии он вступает в реакции при более низкой температуре 2V 5O22V2O52VO2 O2 2V 5F2VF5 2V 2Cl2 в токе хлора t VCl4 Прямым взаимодействием элементов при нагревании могут быть получены сульфиды, карбиды, нитриды, арсениды, силициды. Для техники важны желто-бронзовый нитрид VN tпл 2050 С , устойчивый к воде и кислотам, а также обладающий высокой твердостью карбид VC tпл 2800 С . Ванадий очень чувствителен к примесям газов O2, N2, H2 , которые резко меняют его свойства, даже если присутствуют в самых незначительных количествам.

Поэтому и сейчас можно в разных справочниках встретить различную температуру плавления ванадия. Загрязненный ванадий, в зависимости от чистоты и способа получения металла, может плавиться в интервале от 1700 до 1900 С. При чистоте 99,8 - 99,9 его плотность равна 6,11 г см3 при 20 С, температура плавления составляет 1919 С, а температура кипения 3400 С. Металл исключительно стоек как в органических, так и в большинстве неорганических агрессивных средах.

По стойкости к действию НС1, НВr и холодной серной кислоты он значительно превосходит титан и нержавеющую сталь.

С галогенами, за исключением самого агрессивного из них - фтора, соединений не образует. С фтором же дает кристаллы VF5, бесцветные, возгоняющиеся без превращения в жидкость при 111 С. Атмосфера из углекислого газа на металлический ванадий действует значительно слабее, чем на его аналоги - ниобий и тантал.

Он обладает высокой стойкостью к расплавленным металлам, поэтому может применяться в конструкциях атомных реакторов, где расплавленные металлы используются как теплоносители. Ванадий не ржавеет ни в пресной, ни в морской воде, ни в растворах щелочей. Действуют на него лишь расплавленные щелочи 4V 12NaOH 5O2 4Na3VО4 6H2О Из кислот на него действуют концентрированная серная и азотная кислоты, плавиковая и их смеси V 4H2SО4 V SО4 2 2H2О 2SО2 Особенностью ванадия считается высокая растворимость в нем водорода.

В результате такого взаимодействия образуются твердые растворы и гидриды. Наиболее вероятная форма существования гидридов - металлообразные соединения с электронной проводимостью. Они способны довольно легко переходить в состояние сверхпроводимости. Гидриды ванадия могут с некоторыми твердыми или жидкими металлами образовывать растворы, в которых повышается растворимость водорода. Самостоятельный интерес представляют карбиды ванадия, так как по своим качествам дают для современной техники материал с весьма ценными свойствами. Они исключительно тверды, тугоплавки и обладают хорошей электрической проводимостью.

Ванадий способен для образования своих карбидов даже вытеснить другие металлы из их карбидов 3V Fе3С V3С 3Fе Известен целый ряд соединений ванадия с углеродом V3С V2C VC VзС2 V4С3 С большинством членов главной подгруппы ванадий дает соединения как бинарные т. е. состоящие только из двух элементов так и более сложного состава. Нитриды образуются при взаимодействии порошка металла или его оксидов с газообразным аммиаком 6V 2NН3 2V3N 3Н2 V2О2 2NH3 2VN 2H2О H2 Для, полупроводниковой техники интерес представляют фосфиды V3Р, V2P, VP, VP2 и арсениды V3As, VAs. Комплексообразующие свойства ванадия проявляются в образовании соединений сложного состава типа фосфорно-ванадиевой кислоты H7PV12O36 или Н7 Р V2O6 6 . I.5.