Галогениды и оксогалогениды Nb, Ta(5)

Получение:

1. Nb + F₂ ® NbF₅

NbC + Cl₂ NbCl₅

2. Nb₂O₅ + Cl₂ + C ® NbCl₅ + CO (»700°С)

Nb₂O₅ + CCl₄ ® NbCl₅ + CO₂ (200°С)

3. NbCl₅ + HF ® NbF₅ + HCl (безводн. HF)

4. NbF₅ + H₂O ® NbOF₃ + HCl (пары H₂O)

5. + HF ® H₂[NbOF₅]

+ HF(конц) ® H₂NbF₇

(HNbF₆)

аналогично с KF в растворах HF образуются K₂NbOF₅ и K₂NbF₇

Строение:

NbOF₃– полимерен Nb Nb

[NbO_2/2F₂F_2/2]_∞

NbF₇^2- – одношапочный октаэдр

NbOF₅^2-– искаженый октаэдр

Физические свойства:

Бесцветные твёрдые летучие вещества, комплексы – ионное строение.

Химические свойства:

1. Обменные реакции

2. Окислительные свойства за счет Nb, Ta(5)

Применение:

1. NbCl₅, TaCl₅ – получение Nb, Ta вытеснением Na или Mg

2. K₂NbF₇, K₂TaF₇ – восстановление Na ® Nb, Ta

3. K₂NbF₇, K₂TaF₇ – разделение Nb и Ta дробной кристаллизацией в концентрированных растворах HF

Соединения V(IV)

Получение:

1.

2. V₂O₅ + FeSO₄ + H₂SO₄ ® VOSO₄ + Fe₂(SO₄)₃ + H₂O

V₂O₅ + HCl(конц) ® VOCl₂ + Cl₂ + H₂O

в концентрированном растворе зеленые, в разбавленном – голубые [VO(H₂O)₅]²⁺

3.

4. VO₂

VOSO₄

Физические свойства:

Твёрдые вещества, VO₂,VO(OH)₂ – нерастворимые в воде вещества,

соли VO²⁺ и V₄O₉^2- растворимы в воде.

Химические свойства:

1. Обменные реакции

VO₂ H₂O

VO(OH)₂ + H₂SO₄ ® VOSO₄ + H₂O

Na₂V₄O₉ Na₂SO₄ + H₂O

VO(OH)₂ ® VO₂ + H₂O

См. также «Получение»

2. Устойчивы в водных растворах, способны окисляться (V⁺⁴®V⁺⁵) и восстанавливаться (до V³⁺®V²⁺)

VSO₄

Na₂V₄O₉ + NaOH + Cl₂® Na₃VO₄ + NaCl + H₂O

NaVO₃

Применение: VO₂ – в полупроводниковой технике,

VOSO₄ – катализатор SO₂ + O₂® SO₃.

Соединения V(III)

Получение:

1. V₂O₅ + H₂ H₂O

KCN KNCO

S SO₂

2. VOCl₃ + S ® VCl₃ + SO₂

VCl₄ ® VCl₃ + Cl₂ (150°С, длительно)

VOCl₂ + Zn + HCl ® VCl₃+ ZnCl₂ (водн. раствор HCl)

3.

4.

V(OH)₃

Физические свойства:

Твёрдые вещества.

Химические свойства:

1. Обменные реакции (см. «Получение»),

а также

VCl₃ + NH₃ ® [V(NH₃)₆]Cl₃

VCl₃ + KCl ® KVCl₄

V₂(SO₄)₃ образует квасцы KV(SO₄)₂ · 12 H₂O

2. Окислительно-восстановительные реакции

В кислой среде восстанавливается до V²⁺

VCl₃ + Zn ® VCl₂ + ZnCl₂

В безводном состоянии – до металла

VCl₃ + Ca ® CaCl₂ + V

В кислой среде окисляется до V(4) и V(5), в щелочной – до V(5)

VCl₃ + Cl₂ + H₂O ® VOCl₂ + HCl

VCl₃ + Cl₂ + NaOH ® Na₃VO₄ + NaCl + H₂O

NaVO₃

VO₂(SO₄)₃ + KMnO₄ + H₂SO₄ ® (VO₂)₂SO₄ + K₂SO₄ + MnSO₄ + H₂O

Применение: не находят.

Соединения V(II)

Получение:

1.

V(OH)₂ ® VO + H₂O

2. VCl₃ + H₂ ® VCl₂ + HCl (газовая фаза, 750°С)

VCl₃ + Zn ® VCl₂+ ZnCl₂ (водн. раствор HCl)

в растворе сине-фиолетовый [V(H₂O)₈]²⁺

3.

4. Электролиз водного раствора V₂(SO₄)₃ на ртутном катоде:

V₂(SO₄)₃ + H₂O ® VSO₄ + H₂SO₄ + O₂

Физические свойства:

Твёрдые вещества, соли V(2) растворимы в воде.

Химические свойства:

1. Обменные реакции

Вещества выраженной основной природы

VSO₄ образует шениты, например (NH₄)₂SO₄ · VSO₄ · 6 H₂O

2. Окислительные свойства малохарактерны, хотя

VCl₂ + Mg ® MgCl₂ + V

или электролиз VCl₂ в расплаве KCl + NaCl

Восстановительные свойства выражены

VCl₂ + HCl + O₂ ® VCl₃ + H₂O

VSO₄ + N₂ + H₂SO₄ ® VOSO₄ + (N₂H₅)₂SO₄

VSO₄ + KMnO₄ + H₂SO₄ ® (VO₂)₂SO₄ + K₂SO₄ + MnSO₄ + H₂O

VCl₂ + Cl₂ + NaOH ® NaVO₃ + NaCl + H₂O

Применение: восстановители в лабораторной практике.

Поиск по сайту: