Как найти степень окисления ванадия

Энергия ионизации

Чем ближе электрон к центру атома — тем больше энергии необходимо, что бы его оторвать.
Энергия, затрачиваемая на отрыв электрона от атома называется энергией ионизации и обозначается E_o.
Если не указано иное, то энергия ионизации — это энергия отрыва первого электрона, также существуют энергии
ионизации для каждого последующего электрона.

Энергия ионизации V:
E_o = 651 кДж/моль

— Что такое ион читайте в статье.

Перейти к другим элементам таблицы менделеева

Где V в таблице менделеева?

Скачать таблицу менделеева в хорошем качестве

История

Ванадий открыт в 1801 году испанским минералогом А. М. Дель Рио как примесь в свинцовой руде из рудника в Зимапане. Новый элемент Дель Рио назвал эритронием (от греческого erythros — красный) из-за красного цвета его соединений. Однако впоследствии он решил, что им обнаружен не новый элемент, а разновидность хрома, открытого четырьмя годами ранее и еще почти не изученного.
В 1830 мексиканским минералом занялся немецкий химик Ф. Велер, однако, отравившись фтористым водородом, он на несколько месяцев прекратил исследования. В том же году шведский химик Нильс Габриель Сефстрем обратил внимание на наличие в железной руде примеси, в которой наряду с известными элементами оказалось какое-то новое вещество. В результате анализа в лаборатории Й. Берцелиуса было доказано, что открыт новый элемент. В 1831 Велер доказал равнозначимость эритрония и ванадия, но за элементом сохранилось название, данное ему Сефстремом и Берцелиусом — ванадий.

Происхождение названия

Этот элемент образует соединения с красивой окраской, отсюда и название элемента, связанное с именем скандинавской богини красоты Ванадис.

Нахождение в природе

В природе ванадий в свободном виде не встречается, относится к рассеянным элементам. Содержание ванадия в земной коре 1,6×10^–2% по массе, в воде океанов 3,1×10^-7%. Важнейшие минералы: патронит V(S₂)₂, ванадинит Pb₅(VO₄)₃Cl и некоторые другие. Основной источник получения ванадия — железные руды, содержащие ванадий как примесь.

Получение

В промышленности при получении ванадия из железных руд с его примесью сначала готовят концентрат, в котором содержание ванадия достигает 8-16 %. Далее окислительной обработкой ванадий переводят в высшую степень окисления +5 и отделяют легко растворимый в воде ванадат натрия NaVO₃. При подкислении раствора серной кислотой выпадает осадок, который после высушивания содержит более 90 % ванадия.
Первичный концентрат восстанавливают в доменных печах и получают концентрат ванадия, который далее используют при выплавке сплава ванадия и железа — так называемого феррованадия (содержит от 35 до 70 % ванадия). Металлический ванадий можно приготовить восстановлением хлорида ванадия водородом, кальцийтермическим восстановлением оксидов ванадия (V₂O₅ или V₂O₃), термической диссоциацией VI₂ и другими методами.

Физические свойства

Ванадий по внешнему виду похож на сталь, это достаточно твердый, но вместе с тем пластичный металл.

Химические свойства

Химически ванадий довольно инертен. Он стоек к действию морской воды, разбавленных растворов соляной, азотной и серной кислот, щелочей.

С кислородом ванадий образует несколько оксидов: VO, V₂O₃, VO₂,V₂O₅. Оранжевый V₂O₅ — кислотный оксид, темно-синий VO₂ — амфотерный, остальные оксиды ванадия — основные.

С галогенами ванадий образует довольно летучие галогениды составов VX₂ (X = F, Cl, Br, I), VX₃, VX₄ (X = F, Cl, Br), VF₅ и несколько оксогалогенидов (VOCl, VOCl₂, VOF₃ и др.).

Соединения ванадия в степенях окисления +2 и +3 — сильные восстановители, в степени окисления +5 проявляют свойства окислителей. Известны тугоплавкий карбид ванадия VC (t_пл=2800°С), нитрид ванадия VN, сульфид ванадия V₂S₅, силицид ванадия V₃Si и другие соединения ванадия.

При взаимодействии V₂O₅ с основными оксидами образуются ванадаты — соли ванадиевой кислоты вероятного состава H₂[O(V₂O₅)₂].

Применение

Металлурги

Катализаторы

Оксид ванадия V₂O₅ служит эффективным катализатором, например, при окислении сернистого газа SO₂ в серный газ SO₃ при производстве серной кислоты, при крекинге сырой нефти. Соединения ванадия находят разнообразное применение в различных отраслях промышленности

Атомно-водородная энергетика

Хлорид ванадия применяется при термохимическом разложении воды в атомно-водородной энергетике(ванадий-хлоридный цикл «Дженерал Моторс»,США).

Химические источники тока

Пятиокись ванадия широко применяется в качестве положительного электрода(катода) в мощных литиевых батареях и аккумуляторах.Ванадат серебра в резервных батареях в качестве катода.

Биологическая роль и воздействие

Ванадий постоянно присутствует в тканях всех организмов в ничтожных количествах. В растениях его содержание (0,1—0,2 %) значительно выше, чем в животных (1×10^–5—1×10^–4 %). Некоторые морские организмы — мшанки, моллюски и, особенно, асцидии — способны концентрировать ванадий в значительных количествах (у асцидий ванадий находится в плазме крови или специальных клетках — ванадоцитах). По-видимому, ванадий участвует в некоторых окислительных процессах в тканях. Мышечная ткань человека содержит 2×10^–6 % ванадия, костная ткань — 0,35×10^–6 %, в крови — менее 2×10^–4 мг/л. Всего в организме среднего человека (масса тела 70 кг) 0,11 мг ванадия.

Токсикология

Ванадий и его соединения весьма токсичны.

Токсическая доза для человека 0,25 мг, летальная доза — 2—4 мг. Для V₂O₅ ПДК в воздухе 0,1—0,5 мг/м³.

Изотопы

Природный ванадий состоит из двух изотопов: слаборадиоактивного ⁵⁰V (изотопная распространённость 0,250 %) и стабильного ⁵¹V (99,750 %). Период полураспада ванадия-50 равен 1,5×10¹⁷ лет, т. е. для всех практических целей его можно считать стабильным; этот изотоп в 83 % случаев посредством электронного захвата превращается в ⁵⁰Ti, а в 17 % случаев испытывает бета-минус-распад, превращаясь в ⁵⁰Cr. Известны 24 искусственных радиоактивных изотопа ванадия с массовым числом от 40 до 65 (а также 5 метастабильных состояний). Из них наиболее стабильны ⁴⁹V (T_1/2=330 дней) и ⁴⁸V (T_1/2=15,974 дня).

См. также

Категория:Соединения ванадия

Ссылки

• Ванадий на Webelements
• Ванадий в Популярной библиотеке химических элементов

af:Vanadium
ar:فانديوم
bg:Ванадий
ca:Vanadi
co:Vanadiu
cs:Vanad
da:Vanadium
de:Vanadium
en:Vanadium
eo:Vanado
es:Vanadio
et:Vanaadium
fa:وانادیوم
fi:Vanadiini
fr:Vanadium
gl:Vanadio (elemento)
he:ונדיום
hr:Vanadij
hu:Vanádium
id:Vanadium
io:Vanadio
is:Vanadín
it:Vanadio
ja:バナジウム
jbo:jinmrvanadi
ko:바나듐
ku:Vanadyûm
la:Vanadium
lb:Vanadium
lt:Vanadis
lv:Vanādijs
nl:Vanadium
nn:Vanadium
no:Vanadium
oc:Vanadi
pl:Wanad
pt:Vanádio
sh:Vanadijum
simple:Vanadium
sk:Vanád
sl:Vanadij
sr:Ванадијум
sv:Vanadin
th:วาเนเดียม
tr:Vanadyum
ug:ۋانادىي
uk:Ванадій
uz:Vanadiy
vi:Vanađi
zh:钒

• Страница 0 — краткая статья
• Страница 1 — энциклопедическая статья
• Разное — на страницах: 2 , 3 , 4 , 5
• Прошу вносить вашу информацию в «Ванадий 1», чтобы сохранить ее

Комментарии читателей:

Степень окисления ванадия.

Степень окисления ванадия:

Степень окисления (окислительное число) – это вспомогательная условная величина для записи процессов окисления, восстановления и окислительно-восстановительных реакций. Она указывает на состояние окисления отдельного атома молекулы и представляет собой лишь удобный метод учёта переноса электронов. Однако она не является истинным зарядом атома в молекуле.

Степень окисления соответствует числу электронов, которое следует присоединить к положительному иону (катиону), чтобы восстановить его до нейтрального атома, или отнять от отрицательного иона (аниона), чтобы окислить его до нейтрального атома.

Степень окисления (в отличие от валентности) может иметь нулевое, отрицательное и положительное значения.

Значения степени окисления записывают арабскими цифрами сверху над символом элемента. При указании степени окисления первым ставится знак, а потом численное значение, а не наоборот.

Степень окисления (в отличие от валентности) может иметь нулевое, отрицательное и положительное значения: -5, -4, -3, -2, -1, 0, +1, +2 , +3 , +4, +5, +6 , +7.

Следует помнить, что степень окисления является сугубо условной величиной, не имеющей физического смысла, но характеризующей образование химической связи межатомного взаимодействия в молекуле.

Степень окисления в ряде случаев не совпадает с валентностью. Например, в молекуле азотной кислоты степень окисления центрального атома азота равна +5, тогда как валентность равна IV.

Степень окисления зачастую не совпадает с фактическим числом электронов, которые участвуют в образовании связей.

Степень окисления ванадия равна -3, -1, 0, +1, +2, +3, +4, +5.

Все свойства атома ванадия

Источник: https://ru.wikipedia.org

Примечание: © Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com

Коэффициент востребованности
53

Вана́дий (лат. Vanadium), V (читается «ванадий»), химический элемент с атомным номером 23, атомная масса 50, 9415. Природный ванадий представляет собой смесь двух нуклидов: стабильного ⁵¹V (99, 76% по массе)и слабо радиоактивного ⁵²V (период полураспада более 3, 9·10¹⁷ лет). Конфигурация двух внешних электронных слоев 3s²p⁶d³4s². В периодической системе Менделеева расположен в четвертом периоде в группе VВ. Ванадий образует соединения в степенях окисления от +2 до +5 (валентности от II до V).

Радиус нейтрального атома ванадия 0, 134 нм, радиус ионов V²⁺ — 0, 093 нм, V³⁺ — 0, 078 нм, V⁴⁺ — 0, 067-0, 086 нм, V⁵⁺ — 0, 050-0, 068 нм. Энергии последовательной ионизации атома ванадия 6, 74, 14, 65, 29, 31, 48, 6 и 65, 2 эВ. По шкале Полинга электроотрицательность ванадия 1, 63.

В свободном виде — блестящий серебристо-серый металл.

Ванадий открыт в 1801 мексиканским минералогом А. М. дель Рио как примесь в свинцовой руде из рудника в Зимапане. Новый элемент дель Рио назвал эритронием (от греческого erythros — красный) из-за красного цвета его соединений. Однако впоследствии он решил, что им обнаружен не новый элемент, а разновидность хрома, открытого четырьмя годами ранее и еще почти не изученного. В 1830 мексиканским минералом занялся немецкий химик Ф. Велер, однако, отравившись фтористым водородом, он на несколько месяцев прекратил исследования. В том же году шведский химик Н. Сефстрем обратил внимание на наличие в железной руде примеси, в которой наряду с известными элементами оказалось какое-то новое вещество. В результате анализа в лаборатории Й. Берцелиуса было доказано, что открыт новый элемент. Этот элемент образует соединения с красивой окраской, отсюда и название элемента, связанное с именем скандинавской богини красоты Ванадис. В 1831 Велер доказал тождественность эритрония и ванадия, но за элементом сохранилось название, данное ему Сефстремом и Берцелиусом.

В природе ванадий в свободном виде не встречается, относится к рассеянным элементам. Содержание ванадия в земной коре 1, 6·10^–2 % по массе, в воде океанов 3, 10^-7 %. Важнейшие минералы: патронит V(S₂)₂, ванадинит Pb₅(VO₄)₃Cl и некоторые другие. Основной источник получения ванадия — железные руды, содержащие ванадий как примесь.

В промышленности при получении ванадия из железных руд с его примесью сначала готовят концентрат, в котором содержание ванадия достигает 8-16%. Далее окислительной обработкой ванадий переводят в высшую степень окисления +5 и отделяют легко растворимый в воде ванадат натрия NaVO₃. При подкислении раствора серной кислотой выпадает осадок, который после высушивания содержит более 90% ванадия.

Первичный концентрат восстанавливают в доменных печах и получают концентрат ванадия, который далее используют при выплавке сплава ванадия и железа — так называемого феррованадия (содержит от 35 до 70% ванадия). Металлический ванадий можно приготовить восстановлением хлорида ванадия водородом, кальцийтермическим восстановлением оксидов ванадия (V₂O₅ или V₂O₃), термической диссоциацией VI₂ и другими методами.

Ванадий по внешнему виду похож на сталь, это достаточно твердый, но вместе с тем пластичный металл. Температура плавления 1920 °C, температура кипения около 3400 °C, плотность 6, 11 г/см³. Кристаллическая решетка кубическая объемно центрированная, параметр а=0, 3024 нм.

Химически ванадий довольно инертен. Он стоек к действию морской воды, разбавленных растворов соляной, азотной и серной кислот, щелочей. С кислородом ванадий образует несколько оксидов: VO, V₂O₃, V₃O₅, VO₂, V₂O₅. Оранжевый V₂O₅ — кислотный оксид, темно-синий VO₂ — амфотерный, остальные оксиды ванадия — основные. С галогенами ванадий образует галогениды составов VX₂ (X = F, Cl, Br, I), VX₃, VX₄ (X = F, Cl, Br), VF₅ и несколько оксогалогенидов (VOCl, VOCl₂, VOF₃ и др.).

Соединения ванадия в степенях окисления +2 и +3 — сильные восстановители, в степени окисления +5 проявляют свойства окислителей. Известны тугоплавкий карбид ванадия VC (t_пл=2800 °С), нитрид ванадия VN, сульфид ванадия V₂S₅, силицид ванадия V₃Si и другие соединения ванадия.

При взаимодействии V₂O₅ с основными оксидами образуются ванадаты — соли ванадиевой кислоты вероятного состава H₂[O(V₂O₅)_{2, 5}].

Ванадий в основном используется как легирующая добавка при получении износоустойчивых, жаропрочных и коррозионностойких сплавов (прежде всего, специальных сталей), как компонент при получении магнитов. Оксид ванадия V₂O₅ служит эффективным катализатором, например, при окислении сернистого газа SO₂ в серный газ SO₃ при производстве серной кислоты. Соединения ванадия находят разнообразное применение в различных отраслях промышленности (текстильной, стекольной, лакокрасочной и др.).

Ванадий постоянно присутствует в тканях всех организмов в ничтожных количествах. В растениях его содержание (0, 1-0, 2%) значительной выше, чем в животных (1·10^–5-1·10^–4 %). Некоторые морские организмы — мшанки, моллюски и, особенно, асцидии — способны концентрировать ванадий в значительных количествах (у асцидий ванадий находится в плазме крови или специальных клетках — ванадоцитах). По-видимому, ванадий участвует в некоторых окислительных процессах в тканях. Мышечная ткань человека содержит 2·10^{– 6} % ванадия, костная ткань — 0, 35·10^{– 6} %, в крови — менее 2·10^{– 4} % мг/л. Всего в организме среднего человека (масса тела 70 кг) 0, 11 мг ванадия. Ванадий и его соединения токсичны. Токсическая доза для человека 0, 25 мг, летальная доза — 2-4 мг. Для V₂O₅ ПДК в воздухе 0, 1-0, 5 мг/м³.

• Слотвинский-Сидак Н. П., Андреев В. К. Ванадий в природе и технике. М., 1979.
• Слотвинский-Сидак Н. П., Андреев В. К. Аналитическая химия ванадия, М., 1989.

Vanadium is commonly found in 64 natural minerals like vanadinite. It can naturally exhibit in four oxidation states with different colors. When occurring in +5 oxidation state, color will be yellow, appears blue in when oxidation number is +4, appears green and violet in +4 and +3 state respectively. The oxides that occurs in the four multiple oxidation states are VO, V₂O₃, VO₂, and V₂O₅.

Vanadium is commonly found in 64 natural minerals like vanadinite. It can naturally exhibit in four oxidation states with different colors. When occurring in +5 oxidation state, color will be yellow, appears blue in when oxidation number is +4, appears green and violet in +4 and +3 state respectively. The oxides that occurs in the four multiple oxidation states are VO, V₂O₃, VO₂, and V₂O₅.