五氧化二釩
物理性質(zhì)
性狀:橙黃色結(jié)晶性粉末或紅棕色針狀結(jié)晶粉末。
密度(g/mL,25/4℃): 3.357
熔點(oC):690
沸點(oC,常壓):1750
溶解性:溶于濃酸、堿,微溶于水,不溶于無水乙醇。
作用與用途
1.五氧化二釩蒸氣有毒!難溶于水,但生成釩酸,使溶液顯酸性。此外,雖然難溶于硫酸和硝酸,但可溶于堿性水溶液。
2.可溶于鹽酸并放出氯氣,被還原成Ⅳ+氧化態(tài)。
性質(zhì)與穩(wěn)定性
1.用于冶金工業(yè)制釩鐵合金鋼,合成氨工業(yè)中脫碳、脫硫和催化劑。用做印染、陶瓷的著色材料,石油化工裝置中設(shè)備防腐的緩蝕劑,也是制備釩化合物的原料。
2.用作二氧化硫和鄰苯二甲酸等氣相氧化反應(yīng)的催化劑。和堿反應(yīng)可以成為制造各種各樣釩酸鹽的原料。
3.用途 用作分析試劑、催化劑、玻璃用紫外線阻止劑、顯影劑。用于染料苯胺黑的制造。
合成方法
1.直接法釩精粉與純堿高溫焙燒生成偏釩酸鈉,加熱攪拌下再加入硫酸中和,制得五氧化二釩。
2.間接法釩礦石與氯化鈉成球后進(jìn)行氧化焙燒,得到偏釩酸鈉,與鹽酸作用生成五氧化二釩粗品,再經(jīng)氫氧化鈉、氯化銨處理得到偏釩酸銨,偏釩酸銨加熱至500 ℃進(jìn)行焙燒分解制得五氧化二釩。
3.市售的偏釩酸銨充分提純之后,裝入內(nèi)掛釉瓷的坩堝內(nèi),盡可能在低溫(300~330℃)下慢慢加熱,使其分解[12,20]。之所以要保持在低溫是為了防止氧化物在坩堝釉面上結(jié)焦,抑制生成的氨引起的還原反應(yīng)。但即使如此,還是有一部分氧化物被還原,因此要加熱幾小時,整個變?yōu)榧t色之后,加少量濃硝酸蒸發(fā)至干,使被還原的部分氧化?;蛘咭部梢栽?50℃左右,在氧氣流中,加熱幾小時,使其完全氧化[21]。這樣制得的產(chǎn)品為無定形五氧化二釩(深黃色),將此產(chǎn)品一點一點地裝到鉑坩堝里,加熱熔化(700~800℃),長時間保持在熔融狀態(tài)之后,冷卻固化,得到針狀結(jié)晶五氧化二釩(深棕色)。無定形和結(jié)晶型氧化物的顏色各不相同,受加熱溫度的影響色調(diào)雖也有差別,但通常是帶紅的黃色粉末。有毒。
五氧化二釩的提純方法:用上述方法制得的五氧化二釩,含有從原料帶來的堿,因此要使其轉(zhuǎn)化為三氯一氧化釩VOCl3,再進(jìn)行水解。即將50mL純?nèi)纫谎趸C裝入滴液漏斗,滴加到150mL濃硝酸中。這時,必須將漏斗的管尖端伸到濃硝酸的液面下。將生成的深色溶液加熱濃縮,分離出銹紅色沉淀。上層澄清液呈現(xiàn)出透明綠色時,趁熱用砂芯玻璃坩堝過濾。用上述方法制得的五氧化二釩,含有從原料帶來的堿,因此要使其轉(zhuǎn)化為三氯一氧化釩VOCl3,再進(jìn)行水解。即將50mL純?nèi)纫谎趸C裝入滴液漏斗,滴加到150mL濃硝酸中。這時,必須將漏斗的管尖端伸到濃硝酸的液面下。將生成的深色溶液加熱濃縮,分離出銹紅色沉淀。上層澄清液呈現(xiàn)出透明綠色時,趁熱用砂芯玻璃坩堝過濾。
4.將試劑釩酸銨在350~400℃下加熱,同時強烈攪拌,當(dāng)試劑呈現(xiàn)五氧化二礬特有的紅色后,再繼續(xù)灼燒1~2犺,檢驗樣品氧化合格后,研磨成粉狀,再灼燒20min,重新檢驗氧化合格后即得分析純五氧化二礬:
5.將研磨成200目以下的工業(yè)五氧化二礬以1:5的比例與煤瀝青混合,在500kPa壓力下,壓制成直徑10mm,高12mm的圓柱體,在600℃下焦化12mm后,于150℃管式爐 ( 無空氣)用CO2氣流去除混合物中水分2h,然后升溫到300-350℃,并通入氯氣進(jìn)行氯化反應(yīng):
蒸氣 VOCl3在冷凝器中冷凝,未凝蒸氣用氫氧化鈉溶液吸收。當(dāng)不再有VOCl3冷凝后,將冷凝液進(jìn)行蒸餾,( VOCl3沸點為127℃) ,為除去能帶走雜質(zhì)的顆粒,將占最初液體量2%~5%的剩余物作為殘渣留在蒸餾器內(nèi)。然后將VOCl3用水水解,并再用過量的20%的氨水處理:
所得溶液與析出的結(jié)晶一起蒸發(fā)至干,最后在500~600℃下灼燒,得到較純的五氧化二礬:
貯存方法
應(yīng)貯存在陰涼、干燥的庫房中,勿與酸、堿共貯混運。注意防潮,勿重壓,勿與尖硬、鋒利器具混裝
毒理學(xué)數(shù)據(jù)
急性毒性:小鼠口經(jīng)LD50:5mg/kg;大鼠口經(jīng)LD50:10mg/kg;小兔皮層組織LD50:50mg/kg;大鼠吸入LC50:126mg/m3/6H
對呼吸系統(tǒng)和皮膚有損害作用。
生態(tài)學(xué)數(shù)據(jù)
水危害級別3:對水是極其危害的,即使是少量產(chǎn)品滲入地下也會對飲用水造成危害,若無政府許可勿將產(chǎn)品排入周圍環(huán)境。對水中有機物有劇毒和危害
計算化學(xué)數(shù)據(jù)
1、 氫鍵供體數(shù)量:0
2、 氫鍵受體數(shù)量:5
3、 可旋轉(zhuǎn)化學(xué)鍵數(shù)量:0
4、 拓?fù)浞肿訕O性表面積(TPSA):77.5
5、 重原子數(shù)量:7
6、 表面電荷:0
7、 復(fù)雜度:124
8、 同位素原子數(shù)量:0
9、 確定原子立構(gòu)中心數(shù)量:0
10、 不確定原子立構(gòu)中心數(shù)量:0
11、 確定化學(xué)鍵立構(gòu)中心數(shù)量:0
12、 不確定化學(xué)鍵立構(gòu)中心數(shù)量:0
13、 共價鍵單元數(shù)量:1
安全信息
危險運輸編碼: UN 2862 6.1/PG 3
危險品標(biāo)志: 有毒危害環(huán)境
安全標(biāo)識:S38 S45 S61 S36/S37
危險標(biāo)識:R37 R63 R68 R20/22 R48/23
分子結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)
1、 摩爾折射率:無可用
2、 摩爾體積(m3/mol):無可用
3、 等張比容(90.2K):無可用
4、 表面張力(dyne/cm):無可用