پنتا اکسید وانادیوم

پنتا اکسید وانادیوم با فرمول شیمیایی V2O5 یک ترکیب معدنی به شکل فیزیکی زرد رنگ می باشد . از لحاظ صنعتی پنتا اکسید وانادیوم اصلی ترین و موثرترین ترکیب وانادیوم می باشد . از کاربردهای پنتا اکسید وانادیوم می توان در صنایع لعاب ، کاتالیست ، فرو وانادیوم ، باطری سازی ، تولید اسید سولفوریک و.... اشاره کرد .

پنتا اکسید وانادیوم که وانادیا نیز نامیده می شود یک ترکیب معدنی به شکل جامد زرد می باشد. این ماده به دلیل داشتن حالت اکسیداسیون بالا، هم اکسید آمفوتریک و هم ماده اکسید کننده است.

با گرم شدن مخلوطی از اکسید وانادیوم (V) و اکسید وانادیوم (III)، تناسبی برای ایجاد اکسید وانادیوم (IV)، به عنوان یک ماده جامد با رنگ آبی تیره رخ می دهد:

این کاهش همچنین می تواند توسط اسید اگزالیک، مونوکسیدکربن و دی اکسید گوگرد انجام شود. کاهش بیشتر با استفاده از هیدروژن یا CO اضافی می تواند منجر به مخلوط های پیچیده ای از اکسیدها مانند V۴O۷ و V۵O۹ گردد.

پنتا اکسید وانادیوم یک اکسید آمفوتریک است. برخلاف اکثر اکسیدهای فلزی، این ماده کمی در آب حل می شود و یک محلول اسیدی به شکل زرد کم رنگ می دهد. بنابراین این ماده با اسیدهای غیر احیا کننده قوی واکنش می دهد و محلول هایی حاوی نمک های زرد کم رنگ حاوی مراکز دیوکسووانادیوم (V) ایجاد می کند

سایر واکنش های اکسیداسیون

اسید کلریدریک و اسید هیدروبرمیک به هالوژن مربوطه اکسید می شوند

وانادات یا ترکیبات وانادیل در محلول اسیدی توسط آمالگام روی از طریق مسیر زیر و با تغییر رنگ محلول ها که در تصویر بالا مشاهده می کنید

یون ها همه در درجات مختلف هیدراته هستند.

تولید پنتا اکسید وانادیوم:

درجه فنی این ماده به عنوان یک پودر سیاه استفاده می شود که برای تولید فلز وانادیوم و فروانادیوم به کار می رود. یک سنگ معدن وانادیوم یا باقیمانده غنی از آن با کربنات سدیم و یک نمک آمونیوم تصفیه می شود تا متاوانادات سدیم تولید شود.

سپس این ماده با استفاده از H۲SO۴ تا pH 2-3 اسیدی می شود تا رسوبی از “کیک قرمز” بدست آورد (به تصویر بالا نگاه کنید). سپس کیک قرمز در دمای ۶۹۰ درجه سانتی گراد ذوب می شود تا پنتا اکسید وانادیم خام تولید شود.

اکسید وانادیوم (V) هنگامی تولید می شود که فلز وانادیم با اکسیژن اضافی گرم شود، اما این محصول به دلیل حضور سایر اکسیدها به صورت ناخالص وجود دارد.

کاربردهای اکسید وانادیوم (V):

 

تولید فرو وانادیم:

از نظر کمی، استفاده غالب از اکسید وانادیوم (V) در تولید فروانادیوم است (نگاه کنید به بالا). این اکسید با آهن قراضه و فروسیلیسیم گرم می شود و آهک به آن اضافه می گردد تا یک سرباره سیلیکات کلسیم ایجاد شود. همچنین ممکن است از آلومینیوم استفاده شود و آلیاژ آهن وانادیوم به همراه آلومینا به عنوان محصول جانبی تولید شود.

تولید اسید سولفوریک:

یکی دیگر از موارد مهم استفاده از اکسید وانادیم (V) در تولید اسید سولفوریک، یک ماده شیمیایی مهم صنعتی با تولید جهانی سالانه ۱۶۵ میلیون تن در سال ۲۰۰۱، با ارزش تقریبی ۸ میلیارد دلار است.

اکسید وانادیوم (V) هدف اصلی برای کاتالیزاسیون اکسیداسیون گرمازا به آرامی به دی اکسید گوگرد به تری اکسید گوگرد توسط هوا در فرآیند تماس است

کشف این واکنش ساده، که پنتا اکسید وانادیوم موثرترین کاتالیزور برای آن است، باعث شد اسید سولفوریک به ماده شیمیایی ارزان کالای امروزی تبدیل شود. واکنش بین ۴۰۰ تا ۶۲۰ درجه سانتیگراد انجام می شود.

در دمای زیر ۴۰۰ درجه سانتیگراد، اکسید وانادیوم (V) به عنوان کاتالیزور غیرفعال است و در بالای ۶۲۰ درجه سانتیگراد شروع به تجزیه می کند. از آنجا که مشخص شده است که این ماده می تواند توسط SO۲ به VO۲ کاهش یابد،

کاربردهای دیگر پنتا اکسید وانادیوم:

اکسید وانادیم (V) به دلیل ضریب مقاومت حرارتی بالا، به عنوان ماده ردیاب در بولومترها و آرایه های میکروبولومتر برای تصویربرداری حرارتی استفاده می شود. این ماده همچنین به عنوان یک سنسور اتانول در سطح ppm (حداکثر ۰.۱ ppm) کاربرد دارد.

 

باتری های اکسیداسیون وانادیوم نوعی باتری دبی است که برای ذخیره انرژی در مزارع بادی استفاده می شود. پنتا اکسید وانادیوم با LD50 حدود ۴۷۰ میلی گرم بر کیلوگرم سمیت حاد بسیار کمی را برای انسان از خود نشان می دهد، خطر بیشتر با استنشاق گرد و غبار است.

اکسید وانادیم(V) (وانادیا) یک ترکیب غیر آلی با فرمول V2O5 است که عموماً با نام وانادیم پنتاکسید شناخته می‌شود و دارای شناسه پاب‌کم ۱۴۸۱۴ است. جرم مولی آن ۱۸۱٫۸۸۰۰ گرم بر مول می‌باشد. شکل ظاهری این ترکیب، جامد زرد است. از دیدگاه صنعتی، مهمترین ترکیب وانادیوم است که ماده اصلی سازنده آلیاژهای وانادیوم است و یک کاتالیزور صنعتی است که به‌طور گسترده استفاده می‌شود

پاب‌کم(به انگلیسی: PubChem) یک بنیان داده‌ها مربوط به مولکول‌های شیمیایی است که توسط مؤسسه ملی سلامت در ایالات متحده آمریکا ایجاد شده‌است. این سامانه توسط مرکز ملی اطلاعات زیست‌فناوری نگهداری می‌شود که جزئی از کتابخانه ملی پزشکی ایالات متحده آمریکا است.