ванадаты

ВАНАДАТЫ

соли ванадиевых кислот. Различают : В.(V) — соли не существующих в своб. состоянии или малоустойчивых кислот — ортованадиевой H₃VO₄, пированадиевой H₄V₂O₇, метаванадиевой HVO₃, декаванадиевой H₆V₁₀O₂₈, додекаванадиевой H₂V₁₂O₃₁ и др. по ли ванадиевых кислот; В.(IV)-соли не существующих в своб. состоянии кислот — H₂V₄O₉, H₄V₂O₆ и др. [устаревшие назв. В.(IV) — ванадиты, гипованадаты]. Существуют также гидроксованадаты, гидрованадаты и В. с анионами др. кислот, напр. соед. со структурой апатита Ca₅(VO₄)₃CO₃. Известны двойные и тройные В., в частности ортованадаты со структурой гранатов, напр. Na₃Cr₂V₃0₁₂, LiCa₂Mg₂V₃0₁₂.

В состав анионов B.(V) входят изолированные или связанные ванадийкислородные группировки. Структура метаванадатов щелочных металлов цепочечная, построена из тетраэдпов VO₄, связанных общими вершинами. Пированадаты М₄V₂O₇ построены из группировок V₂O₇ (два сочлененных вершинами тетраэдра VO₄). Декаванадаты состоят из плотноупакованных октаэдров VO₆.

Свойства важнейших B.(V) представлены в таблице. Температуры плавления безводных В. повышаются при переходе от мета- к пиро- и ортованадатам. Наиб. растворимостью в воде обладают В. щелочных металлов. Соли Ca и тяжелых металлов обычно малорастворимы. Растворимость В. уменьшается от дека- к ортованадатам. Очень многие В. раств. инконгруэнтно. В водных растворах в зависимости от pH и концентрации ванадатов м. б. устойчивы разл. ванадатионы (см. рис.). В соответствии с этим из водных растворов осаждаются В. разл. состава, обычно гидратированные. Полное обезвоживание кристаллогидратов дека- и др. поливанадатов сопровождается их разложением до оксидов металлов и соед. типа ванадиевых бронз (см. бронзы оксидные). При добавлении H₂O₂ к растворам В. щелочных металлов в щелочных и слабокислых средах образуются моно- и дипероксованадат-ионы — [VO₃(O₂)]³ ~ и [VO₂(O₂)₂]³⁻, окрашивающие раствор в желтый цвет, в сильнокислых средах — ионы [V(O₂)]³⁺ , вызывающие коричнево-красное окрашивание. B.(V) окрашивают многие орг. соед. — резорцин, стрихнин, фенол, анилин и др.

^{СВОЙСТВА ВАНАДАТОВ (V)}

_{* α= 101,23°, = 105,48°. ** α= 86,38°, = 83,64°.}

_{Диаграмма состояния ванадатов(V) в водном растворе. [V]-концентрация иона V⁵⁺. Пунктирными линиями обозначены приблизительные границы областей существования ванадат-ионов.}

B.(V) встречаются в природе. Известны, напр., минералы пинтадоит Ca₂V₂O₇*9H₂O, россит Ca(VO₃)₂*4H₂O, паскоит Ca₃V₁₀O₂₈*17H₂O.

Безводные B.(V), в т. ч. пиро- и ортованадаты мн. металлов, получают спеканием их оксидов, карбонатов или нитратов с V₂O₅ или NH₄VO₃ в атмосфере кислорода. В. тяжелых металлов, а также А1 и некоторых др. осаждают из растворов В. щелочных металлов или аммония при добавлении растворимой в воде соли металла. Метаванадаты щел.-зем. металлов, Mn и др. образуются при кипячении суспензии гидроксидов, галогенидов или карбонатов металлов с V₂O₅.

В промышленности при переработке ванадиевого сырья обычно в качестве промежут. или конечных продуктов получают нормальные В., гидрованадаты, двойные декаванадаты (или др. поливанадаты) Na, аммония, Ca, Fe, A1 с разл. количеством кристаллизационной воды. Их применяют для получения V₂O₅ и других соед. V, для выплавки феррованадия и др. сплавов ванадия. B.(V) используют также как протраву при крашении тканей, для фиксации анилина на шелке, как катализаторы (напр., ванадаты Cr и Fe — компоненты катализатора окисления спиртов в альдегиды, КVO₃- компонент катализатора окисления SO₂ до SO₃); они входят в состав стекол и глазурей. Ванадаты Ca — лазерные материалы, Ca₃(VO₄)₂ — сегнетоэлектрик. Ортованадаты РЗЭ (La, Nd, Gd, Tb, Но) — кристаллофосфоры, активаторы в люминесцирующих стеклах, лазерные материалы; твердые растворы ортованадатов Y и Ей-красные люминофоры в цветных телевизорах. Метаванадат NH₄VO₃ — реагент в ванадатометрии, компонент чернил, реагент для обнаружения алкалоидов с бензоильной группой. Прир. В. — сырье для получения Pb и V [ванадинит Pb₅(VO₄)₃Cl], а также U [карнотит K₂(UO₂)₂(VO₄)₂*3H₂O, тюямунит Ca(UO₂)₂(VO₄)₂*8H₂O].

B.(IV) известны для щелочных, щел.-зем. и многих тяжелых металлов, аммония. Это окрашенные кристаллич. вещества состава M₂V₄O₉*nH₂O, M^IIV₄O₉*nH₂O, M₄V₂O₆, М₂^IIV₂O₆, M^IH₃V₂O₆ и др. В. токсичны; ПДК 0,5 мг/м в пересчете на V₂O₅.

^{Лит.: Фотиев А. А., Трунов В. К., Журавлев В. Д., Ванадаты двухвалентных металлов, М., 1985; см. также лит. при ст. ванадий.}

_{Н. П. Слотвинскш-Сидак}