Vanad David Šrot.

Prezentace na téma: "Vanad David Šrot."— Transkript prezentace:

1 Vanad David Šrot

2 Obecné vlastnosti chemická značka V, (latinsky Vanadium)
člen V.B skupiny, přechodný prvek šedo-bílý, kujný kov s vysokými teplotami tání (1890 °C) a varu (3407 °C), neobyčejně tvrdý sloučeniny vanadu obsahující tento kov v nižších oxidačních číslech jsou barevné oxidační číslo nejčastěji +V, ale často se vyskytuje i +II, +III, +IV,  v některých komplexech se vyskytuje s oxidačním číslem +I a -I elektronová konfigurace: [Ar] 3d3 4s2 elektronegativita 1.63

3 Výskyt 19. nejrozšířenější prvek vyskytuje se jen ve formě sloučenin
momentálně je známých 65 nerostů Patronit VS 4 Carnotit [K2(UO2)2(VO4)2.3H2O] Vanadinit PbCl2·3Pb3(VO4)2 Montroseit - obsahuje 45% V Korvuzit - do 40% V Roscoelit - do 14% V Sulvanit 3Cu2S·V2S5 Karnotit K2(UO2)2(VO4)2·3H2O Coulsonit FeV2O4 jako nečistota v magnetitu, železné rudě, která může obsahovat až 1-2% vanadu bauxit a fosilní nosiče energie jako ropa, uhlí, olejová břidlice a dehtový písek obsahuje nezanedbatelné množství vanadu. Spektrální analýzou lze vanad prokázat v slunečním světle a světle některých hvězd

4 Patronit Carnotit Vanadinit

5 Výroba a příprava vanad se vyrábí pražením rozdrcené rudy nebo zbytků kovového vanadu s chloridem sodným (NaCl) nebo uhličitanem sodným (Na2CO3) při teplotě 850 °C tímto procesem vzniká vanadičnan sodný NaVO3, který se louží vodou. Okyselením získaného výluhu na pH 2–3 dojde k vysrážení polyvanadičnanu (červený koláč), z něhož můžeme tavením při 700 °C získat černý technický oxid vanadičný V2O5 v dalším kroku se tento oxid zredukuje pomocí kovového hliníku příprava čistého kovového vanadu se provádí redukcí VCl5 vodíkem nebo hořčíkem

6 Využití vanad se přidává do vysoce kvalitních ocelí s vysokým obsahem chromu nerezové slitiny na bázi ocelí se využívají pro výrobu chirurgických nástrojů a dalších průmyslových komponent, které vykazují vysokou chemickou i mechanickou odolnost slitiny s titanem a hliníkem se vyznačují vynikající mechanickou odolností a nízkou hustotou a nacházejí uplatnění při výrobě leteckých motorů a speciálních součástek pro konstrukci letadel a kosmických sond v poslední době se uplatňuje i při výrobě elektrických článků a baterií a slitiny vanadu s galliem patří k materiálům pro přípravu supravodivých magnetů

7 vanad se užívá také k přípravě organokovových sloučenin, nejznámější je vanadocen
průmyslové katalyzátory na bázi oxidu vanadičného (V2O5) se využívají při výrobě kyseliny sírové tzv. kontaktním způsobem při oxidaci oxidu siřičitého na oxid sírový a v syntéze některých organických sloučenin

8 Sloučeniny Organické: vanadocen, vanadocen dichlorid
Oxid vanaditý (V2O3) Oxid vanadičitý (VO2) Oxid vanadičný (V2O5) je nejdůležitější oxid vanadu. Připravuje se tepelným rozkladem metavanadičnanu amonného: 2 NH4VO3 → V2O5 + 2 NH3 + H2O, má žlutočernou barvu, Nejdůležitější využití nachází při výrobě kyseliny sírové, kde oxiduje oxid siřičitý na oxid sírový.  Reakce probíhá takto: V2O5 + 2 SO2 → V2O3 + 2 SO3 V2O3 + O2 → V2O5 Oxid vanadnatý (VO) – Při ohřevu na vzduchu je samovznětlivý. Karbidy vanadu VC a V4C3 se vyznačují mimořádnou tvrdostí. V4C3 vzniká reakcí vanadu s uhlíkem při legování oceli a zjemňuje její zrnitost. Nitrid vanadu VN má podobnou tvrdost a velkou stabilitu jako karbidy.  Hydroxid vanadnatý V(OH)2 se vylučuje po přidání zásady k roztoku vanadnaté soli jako hnědá sraženina. Pro svou mimořádnou snahu oxidovat se nemohl být dosud získán v čistém stavu.

9  Chlorid vanadnatý VCl2 vytváří světle zelené, slídově lesklé lístky, připravuje se vedením směsi vodíku a chloridu vanadičitého trubicí rozžhavenou do červeného žáru. Je velmi hygroskopický. Vodný roztok, který je zprvu fialový, brzy zelená, přičemž se dvojmocný vanad za vývoje vodíku oxiduje na trojmocný. V lihu se chlorid vanadnatý rozpouští modře, v etheru zelenožlutě. Různá zabarvení roztoků svědčí o tvorbě solvátů.  Síran vanadnatý VSO4.7H2O vzniká redukcí sloučenin vanadu v roztocích kyseliny sírové sodíkovým amalgamem, zinkem nebo jinými kovy. Připravuje se nejlépe elektrolytickou redukcí ne rtuťové katodě. Ačkoliv i u síranu vanadnatého je sklon k oxidaci tak velký, že se sám ve vodě pozvolna rozkládá, může být při určitém způsobu práce izolován v krystalickém stavu. Tvoří pak jednoklonné, červenofialové krystaly VSO4.7H2O; jeví se přitom jako izodimorfní, protože může krystalovat podle sloučeniny nejen např. jednoklonně jako síran železnatý, nýbrž také kosočtverečně, např. ve směsných krystalech se síranem hořečnatým MgSO4.7H2O.  Sulfatovanadnatany - Síran vanadnatý snadno tvoří podvojné soli typu VSO4.MI2SO4.6H2O se sírany alkalických kovů. Tyto soli jsou málo rozpustné a také o něco stálejší než jednoduchý síran vanadnatý, projevují však stále ještě velký sklon k oxidaci.

10  Hexakyanovanadnatan draselný krystaluje z roztoku vanadnaté soli, obsahující nadbytečný kyanid draselný, po přidání lihu v podobě žlutohnědých hranolkovitých krystalů K4[V(CN)6].3H2O. Tato sloučenina tvoří sraženiny s roztoky většiny dvojmocných kovů, jako obdobně složený hexakyanoželeznatan draselný, avšak podstatně méně stálé. Hydroxid vanaditý V(OH)3 se získá působením louhů nebo amoniaku na roztoky vanaditých solí jako vločkovitá zelená sraženina. Pohlcuje velmi dychtivě kyslík.  Chlorid vanaditý VCl3 lze získat zahříváním V2O5 s S2Cl2 asi na 300 C v zatavené trubici nebo tepelným rozkladem VCl4. Tvoří růžové, lesklé lístkovité krystaly, podobné bezvodému fialovému chloridu chromitému; je netěkavý a při žíhání na vzduchu přechází ve směs oxidochloridu a kysličníku vanadičného. Ve vodě se chlorid vanaditý rozpouští zeleně.  Fluorid vanaditý a fluorovanaditany . - Fluorid trojmocného vanadu má výrazný sklon k tvorbě podvojných solí. Samotný fluorid vanaditý se získá jako tmavozelené, rhomboedrické krystaly složení VF3.3H2O odpařením roztoku hydroxidu vanaditého v kyselině fluorovodíkové.  Síran vanaditý, kys. sulfatovanaditá a sulfatovanaditany . Redukuje-li se roztok kysličníku vanadičného v kyselině sírové např. elektrolyticky, získá se zelený roztok, z něhož se při dostatečné koncentraci vanadu a kyseliny sírové vylučují zelené, hedvábně lesklé jehlice složení V2(SO4)3.H2SO4.12H2O. Při opatrném zahřívání na 180 C přechází tato sloučenina v síran V2(SO4)3 (podle složení normální), žlutý prášek nerozpustný ve vodě, v lihu a v etheru.

11 Zajímavosti Toxické účinky
všechny rozpustné sloučeniny vanadu jsou jedovaté. Při požití dochází podle dávky ke křečím, bezvědomí až smrti. Nebezpečné je vdechování prachu oxidu vanadičného, které se projevuje nejprve podrážděním očí, slzením, záněty plic a později i smrtí. Smrtelná dávka pro dospělého člověka se liší podle druhu sloučeniny a pohybuje se mezi mg čína uzavřela v říjnu 2008 tři továrny na výrobu vanadu poté, co kvůli jejich provozu onemocnělo 1000 lidí kožními chorobami největší těžbu rud vanadu v roce 2010 vykázala Čína - 23 kt čístého kovu, JAR 18 kt a Rusko 14 kt. Ověřené světové zásoby vanadu jsou 13,6 Mt čistého kovu z minerálů má nejvyšší obsah vanadu (67,98 % V) nerost karelianit V2O3, oxyvanit V3O5 obsahuje 65,6 % V a paramontroseit VO2 obsahuje 61,4 % vanadu

12 Zdroje http://cs.wikipedia.org/wiki/Vanad
Chemie obecná a anorganická Fin Přehled středoškolské chemie SPN