химический каталог




Общая и неорганическая химия

Автор Н.С.Ахметов

п., °С 3400 4927 -5500

ASr2sa , Дж/(К-моль) 28,9 36,6 41,5

ДД°В03Г|298, кДж/моль 515 74 2 782

Электрическая проводимость (Hg = 1) . . . 4 5 6

Физико-химические свойства ванадия, ниобия и тантала существенно зависят от их чистоты. Например, чистые металлы ковки, тогда как примеси (особенно О, Н, N и С) сильно ухудшают пластичность и повышают твердость металлов.

В обычных условиях V и особенно Nb и Та отличаются высокой химической стойкостью. Ванадий на холоду растворяется лишь в царской водке и концентрированной HF, а при нагревании — в HN03 и концентрированной H2S04. Ниобий и тантал растворяются в смеси 588 фтороводородной и азотной кислот с образованием отвечающих их высшей степени окисления анионных фторокомплексов:

ЗТа 4- 5HN03 4- 21HF = 3H2[TaF7] 4- 5NO + ЮН20

Ванадий, ниобий и тантал взаимодействуют также при сплавлении со щелочами в присутствии окислителей, т.е. в условиях, способствующих образованию отвечающих их высшей степени окисления анионных оксокомплексов:

4Э + 502 + 12КОН = 4К3*[Э04] + 6Н20

При нагревании металлы окисляются кислородом до Э205, фтором — до 3F5. При высокой температуре они реагируют также с хлором, азотом, углеродом и др.

Для получения ванадия, ниобия и тантала их природные соединения сначала переводят в оксиды либо в простые или комплексные галогениды, которые далее восстанавливают металлотермическим методом:

V203 + ЗСа = ЗСаО 4- 2V

K2[NbF7] + 5Na = 2KF + 5NaF -I- Nb

Ниобий и тантал получают также электролизом 320s в расплавленных комплексных фторидах, например K2[TaF7], K2[NbF7].

Вследствие близости свойств ниобия и тантала их отделение друг от друга представляет значительные трудности. Особо чистые металлы получают термическим разложением иодидов.

Для технических целей обычно выплавляют феррованадий, ферро-ииобий и ферротантал. Основной потребитель ванадия — черная металлургия. Ценные физико-химические свойства V, Nb и Та позволяют использовать их при создании атомных реакторов. Ниобий и в еще большей степени тантал представляют интерес, как конструкционные материалы для особо агрессивных сред в химической промышленности.

§ 2. СОЕДИНЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ПОДГРУППЫ ВАНАДИЯ

Металлические и металлоподобные соединения. Порошкообразные V, Nb и Та абсорбируют значительные количества водорода, кислорода, азота, образуя твердые растворы внедрения. При этом неметаллы переходят в атомное состояние и их электроны участвуют в построении (2-зоны металлического кристалла. При нагревании растворимость

589

неметаллов возрастает; вместе с тем изменяются характер химической связи и свойства образуемых соединений.

Так, при образовании оксидов постепенное окисление ниобия (как и V и Та) кислородом протекает через ряд стадий:

Nb + 02 Nb-O -» Nb20 -*? NbO -+ Nb02 -> Nb205 твердый раствор

По свойствам Nb20 — металлическое соединение. NbO (серого цвета) — соединение переменного состава (NbO0,98-i,04) с металлическим блеском и металлической проводимостью. Диоксид Nb02 (черного цвета) также переменного состава (NbO1]9-2|09), но уже полупроводник. И, наконец, Nb20s имеет более или менее постоянный состав и электронной проводимостью не обладает .Таким образом, по мере увеличения содержания кислорода постепенно уменьшается доля металлической связи и увеличивается доля ковалентной, что обусловливает изменение свойств оксидов.

Гидриды ванадия и его аналогов ЭН — хрупкие металлоподобные порошки серого или черного цвета, имеют переменный состав. Гидриды химически устойчивы, не взаимодействуют с водой и разбавленными кислотами.

Высокой коррозионной стойкостью обладают также нитриды (3N, Nb2N, Ta2N), карбиды (ЭС, Э2С), бориды (ЭВ, ЭВ2, Э3В4), ряд других соединений ванадия и его аналогов с неактивными неметаллами.

Ванадий, ниобий и тантал между собой и с металлами, близко расположенными к ним в периодической системе (подгрупп железа, титана и хрома), образуют металлические твердые растворы. По мере увеличения различий в электронном строении взаимодействующих металлов возможность образования твердых растворов уменьшается, а интерметаллических соединений, например типа C03V, FegV, N13V, A12V и др., возрастает.

Интерметаллические соединения ванадия и его аналогов придают сплавам ценные физико-химические свойства. Так, ванадий резко повышает прочность, вязкость и износоустойчивость стали. Ниобий придает сталям повышенную коррозионную стойкость и жаропрочность. В связи с этим большая часть добываемого ванадия и ниобия используется в металлургии для изготовления инструментальной и конструкционной стали.

Сплавы на основе карбидов, нитридов, боридов и силицидов ниобия и тантала, отличаются твердостью, химической инертностью и жаростойкостью. 590

Соединения V(n). Из производных, в которых элементы подгруппы ванадия проявляют степень окисления +2, относительно более устойчивы соединения ванадия. Координационное число ванадия (II) равно б, что отвечает октаэдри ческому строению его структурных единиц в соединениях.

Оксид ванадия (II) VO (VOo,g-i,2) имеет крист

страница 183
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233

Скачать книгу "Общая и неорганическая химия" (5.36Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
плита ппс
знак осторожно газоопасные работы купить кемерово
чайные сервизы из костяного фарфора купить
курсы монтаж кондиционеров

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(22.07.2017)