Метаванадат аммония

Метаванадат аммония — неорганическое соединение, соль аммиака и метаванадиевой кислоты с формулой NH₄VO₃, белые или желтоватые кристаллы, малорастворимые в воде.

Метаванадат аммония
Общие
Хим. формула	NH4VO3
Физические свойства
Состояние	белые кристаллы
Молярная масса	116,98 г/моль
Плотность	2,326 г/см³
Термические свойства
Температура
• плавления	с разл. 138 °C
Химические свойства
Растворимость
• в воде	0,5215; 1,650 г/100 мл
Классификация
Рег. номер CAS	7803-55-6
PubChem	19968892
Рег. номер EINECS	232-261-3
SMILES	[NH4+].O=[V-](=O)=O
InChI	InChI=1S/H3N.3O.V/h1H3;;;;/q;;;;-1/p+1 UXJVWJGDHIZPLD-UHFFFAOYSA-O
RTECS	YWD875000
ChemSpider	19968892
Безопасность
NFPA 704	0 3 0 OX
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Медиафайлы на Викискладе

ПолучениеПравить

• Растворение оксида ванадия(V) в концентрированном растворе аммиака:

${\mathsf{V}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{5}}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{(}\mathsf{N}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}\cdot <!--\; \cdot \; -->{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\mathsf{)}\stackrel{}{\to }\mathsf{2}\mathsf{N}{\mathsf{H}}_{\mathsf{4}}\mathsf{V}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$${\mathsf {V_{2}O_{5}+2(NH_{3}\cdot H_{2}O)\ {\xrightarrow {}}\ 2NH_{4}VO_{3}+H_{2}O}}$ 

• Обменной реакцией между метаванадатом натрия и хлоридом аммония:

$\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{V}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{N}{\mathsf{H}}_{\mathsf{4}}\mathsf{C}\mathsf{l}\stackrel{}{\to }\mathsf{N}{\mathsf{H}}_{\mathsf{4}}\mathsf{V}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\downarrow <!--\; \downarrow \; -->\mathsf{+}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{C}\mathsf{l}$${\mathsf {NaVO_{3}+NH_{4}Cl\ {\xrightarrow {}}\ NH_{4}VO_{3}\downarrow +NaCl}}$ 

Физические свойстваПравить

Метаванадат аммония образует белые или желтоватые кристаллы ромбической сингонии, пространственная группа P mab, параметры ячейки a = 0,5827 нм, b = 1,1790 нм, c = 0,4902 нм, Z = 4.

Умеренно растворяется в воде, не растворяется в этаноле и диэтиловом эфире.

Химические свойстваПравить

• Разлагается при нагревании на воздухе с образованием оксида ванадия(V):

$\mathsf{2}\mathsf{N}{\mathsf{H}}_{\mathsf{4}}\mathsf{V}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\stackrel{\mathsf{500}\mathsf{-<!--\; -\; -->}{\mathsf{550}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}\mathsf{,}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}}{\to }\mathsf{2}\mathsf{N}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}{\mathsf{V}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{5}}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$${\mathsf {2NH_{4}VO_{3}\ {\xrightarrow {500-550^{o}C,O_{2}}}\ 2NH_{3}+V_{2}O_{5}+H_{2}O}}$ 

• Разлагается при нагревании в инертной атмосфере с образованием оксида состава ${\mathsf{V}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{7}}$${\mathsf {V_{3}O_{7}}}$ :

$\mathsf{18}\mathsf{N}{\mathsf{H}}_{\mathsf{4}}\mathsf{V}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\stackrel{{\mathsf{350}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}\mathsf{,}{\mathsf{N}}_{\mathsf{2}}}{\to }\mathsf{6}{\mathsf{V}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{7}}\mathsf{+}\mathsf{16}\mathsf{N}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}{\mathsf{N}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{12}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$${\mathsf {18NH_{4}VO_{3}\ {\xrightarrow {350^{o}C,N_{2}}}\ 6V_{3}O_{7}+16NH_{3}+N_{2}+12H_{2}O}}$ 

Это происходит из-за того, что аммиак, выделяющийся в первой реакции, способен частично восстановить пентаоксид ванадия до ${\mathsf{V}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{7}}$${\mathsf {V_{3}O_{7}}}$ . При нагревании в обычной атмосфере этому препятствует кислород воздуха, который мгновенно окисляет ${\mathsf{V}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{7}}$${\mathsf {V_{3}O_{7}}}$  и не даёт ему выделяться. В инертной же атмосфере ничего не препятствует частичному восстановлению оксида ванадия(V).

• Реагирует с кислотами:

$\mathsf{2}\mathsf{N}{\mathsf{H}}_{\mathsf{4}}\mathsf{V}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{H}\mathsf{C}\mathsf{l}\stackrel{}{\to }{\mathsf{V}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{5}}\downarrow <!--\; \downarrow \; -->\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{N}{\mathsf{H}}_{\mathsf{4}}\mathsf{C}\mathsf{l}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$${\mathsf {2NH_{4}VO_{3}+2HCl\ {\xrightarrow {}}\ V_{2}O_{5}\downarrow +2NH_{4}Cl+H_{2}O}}$ 

• Реагирует с щелочами:

$\mathsf{N}{\mathsf{H}}_{\mathsf{4}}\mathsf{V}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{O}\mathsf{H}\stackrel{{\mathsf{100}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }\mathsf{N}{\mathsf{a}}_{\mathsf{3}}\mathsf{V}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{N}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}\uparrow <!--\; \uparrow \; -->\mathsf{+}\mathsf{2}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$${\mathsf {NH_{4}VO_{3}+3NaOH\ {\xrightarrow {100^{o}C}}\ Na_{3}VO_{4}+NH_{3}\uparrow +2H_{2}O}}$ 

• Восстанавливается водородом:

$\mathsf{2}\mathsf{N}{\mathsf{H}}_{\mathsf{4}}\mathsf{V}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{2}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\stackrel{\mathsf{700}\mathsf{-<!--\; -\; -->}{\mathsf{750}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }{\mathsf{V}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{N}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$${\mathsf {2NH_{4}VO_{3}+2H_{2}\ {\xrightarrow {700-750^{o}C}}\ V_{2}O_{3}+2NH_{3}+3H_{2}O}}$ 

• Реагирует с гидросульфатом аммония в кислой среде:

$\mathsf{4}\mathsf{N}{\mathsf{H}}_{\mathsf{4}}\mathsf{V}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{N}{\mathsf{H}}_{\mathsf{4}}\mathsf{H}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{5}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\stackrel{{\mathsf{90}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }\mathsf{4}\mathsf{V}\mathsf{O}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{(}\mathsf{N}{\mathsf{H}}_{\mathsf{4}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{6}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}$${\mathsf {4NH_{4}VO_{3}+2NH_{4}HSO_{4}+5H_{2}SO_{4}\ \xrightarrow {90^{o}C} \ 4VOSO_{4}+3(NH_{4})_{2}SO_{4}+6H_{2}O+3O_{2}}}$ 

• С гидросульфидом аммония и сероводородом образует комплексный сульфид (тиосоль):

$\mathsf{N}{\mathsf{H}}_{\mathsf{4}}\mathsf{V}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{N}{\mathsf{H}}_{\mathsf{4}}\mathsf{H}\mathsf{S}\mathsf{+}\mathsf{2}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}\stackrel{}{\to }\mathsf{(}\mathsf{N}{\mathsf{H}}_{\mathsf{4}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{3}}\mathsf{[}\mathsf{V}{\mathsf{S}}_{\mathsf{4}}\mathsf{]}\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$${\mathsf {NH_{4}VO_{3}+2NH_{4}HS+2H_{2}S\ {\xrightarrow {}}\ (NH_{4})_{3}[VS_{4}]+3H_{2}O}}$ 

ПрименениеПравить

• Катализатор в органическом синтезе.

ЛитератураПравить

• Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1. — 623 с.
• Справочник химика / Редкол.: Никольский Б.П. и др.. — 2-е изд., испр. — М.—Л.: Химия, 1966. — Т. 1. — 1072 с.
• Справочник химика / Редкол.: Никольский Б.П. и др.. — 3-е изд., испр. — Л.: Химия, 1971. — Т. 2. — 1168 с.
• Лидин Р.А. и др. Химические свойства неорганических веществ: Учеб. пособие для вузов. — 3-е изд., испр. — М.: Химия, 2000. — 480 с. — ISBN 5-7245-1163-0.
• Рипан Р., Четяну И. Неорганическая химия. Химия металлов. — М.: Мир, 1972. — Т. 2. — 871 с.
• Неорганическая химия / под ред. Ю.Д. Третьякова. — М.: Академия, 2007. — Т. 3. — 352 с.