Оксид ванадия(III)

Оксид ванадия(III) (трехокись ванадия) — бинарное соединение кислорода и ванадия, блестящие темные кристаллы. Химическая формула — V₂O₃.

Оксид ванадия​(III)​
Общие
Хим. формула	V2O3
Рац. формула	O3V2
Физические свойства
Состояние	темные кристаллы
Молярная масса	149,88 г/моль
Плотность	4,87 г/см³
Термические свойства
Температура
• плавления	1967 °C
Структура
Кристаллическая структура	гексагональная (а=4,933 Å, c=13,940 Å) тригональная (карелианит)
Классификация
Рег. номер CAS	1314-34-7
PubChem	518710
Рег. номер EINECS	215-230-9
SMILES	O=[V]O[V]=O
InChI	InChI=1S/3O.2V KFAFTZQGYMGWLU-UHFFFAOYSA-N
RTECS	YW3050000
ChemSpider	452511
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Медиафайлы на Викискладе

Оксид ванадия(III) в виале

Физические свойстваПравить

Оксид ванадия(III) существует в двух кристаллических модификациях: при 105 °C α-форма превращается в β-форму (ΔH° перехода 1,8 кДж/моль), претерпевая фазовый переход. Антиферромагнетиком является α-форма. Не растворим в воде.

Химические свойстваПравить

Сильный восстановитель. Термически устойчив, не разлагается при температуре белого каления. При нагревании на воздухе окисляется до высших оксидов ванадия:

• $\mathsf{2}{\mathsf{V}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\stackrel{{\mathsf{350}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }\mathsf{4}\mathsf{V}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}$${\mathsf {2V_{2}O_{3}+O_{2}\ {\xrightarrow {350^{o}C}}\ 4VO_{2}}}$ 
• ${\mathsf{V}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\stackrel{{\mathsf{500}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }{\mathsf{V}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{5}}$${\mathsf {V_{2}O_{3}+O_{2}\ {\xrightarrow {500^{o}C}}\ V_{2}O_{5}}}$ 

Может быть восстановлен до металлического ванадия углеродом либо расплавленным кальцием при повышенной температуре:

• ${\mathsf{V}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{C}\stackrel{{\mathsf{1300}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }\mathsf{2}\mathsf{V}\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{C}\mathsf{O}$${\mathsf {V_{2}O_{3}+3C\ {\xrightarrow {1300^{o}C}}\ 2V+3CO}}$ 
• ${\mathsf{V}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{C}\mathsf{a}\stackrel{\mathsf{900}\mathsf{-<!--\; -\; -->}{\mathsf{1350}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }\mathsf{2}\mathsf{V}\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{C}\mathsf{a}\mathsf{O}$${\mathsf {V_{2}O_{3}+3Ca\ {\xrightarrow {900-1350^{o}C}}\ 2V+3CaO}}$ 

Оксид ванадия(III) проявляет слабую амфотерность с преобладанием оснóвных свойств. Так, он растворяется в кислотах с образованием зелёных растворов солей трёхвалентного ванадия, однако не реагирует с растворами щелочей. До высшей степени окисления оксид ванадия(III) может быть окислен водными растворами хлоратов, иодатов, периодатов в кислой и нейтральных средах. При нагревании реагирует с оксидами различных металлов, образуя ванадиты(III) и смешанные оксиды:

• ${\mathsf{V}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{L}{\mathsf{i}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\stackrel{\mathsf{t}}{\to }\mathsf{2}\mathsf{L}\mathsf{i}\mathsf{V}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}$${\mathsf {V_{2}O_{3}+Li_{2}O\ {\xrightarrow {t}}\ 2LiVO_{2}}}$ 
• ${\mathsf{V}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{M}\mathsf{g}\mathsf{O}\stackrel{\mathsf{t}}{\to }\mathsf{M}\mathsf{g}{\mathsf{V}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}$${\mathsf {V_{2}O_{3}+MgO\ {\xrightarrow {t}}\ MgV_{2}O_{4}}}$ 

ПолучениеПравить

Получают восстановлением оксида ванадия(V) оксидом углерода (II), водородом, серой и др. при нагревании: ${\mbox{V}}_{2}{\mbox{O}}_{5}+2{\mbox{H}}_{2}\ {\xrightarrow {<1000^{o}C}}{\mbox{V}}_{2}{\mbox{O}}_{3}+2{\mbox{H}}_{2}{\mbox{O}}$  ${\text{V}}_2{\text{O}}_5+2{\text{SO}}_2\stackrel{t}{\to }{\text{V}}_2{\text{O}}_3+2{\text{SO}}_3$${\mbox{V}}_{2}{\mbox{O}}_{5}+2{\mbox{SO}}_{2}\ {\xrightarrow {t}}{\mbox{V}}_{2}{\mbox{O}}_{3}+2{\mbox{SO}}_{3}$ 

ПрименениеПравить

Оксид ванадия (III) применяют для получения ванадиевых бронз, используемых при изготовлении анодов химических источников тока, катодов электролизных ванн, как катализаторы в органическом синтезе, пигменты для типографских красок, материалы для полупроводниковых диодов и датчиков давления. Применяют как материал для термисторов. Встречается в природе в виде минерала карелианита Архивная копия от 9 января 2018 на Wayback Machine.

ЛитератураПравить

• Неорганическая химия / под ред. Ю.Д. Третьякова. — М.: Академия, 2007. — Т. 3. — 352 с.