Сульфат ванадила

Сульфат ванадила — неорганическое соединение, оксосоль металла ванадия и серной кислоты с формулой VOSO₄, синие кристаллы, хорошо растворимые в воде, образует кристаллогидраты.

Сульфат ванадила
Общие
Систематическое наименование	Сульфат ванадила; оксисульфат ванадия
Традиционные названия	сернокислый ванадил
Хим. формула	VOSO4
Физические свойства
Состояние	синие кристаллы
Молярная масса	163,00 г/моль
Плотность	гидр. 2,21 г/см³
Химические свойства
Растворимость
• в воде	112,75 г/100 мл
Классификация
Рег. номер CAS	27774-13-6
PubChem	34007
Рег. номер EINECS	248-652-7
SMILES	[O-]S(=O)(=O)[O-].O=[V+2]
InChI	InChI=1S/H2O4S.O.V/c1-5(2,3)4;;/h(H2,1,2,3,4);;/q;;+2/p-2 UUUGYDOQQLOJQA-UHFFFAOYSA-L
ChEBI	33146
ChemSpider	31347, 32756811, 21429424 и 21493779
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Медиафайлы на Викискладе

Сульфат ванадила тригидрат

ПолучениеПравить

• Растворение ванадия или его оксида в концентрированной горячей серной кислоте:

$\mathsf{V}\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\stackrel{{\mathsf{90}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }\mathsf{V}\mathsf{O}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\uparrow <!--\; \uparrow \; -->\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$${\mathsf {V+3H_{2}SO_{4}\ {\xrightarrow {90^{o}C}}\ VOSO_{4}+2SO_{2}\uparrow +3H_{2}O}}$ 

$\mathsf{2}{\mathsf{V}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{5}}\mathsf{+}\mathsf{4}{\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{O}}_{\mathsf{2}}\uparrow <!--\; \uparrow \; -->\mathsf{+}\mathsf{4}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$${\mathsf {2V_{2}O_{5}+4H_{2}SO_{4}\ {\xrightarrow {90^{o}C}}\ 4VOSO_{4}+O_{2}\uparrow +4H_{2}O}}$ 

• Реакция метаванадата аммония и гидросульфата 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{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+O_{2}}}$ 

Физические свойстваПравить

Сульфат ванадила образует синие кристаллы, хорошо растворимые в воде. При кипячении в концентрированной серной кислоте переходит в серо-зелёную модификацию, практически не растворимую в воде.

Образует кристаллогидраты состава VOSO₄•n H₂O, где n = 2, 3, 5, 7 и 13.

С серной кислотой образует аддукты вида 2VOSO₄•H₂SO₄.

Химические свойстваПравить

• Безводную соль получают разложением кристаллогидрата:

$\mathsf{V}\mathsf{O}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\cdot <!--\; \cdot \; -->\mathsf{3}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\stackrel{\mathsf{260}\mathsf{-<!--\; -\; -->}{\mathsf{280}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }\mathsf{V}\mathsf{O}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$${\mathsf {VOSO_{4}\cdot 3H_{2}O\ {\xrightarrow {260-280^{o}C}}\ VOSO_{4}+3H_{2}O}}$ 

• Разлагается при нагревании:

$\mathsf{2}\mathsf{V}\mathsf{O}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\stackrel{\mathsf{520}\mathsf{-<!--\; -\; -->}{\mathsf{530}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }{\mathsf{V}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{5}}\mathsf{+}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}$${\mathsf {2VOSO_{4}\ {\xrightarrow {520-530^{o}C}}\ V_{2}O_{5}+SO_{2}+SO_{3}}}$ 

• Реагирует с концентрированной азотной кислотой:

$\mathsf{V}\mathsf{O}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{H}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\stackrel{}{\to }\mathsf{V}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}$${\mathsf {VOSO_{4}+2HNO_{3}\ {\xrightarrow {}}\ VO_{2}NO_{3}+NO_{2}+H_{2}SO_{4}}}$ 

• Реагирует с щелочами:

$\mathsf{V}\mathsf{O}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{O}\mathsf{H}\stackrel{}{\to }\mathsf{V}\mathsf{O}\mathsf{(}\mathsf{O}\mathsf{H}{\mathsf{)}}_{\mathsf{2}}\downarrow <!--\; \downarrow \; -->\mathsf{+}\mathsf{N}{\mathsf{a}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}$${\mathsf {VOSO_{4}+2NaOH\ {\xrightarrow {}}\ VO(OH)_{2}\downarrow +Na_{2}SO_{4}}}$ 

• Восстанавливается атомарным водородом:

$\mathsf{V}\mathsf{O}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{(}\mathsf{Z}\mathsf{n}\mathsf{)}}^{\mathsf{0}}\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{H}\mathsf{C}\mathsf{l}\stackrel{\mathrm{\tau <!--\; \tau \; -->}}{\to }\mathsf{V}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$${\mathsf {VOSO_{4}+H_{(Zn)}^{0}+3HCl\ {\xrightarrow {\tau }}\ VCl_{3}+H_{2}SO_{4}+H_{2}O}}$ 

• Окисляется перманганатом калия, пероксидами щелочных металлов и надкислотами до оксида ванадия(V) или ванадатов(V):

$\mathsf{10}\mathsf{V}\mathsf{O}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{K}\mathsf{M}\mathsf{n}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{7}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\stackrel{{\mathsf{100}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}\mathsf{,}{\mathsf{H}}^{\mathsf{+}}}{\to }\mathsf{5}{\mathsf{V}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{5}}\downarrow <!--\; \downarrow \; -->\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{M}\mathsf{n}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}{\mathsf{K}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{7}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}$${\mathsf {10VOSO_{4}+2KMnO_{4}+7H_{2}O\ {\xrightarrow {100^{o}C,H^{+}}}\ 5V_{2}O_{5}\downarrow +2MnSO_{4}+K_{2}SO_{4}+7H_{2}SO_{4}}}$ 

$\mathsf{2}\mathsf{V}\mathsf{O}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{N}{\mathsf{a}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{8}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{O}\mathsf{H}\stackrel{}{\to }\mathsf{2}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{3}\mathsf{V}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{N}{\mathsf{a}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{4}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$${\mathsf {2VOSO_{4}+Na_{2}O_{2}+8NaOH\ {\xrightarrow {}}\ 2Na3VO_{4}+2Na_{2}SO_{4}+4H_{2}O}}$ 

$\mathsf{2}\mathsf{V}\mathsf{O}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}\mathsf{O}\mathsf{5}\mathsf{+}\mathsf{(}\mathsf{2}\mathsf{+}\mathsf{n}\mathsf{)}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\stackrel{}{\to }{\mathsf{V}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{5}}\mathsf{\ast <!--\; \ast \; -->}\mathsf{n}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}$${\mathsf {2VOSO_{4}+H_{2}SO5+(2+n)H_{2}O\ {\xrightarrow {}}\ V_{2}O_{5}*nH_{2}O+3H_{2}SO_{4}}}$ 

• При нагревании с сульфатом калия в присутствии серной кислоты образуется двойной сульфат ванадия(III) и калия:

$\mathsf{4}\mathsf{V}\mathsf{O}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{2}{\mathsf{K}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{2}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\stackrel{}{\to }\mathsf{4}\mathsf{K}\mathsf{V}\mathsf{(}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{2}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\mathsf{+}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\uparrow <!--\; \uparrow \; -->$${\mathsf {4VOSO_{4}+2K_{2}SO_{4}+2H_{2}SO_{4}\ {\xrightarrow {}}\ 4KV(SO_{4})_{2}+2H_{2}O+O_{2}\uparrow }}$ 

• Реагирует с цианидами сначала с выпадением серого осадка цианида ванадила:

$\mathsf{V}\mathsf{O}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{K}\mathsf{C}\mathsf{N}\stackrel{}{\to }\mathsf{V}\mathsf{O}\mathsf{(}\mathsf{C}\mathsf{N}{\mathsf{)}}_{\mathsf{2}}\downarrow <!--\; \downarrow \; -->\mathsf{+}{\mathsf{K}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}$${\mathsf {VOSO_{4}+2KCN\ {\xrightarrow {}}\ VO(CN)_{2}\downarrow +K_{2}SO_{4}}}$ 

Полученное соединение растворяется в избытке цианида с образованием нестабильного комплекса ${\mathsf{K}}_{\mathsf{4}}\mathsf{[}\mathsf{V}\mathsf{O}\mathsf{(}\mathsf{C}\mathsf{N}{\mathsf{)}}_{\mathsf{6}}\mathsf{]}$${\mathsf {K_{4}[VO(CN)_{6}]}}$ .

• С гексацианоферратом(II) калия образует светло-зелёный осадок соли:

$\mathsf{2}\mathsf{V}\mathsf{O}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}{\mathsf{K}}_{\mathsf{4}}\mathsf{[}\mathsf{F}\mathsf{e}\mathsf{(}\mathsf{C}\mathsf{N}{\mathsf{)}}_{\mathsf{6}}\mathsf{]}\stackrel{}{\to }\mathsf{(}\mathsf{V}\mathsf{O}{\mathsf{)}}_{\mathsf{2}}\mathsf{[}\mathsf{F}\mathsf{e}\mathsf{(}\mathsf{C}\mathsf{N}{\mathsf{)}}_{\mathsf{6}}\mathsf{]}\downarrow <!--\; \downarrow \; -->\mathsf{+}\mathsf{2}{\mathsf{K}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}$${\mathsf {2VOSO_{4}+K_{4}[Fe(CN)_{6}]\ {\xrightarrow {}}\ (VO)_{2}[Fe(CN)_{6}]\downarrow +2K_{2}SO_{4}}}$ 

• С гексацианоферратом(III) калия образует жёлто-зелёный осадок двойной соли:

$\mathsf{V}\mathsf{O}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}{\mathsf{K}}_{\mathsf{3}}\mathsf{[}\mathsf{F}\mathsf{e}\mathsf{(}\mathsf{C}\mathsf{N}{\mathsf{)}}_{\mathsf{6}}\mathsf{]}\stackrel{}{\to }\mathsf{(}\mathsf{V}\mathsf{O}\mathsf{)}\mathsf{K}\mathsf{[}\mathsf{F}\mathsf{e}\mathsf{(}\mathsf{C}\mathsf{N}{\mathsf{)}}_{\mathsf{6}}\mathsf{]}\downarrow <!--\; \downarrow \; -->\mathsf{+}{\mathsf{K}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}$${\mathsf {VOSO_{4}+K_{3}[Fe(CN)_{6}]\ {\xrightarrow {}}\ (VO)K[Fe(CN)_{6}]\downarrow +K_{2}SO_{4}}}$ 

ЛитератураПравить

• 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.