TÍNH CHẤT HÓA HỌC, ĐIỀU CHẾ VÀ ỨNG DỤNG CỦA VANADI (V)

1. Lịch sử về nguyên tố Vanadi

-  Vanadi được phát hiện năm 1801 bởi Andrés Manuel del Río, một nhà khoáng vật học Mexico sinh tại Tây Ban Nha. Del Río tách nguyên tố từ một mẫu quặng "chì đen" Mexico, sau đó được đặt tên là vanadinit.

2. Tính chất vật lí

-  Vanadi là một kim loại màu xám bạc mềm, dễ uốn. Nó có khả năng chống ăn mòn tốt. Khối lượng riêng từ 5,96 – 6,12 g/cm³, nhiệt độ nóng chảy là 1920⁰C và sôi ở 3450⁰C.

 3. Tính chất hóa học

-  Bền trong không khí (không bị mờ đục trong không khí ẩm) ở điều kiện thường, bị phủ màng oxit.

-  Khi nung nóng, vanadi là kim loại hoạt động có tính khử mạnh E⁰_V²⁺_/V= -1,13V.

-  Vanadi có nhiều mức oxi hóa các trạng thái ôxy hóa phổ biến nhất là +2 , +3 , +4 và +5.

a. Tác dụng với phi kim

-  Ở nhiệt độ cao, vanadi phản ứng được với nhiều kim loại (như nitơ, hidro, oxi, halogen,...)

    Thí dụ: 4V (bột) + 5O₂ → 2V₂O₅

                 2V + N₂ → 2VN

                 2V + H₂ →  2VH

b. Tác dụng với axit 

• Vanadi cũng không bị tan trong axít loãng.

      V + 3H₂SO₄ (đặc, nóng) → (VO)SO₄ + 2SO₂ + 3H₂O.

      V + 6HNO₃ (đặc, nóng) → (VO₂)NO₃ + 5NO₂ + 3H₂O.

      3V + 12HCl (đặc) + 4HNO₃ (đặc) → 3VCl₄ (l)  + 4NO  + 8H₂O.

c. Tác dụng với dung dịch kiềm

          4V + 4NaOH + 5O₂ → 4NaVO₃ + 2H₂O

          4V + 12NaOH + 5O₂ → 4Na₃VO₄ + 6H₂O         

4. Trạng thái tự nhiên

-  Vanadi xuất hiện trong tự nhiên là hỗn hợp của một đồng vị bền ⁵¹V và một đồng vị phóng xạ  ⁵⁰V. Trong tự nhiên, crom chủ yếu tồn tại ở dạng hợp chất có nhiều trong một số loại quặng sắt.

5. Điều chế

-  Vanadi nguyên chất được tạo ra bằng cách khử vanadi pentoxit với canxi.

  V₂O₅ + 5Ca → 2V + 5CaO

6. Ứng dụng

-  Vanadi có ứng dụng quan trọng trong công nghiệp là hợp kim với sắt ferovanađi. Ngoài ra còn có một số ứng dụng khác như:

 -  Pin khử vanadi kết hợp  của các dung dịch axit mạnh của hợp chất vanadi(V) với bột kẽm.

 -  Nó làm chất xúc tác cho nhiều phản ứng hóa học.

 -  Làm chất phối màu dựa vào các trạng thái ôxy hóa phổ biến nhất là +2 (tử đinh hương), +3 (lục), +4 (lam) và +5 (vàng).

Trung tâm luyện thi, gia sư - dạy kèm tại nhà NTIC Đà Nẵng