Метаванадат аммония

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
SMILES	развернуть   [NH4+].O=[V-](=O)=O
RTECS	YWD875000
Безопасность
NFPA 704	0 3 0 OX
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.

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

Получение

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

${\mathsf{V}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{5}}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{(}{\mathsf{NH}}_{\mathsf{3}}\cdot {\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\mathsf{)}\stackrel{}{\to }\mathsf{2}{\mathsf{NH}}_{\mathsf{4}}{\mathsf{VO}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$

• Обменной реакцией между метаванадатом натрия и хлоридом аммония:

${\mathsf{NaVO}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}{\mathsf{NH}}_{\mathsf{4}}\mathsf{Cl}\stackrel{}{\to }{\mathsf{NH}}_{\mathsf{4}}{\mathsf{VO}}_{\mathsf{3}}\downarrow \mathsf{+}\mathsf{NaCl}$

Физические свойства

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 свойства

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

$\mathsf{2}{\mathsf{NH}}_{\mathsf{4}}{\mathsf{VO}}_{\mathsf{3}}\stackrel{\mathsf{500}\mathsf{-}{\mathsf{550}}^{\mathsf{oC}}\mathsf{,}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}}{\to }\mathsf{2}{\mathsf{NH}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}{\mathsf{V}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{5}}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$

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

$\mathsf{18}{\mathsf{NH}}_{\mathsf{4}}{\mathsf{VO}}_{\mathsf{3}}\stackrel{{\mathsf{350}}^{\mathsf{oC}}\mathsf{,}{\mathsf{N}}_{\mathsf{2}}}{\to }\mathsf{6}{\mathsf{V}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{7}}\mathsf{+}\mathsf{16}{\mathsf{NH}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}{\mathsf{N}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{12}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$

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

• Реагирует с кислотами:

$\mathsf{2}{\mathsf{NH}}_{\mathsf{4}}{\mathsf{VO}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{HCl}\stackrel{}{\to }{\mathsf{V}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{5}}\downarrow \mathsf{+}\mathsf{2}{\mathsf{NH}}_{\mathsf{4}}\mathsf{Cl}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$

• Реагирует с щелочами:

${\mathsf{NH}}_{\mathsf{4}}{\mathsf{VO}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{NaOH}\stackrel{{\mathsf{100}}^{\mathsf{oC}}}{\to }{\mathsf{Na}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{VO}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}{\mathsf{NH}}_{\mathsf{3}}\uparrow \mathsf{+}\mathsf{2}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$

• Восстанавливается водородом:

$\mathsf{2}{\mathsf{NH}}_{\mathsf{4}}{\mathsf{VO}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{2}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\stackrel{\mathsf{700}\mathsf{-}{\mathsf{750}}^{\mathsf{oC}}}{\to }{\mathsf{V}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{2}{\mathsf{NH}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$

• Реагирует с гидросульфатом аммония в кислой среде:

$\mathsf{4}{\mathsf{NH}}_{\mathsf{4}}{\mathsf{VO}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{2}{\mathsf{NH}}_{\mathsf{4}}{\mathsf{HSO}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{5}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{SO}}_{\mathsf{4}}\stackrel{{\mathsf{90}}^{\mathsf{oC}}}{\to }\mathsf{4}{\mathsf{VOSO}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{(}{\mathsf{NH}}_{\mathsf{4}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{SO}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{6}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}$

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

${\mathsf{NH}}_{\mathsf{4}}{\mathsf{VO}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{2}{\mathsf{NH}}_{\mathsf{4}}\mathsf{HS}\mathsf{+}\mathsf{2}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}\stackrel{}{\to }\mathsf{(}{\mathsf{NH}}_{\mathsf{4}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{3}}\mathsf{[}{\mathsf{VS}}_{\mathsf{4}}\mathsf{]}\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$

Применение

• Катализатор в органическом синтезе.

Литература

• 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.