о ванадію. Порівняно стійкі з'єднання чотирьохвалентного ванадію. Нормальний потенціал V 5+/ V 4+=1,01 в . Характерний легкий перехід ванадію від пятивалентного стану до Четирьохвалентний і назад. З'єднання двох нижчих валентностей малостійкі і є сильними відновниками.
З киснем ванадій утворюють чотири окисла: VO і V 2 O 3 з основними властивостями, амфотерний двоокис VO 2 і п'ятиокис V 2 O 5, що володіє кислотними властивостями при незначному прояві основних властивостей.
Пятиокись ванадію - червоний або червоно-жовтий порошок, що плавиться при 675. Вона служить вихідним матеріалом для виробництва феррованадия, ванадію високої чистоти і ряду сполук ванадію. Слід зауважити, що металевий ванадій при температурі, що перевищує 500, енергійно окислюється до пятиокиси.
Пятиокись ванадію легко розчиняється в лугах з утворенням ванадатов. Ванадати калію і натрію добре розчинні у воді. Солі двох- і тривалентного ванадію малорастворіми.
Найбільше практичне значення мають ванадати натрію, амонію і кальцію. Ортованадати 3Na 2 OV 2 O 5 (Na 3 VO 4) стійкі в розчині в інтервалі рН=11,8 12,2; пірованадати 2Na 2 OV 2 O 5 (Na 4 V 2 O 7) утворюються при рН=10 11,8; метованадати Na 2 OV 2 O 5 (2Na 4 VO 3) утворюються при рН=7,5 10. При рН=1,7 2,8 виділяються ванадати натрію з відношенням Na 2 O: V 2 O 5 1. Найбільш стійкий метованадат натрію ; орто- і пірованадати гидролитически розкладаються водою з утворенням метаванадата.
Хлористий амоній в присутності аміаку легко облягає з розчину ванадату натрію метаванадата амонію NH 4 VO 3. При нагріванні вище 125 метаванадата амонію розкладається по реакцій
2NH4VO3V2O5 + 2NH3 + H2O (1)
При додавань до розчину ванадату натрію гідроокису кальцію («вапняного молока») з розчинів осідають ванадати кальцію: в інтервалі рН=10,8 11 - ортованадат Ca 3 (VO 4) 2; при рН=7,8 9,3 - пірованадат Ca 2 V 2 O 7; при рН=5,1 6,1 - метаванадата Ca (VO 3) 2. Метаванадата кальцію може служити вихідною сировиною для виплавки феррованадия.
Відомо трьох сульфіду ванадію: VS, V 2 S 3 і V 2 S 5. З хлором ванадій дає ряд хлоридів і оксихлоридов: VCl 4, VOCl 3, VCl 3. Нагрівання ванадію в атмосфері азоту до температури перевищує 700, зумовлює утворення нітридів V 3 N 4 і VN. З вуглецем і углеродсодержащими газами при високій температурі ванадій утворює карбіди V 2 C, V 4 C 3 і VC. Ванадій здатний поглинати значні кількості водню з утворенням твердих розчинів. З кремнієм ванадій утворює силіциди VSi 2 і V 3 Si.
Основна маса ванадію (85-95%) використовується в металургії. Близько 50% легованих сталей містять ванадій. Введення невеликих кількостей ванадію в сталі різко підвищує їх міцність, межа плинності, зносостійкість, твердість, опір втоми і пластичні властивості. Конструкційні сталі з вмістом ванадію 0,15-0,20% мають високі характеристики міцності і пластичними властивостями. Інструментальні сталі, що містять 1-2% ванадію, зберігають твердість при підвищених температурах. Введення 0,03-0,05% ванадію в сталь, призначену для отримання листового металу для глибокого штампування, усуває схильність листового металу до старіння. Ванадій в кількості 10-13% входить до складу сталей для виготовлення постійних магнітів.
Ванадієві стали широко застосовуються в авіа- і автобудування, залізничному транспорті, машинобудуванні. Істотний вплив присадок невеликих кількостей ванадію на властивості сталей в ряді випадків пояснюється утворенням в сталях міцних карбідів ванадію і складних ванадийсодержащих карбідів.
В даний час розширюється область застосування ковкого ванадію як конструкційного матеріалу з високими механічними і антикорозійними властивостями, здатного працювати в умовах підвищених температур. Становлять значний інтерес і знаходять промислове застосування сплави ванадію з титаном і церієм. Сплави цих систем зберігають ковкість при всіх концентраціях і мають високі характеристики міцності при підвищених температурах. Пластичні властивості сплавів ванадію з титаном вище, ніж у ванадію високої чистоти. Властивості цих сплавів ще більш підвищуються в результаті присадки алюмінію, хрому, кремнію і вуглецю. Ковкий ванадій і сплави на його основі мають широку перспективу застосування в приладобудуванні, атомній, енергетичній, оборонній промисловості і ракетній техніці.
У хімічній промисловості використовуються різні сполуки ванадію: але найбільш важливе застосування пятиокиси ванадію як каталізатора в процесі виробництва сірчаної кислоти контактним способом і в промисловості органічного синтезу. Ванадієві каталізатори в хімічній промисловості замінили платинові, значно перевершивши останні по стійкості д...
