Корзина
Ваша корзина пуста!
Это никогда не поздно исправить :)
Ванадил сернокислый: технические характеристики и применение
Ванадил сернокислый (ванадилсульфат, VOSO) неорганическое соединение, в котором ванадий находится в степени окисления +4. В зависимости от гидратной формы выпускается в виде кристаллического порошка голубого или сине-зеленого цвета. Молярная масса безводной формы составляет 163,0 г/моль, пентагидрата 253,1 г/моль. Соединение хорошо растворимо в воде (до 470 г/л при 20C), частично в этаноле и диметилсульфоксиде. Водные растворы имеют кислую реакцию (pH от 2,5 до 3,5 для 5% раствора) и характерную голубую окраску, обусловленную присутствием иона ванадила VO.
В промышленных условиях ванадил сернокислый получают растворением пентаоксида ванадия (VO) в серной кислоте с последующим восстановлением сернистым газом, диоксидом серы или электрохимическим методом. Продукт поставляется в виде пентагидрата (VOSO5HO) или тригидрата (VOSO3HO) с массовой долей основного вещества от 97% до 99,5% в зависимости от квалификации.
Основные физико-химические параметры
- Массовая доля основного вещества от 97,0% до 99,5%
- Содержание примесей тяжелых металлов (Fe, Cu, Ni) не более 0,005% каждого
- Нерастворимый остаток в воде не более 0,01%
- Потери при прокаливании (для пентагидрата) от 32% до 36%
- Насыпная плотность от 0,9 до 1,2 г/см
- Температура плавления (для безводной формы) 105C с разложением
Области промышленного применения
Ванадил сернокислый востребован в производстве катализаторов окисления диоксида серы в триоксид при получении серной кислоты контактным способом. В составе ванадиевых катализаторных масс (например, марок СВД, ИК-1-6) соединение выступает активным компонентом, обеспечивающим селективность процесса при температурах от 400 до 600C.
В химической промышленности VOSO применяется как исходное сырье для синтеза других соединений ванадия: оксидов, ванадатов, комплексных соединений с органическими лигандами. Используется в производстве ванадиевых электролитов для проточных редокс-батарей (VRFB), где концентрация ионов VO в сернокислом электролите составляет от 1,5 до 2,0 моль/л.
В лабораторной практике реактив применяется в качестве аналитического стандарта при определении ванадия методом титрования, а также как катализатор в органическом синтезе при окислении спиртов, эпоксидировании олефинов и в реакциях кросс-сочетания. В металлургии используется для легирования титановых и алюминиевых сплавов, где вводится в шихту в виде раствора или порошка.
Квалификации и фасовка
| Квалификация | Массовая доля VOSO, % | Форма выпуска | Упаковка | Типичное применение |
|---|---|---|---|---|
| Ч (чистый) | от 97,0 до 98,5 | Порошок | Банки 0,51 кг | Лабораторные синтезы |
| ЧДА (чистый для анализа) | от 98,5 до 99,0 | Кристаллы | Банки 0,251 кг | Аналитическая химия |
| ХЧ (химически чистый) | от 99,0 до 99,5 | Кристаллы | Банки 0,10,5 кг | Стандартизация, особо чистые синтезы |
Реактив поставляется в полиэтиленовых банках с герметичной крышкой или в многослойных бумажных мешках с полиэтиленовым вкладышем для промышленных партий. Хранение осуществляется в сухих складских помещениях при температуре от 0 до 30C в плотно закрытой таре. Срок годности при соблюдении условий хранения 3 года с даты изготовления.
Требования безопасности
Ванадил сернокислый относится к веществам 2 класса опасности (высокоопасным) по ГОСТ 12.1.007. При попадании в организм в виде пыли или аэрозоля вызывает раздражение слизистых оболочек дыхательных путей и глаз. Предельно допустимая концентрация в воздухе рабочей зоны 0,1 мг/м (в пересчете на VO). При работе с реактивом необходимо использовать средства индивидуальной защиты: респиратор типа Лепесток или противогаз с фильтром марки А, защитные очки, резиновые перчатки. При попадании на кожу промыть большим количеством воды, при проглатывании немедленно обратиться за медицинской помощью.
Вопросы и ответы (FAQ)
Чем отличается ванадил сернокислый от ванадата аммония?
В ванадилсульфате ванадий находится в степени окисления +4 и существует в виде катиона VO, тогда как в метаванадате аммония (NHVO) ванадий имеет степень окисления +5 и входит в состав аниона VO. Это определяет разные области применения: VOSO используется в восстановительных средах и для получения электролитов, а NHVO преимущественно в окислительных процессах и производстве катализаторов.
Как приготовить рабочий раствор ванадилсульфата для лабораторных целей?
Навеску пентагидрата растворяют в дистиллированной воде при перемешивании при комнатной температуре. Для ускорения растворения допускается легкое нагревание до 4050C. Растворы готовят непосредственно перед использованием, так как при длительном хранении возможно частичное окисление V(IV) до V(V) с изменением окраски раствора.
В каких концентрациях ванадил сернокислый применяется в редокс-батареях?
В проточных ванадиевых редокс-системах концентрация ванадилсульфата в сернокислом электролите составляет от 1,5 до 2,0 моль/л при концентрации серной кислоты от 2 до 4 моль/л. Рабочий диапазон температур электролита от 10 до 40C.
Какие примеси нормируются в ванадилсульфате квалификации ХЧ?
В реактиве квалификации ХЧ нормируется содержание железа (не более 0,002%), меди (не более 0,001%), никеля (не более 0,001%), хлоридов (не более 0,005%), сульфатов щелочных металлов (не более 0,05%) и нерастворимого остатка (не более 0,005%).