Материал: Неорганическая химия - курс лекций-презентаций

Ванадий

Чистый ванадий – серебристый ковкий металл, плотностью 5,96 г/см3, плавящийся при

температуре около 1900°С.

Как и у титана, механические свойства ванадия резко ухудшаются при наличии в нем примесей

кислорода, азота, водорода.

Ванадий отличается высокой химической устойчивостью в воде, в морской воде, в

растворах щелочей.

Он растворяется в плавиковой кислоте, в концентрированных азотной и серной кислотах,

в царской водке.

Ванадий

Ванадий в основном используют в качестве добавки к сталям.

Сталь, содержащая всего 0,1 – 0,3% ванадия, отличается большой прочностью, упругостью и

нечувствительностью к толчкам и ударам.

Это особенно важно для автомобильных осей,

которые все время подвергаются сотрясению.

Как правило, ванадий вводят в сталь в комбинации с другими легирующими элементами:

хромом, никелем, вольфрамом, молибденом.

Наиболее широкое применение ванадий нашел в

производстве инструментальных и

конструкционных сталей.

Он применяется также для легирования чугуна.

Ванадий

Ванадий образует четыре оксида: VO, V2О3, VO2 и V2O5.

Высший оксид V2O5 – обладает ярко выраженным кислотным характером.

Диоксид VO2 амфотерен.

Оба низших оксида проявляют только основные свойства.

Оксид ванадия (V), или ванадиевый ангидрид, V2O5 – вещество оранжевого цвета, легко растворимое в щелочах с

образованием солей метаванадиевой кислоты НVО3,

называемых ванадатами.

Ванадиевый ангидрид и ванадаты применяются в химической промышленности в качестве катализаторов при контактном способе получения серной кислоты и при некоторых

органических синтезах.

Соединения ванадия используются также в стекольной промышленности, в медицине, в фотографии.

Ниобий. Тантал

В земной коре ниобия содержится 0,002, а тантала

0,0002% (масс).

Оба элемента во многом сходны с ванадием.

В свободном состоянии они представляют собой тугоплавкие металлы, твердые, но не хрупкие, хорошо

поддающиеся механической обработке.

Плотность ниобия 8,57 г/см3, тантала 16,6 г/см3.

Температуры плавления, соответственно, 2500 °С и

3000 °С.

Оба металла, в особенности тантал, устойчивы во многих агрессивных средах.

На них не действуют соляная, серная, азотная, хлорная кислоты и царская водка, так как на

поверхности этих металлов образуется тонкая, но очень прочная и химически стойкая оксидная пленка.

Ниобий. Тантал

У тантала, например, эта пленка представляет собой оксид тантала (V) Ta2O5.

Поэтому на тантал действуют только такие реагенты, которые способны взаимодействовать с этим оксидом

или проникать сквозь него.

К подобным реагентам относятся фтор,

фтороводород и плавиковая кислота, расплавы щелочей.

Ниобий – один из основных компонентов многих

жаропрочных и коррозионностойких сплавов.

Особенно большое значение имеют жаропрочные

сплавы ниобия, которые применяются в производстве

газовых турбин, реактивных двигателей, ракет.

Ниобий вводят также в нержавеющие стали.