Lexikon der Chemie: Vanadiumoxide
Vanadiumoxide. Vanadium(V)-oxid, Divanadiumpentoxid, V2O5, orangegelbe bis rote Verbindung, die aus ihrer Schmelze in rhombischen Nadeln kristallisiert; D. 3,357 g cm-3, F. 690 °C, Kp. etwa 1750 °C (Z.). V2O5 hat eine hochmolekulare Struktur, die der des blattförmigen Silicat-Ions [Si2O5]2- entspricht, ist in Wasser wenig, mit saurer Reaktion löslich und geht in Salz- oder Salpetersäure mit dunkel- oder gelbroter Farbe kolloidal in Lösung. Mit starken Laugen reagiert V2O5 unter Bildung von Orthovanadaten M3VO4, die mit entsprechenden Phosphaten(V), Arsenaten(V) und Manganaten(V) isomorph kristallisieren. Säurezusatz zu wäßrigen Vanadatlösungen führt über Kondensationsvorgänge zu Polyvanadiumsäuren (Vanadate). Man erhält reines V2O5 z. B. durch Erhitzen von Ammoniumvanadat Na4VO3 oder durch Oxidation von pulverförmigem Vanadium mit Sauerstoff. V2O5 ist ein technisch wichtiges Zwischenprodukt bei der Herstellung von Vanadium. Es wird zur Herstellung von Ferrovanadium und als Katalysator bei großtechnischen Oxidationsverfahren verwendet, wobei es als Sauerstoffüberträger dient, so beim Kontaktverfahren zur Gewinnung von Schwefelsäure, bei der Oxidation von Naphthalen zu Phthalsäureanhydrid und von Anthracen zu Anthrachinon. Weiter wird V2O5 zur Herstellung von Vanadaten für die Textilfärberei sowie für UV-absorbierende Gläser verwendet. Es ist Ausgangsprodukt für weitere Vanadium(V)-Verbindungen.
Die niederen Oxide des Vanadiums sind von geringerer Bedeutung. Sie zeigen mit abnehmender Wertigkeit des Metalls zunehmende Basizität und werden von V2O5 ausgehend dargestellt. Durch gelinde Reduktion, z. B. mit Schwefeldioxid oder Oxalsäure, überführt man V2O5 in das im Rutilgitter kristallisierende Vanadium(IV)-oxid, Vanadiumdioxid, VO2, tiefdunkelblaue Kristalle oder grünes Pulver; D. 4,339 g cm-3, F. 1967 °C. Erhitzt man V2O5 im Wasserstoffstrom, erhält man schwarzes, glänzendes, Korundstruktur aufweisendes Vanadium(III)-oxid, Divanadiumtrioxid, V2O3; D. 4,87 g cm-3, F. 1970 °C. Vanadium(II)-oxid, Vanadiummonoxid, VO, eine grauschwarze, im Steinsalzgitter kristallisierende, metallisch glänzende, den elektrischen Strom gut leitende Verbindung, D. 5,758 g cm-3, wird zweckmäßigerweise durch Reduktion von Vanadium(V)-oxidtrichlorid dargestellt. Es wird durch verd. Säuren unter Bildung von [V(H2O)6]2+gelöst.
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