Г. Реми - Курс неорганической химии (1109024), страница 36
Текст из файла (страница 36)
63). В обоих случаях тсвлоты образоваппи возрастают с уаеличепием атоикого веса. Сплавы. Как следует згз табл. 1З, сведения относительна сплавов металлов побочной подгруппы пятой группы еще очень недостаточны. Причины этого то же, чта и г.»учао сплавов металлов кабачной подгруппы четвертой группы. Значзгтально более тачныа данные имеются а повздспии этих металлов па отношению к некоторым технически более вагиным металлам побочных подгрупп (Ге, 1ч), Сп, Ая), а тащке а системах, пахан»их на сплавы, в образовании которых участвуют немвтзллы.
Теизимет»зичгслпм и рептгепометричесвии методами Биль»и (ВЖ» %., »936) исследовал скотлиы ЧЬ вЂ” Я и Та — Я. Оказалось, что КЬ и Та ис включают в своп решеткп заметиых коли»сета серы, по сульфпды этих металлов по составу могут иолебатьсе з широких пределах. Саедоиательио, опи обладают характером медальлггяидлыя сггдияеяиа.
Однако состав. 6ольшиигтва э»их сульфидов можно представить формулой, так как в большипстэс случасэ одва пз двух граничащих фаз соответствует сй. Например, мовосуаьфид ппобия Г)ЬЯ, ве содерзкащкй в своей решетке избыточной СЕРЫ, Мажст СОРЭРжа»Ь ДО 1 атОМа ИЭЯЫтОЧПОГО Кпабпи. ПеагтОРВЫй СУЛЬфИД Г(Ь»Я», папрогпз, не может привять вабыточвзей пиобий, по может содержать до 6 атомов избыточной серы (ИЬЯ»). Тантал образует трпсульфид ТаЯ», который может содержать избыгочпую серу (во пе тайтал), и дпсульфпд ТаЯ», способный припиьить серу в таком количество что ее содгржавве превосходят келсо ТаЯ».
Далее, Та образует по крайней мере еще аслеэ пагкий сузьфпц (Тгй)) таз»хм с пережшиыи составом. Озедует еще указать, что ванадий, пс-видимому, дает сплав с платиной, а ЗЧЬ ооразуег аналогичные соединения с Р и чэ. На основании размерое атомзгых радиусов можно утеорждагь, что ХЬ и Та способны э некотором соотношении образовывать твердые ряс»зори. О сислеиах г' — ХЬ и г' — Та пока ничего пелзвэсп»о. ВАПАДП11 (1гА~дАР11УЯ) т' Распространенно в природе.
Несмотря на та чта ванадий довольно распространен в земной каре, он очень редко встрелаотси в болыпнх количествах. Для технического получения западня важнейшим сырьем долгое время служил лап»рокки» (сульфид ванадии), мощные ь»естораждепня которого находится главным образом в Перуанских Андах иа высоте 5500»г над уровнем моря.
В настоящее время большов значение приобрели также ваиадиевыо руды, встречающиеся з 1Ого-ЗападнайАчзрнка, Северной Америке и Родезии. Первы»» из найденных минералов ванадия является впиадимип» (ванадпевасвиицавая руда) ЗРЬ,(ЧО»)» РЬС1з, он распространен главныы образом в Мексике и других южноамериканских штатах, а также в Испании.
В Валарада и Утаха (на западе США), а также в )О»ниой Австралии встречается кар»го»кит К»(БОз)а(ЪгО») з ЗН,О. Прежде сга добывали главным образам из-эа радия. В настоящее время ан является в основном источникам урана н в качество побочного продукта из него получают (наряду с радием) ванадий, Ояедует упомянуть далео регягалюл — силикат сложвого состава, содэржап»ий лгнадий. Ов встречается в Колорадо, Калифорнии, Новом КЬипом 1эльсе и И>квай зэгтраззип главным образом в видо окрашенного э зеленый цпет песчаника (запад *сэый песчаппк) в до отзгрытия патроната и каркотита представлкх собоа зежпейшую амыдпезузо Руду о ~ а $ ! М $ 'с '/ сэ о Л сз 3 ч й,с3 Г 2". Ь йс й й ~ Ф З Ф Й о р $ Ы и' я; Р Й О ю Я й в Л Ы с ~О о ! ! ! ! ! 3 ! ! ! ! ! й, Я; Ж Ф~ о й ~ф и л" $:.Д з Ф ы Ф о~ 3 ~) СЭ ю Е с ~Я Е Ф о Я Ф3 Ф %Р О ~) Ф 5 З $ Ф Ф Р.
3 Ф Р и П Ф о % Ф :й Ф с б Р' Ю Ф Ф й сФ 6 Ф о $ Ф Р И я м. й о Ц $' ф ~ ь с" д Ф 4 $ ~: 2". ~ф й 8 Й ~ Е~ $" :а !$5 109 Пятая еруаяа периодической система Небольшие количества ванадия содергг<атся часто в свинцовых, иногда также в медных и желозпых рудах, Исторические сведения.
В )830 г. Зефпетрем (Ве(з(гйш) в-гибком железе, полученном из руд гожпошведскогоТаберга, нашел новый элемент, который по имени скандинавской богини Фрейи, или Ванадтгс, был назван ванадивлс. За 29 лет яо етого запаляй был открыт мексиканским ыкнералогом дель Рко в еакицовой руде, добытой в Заиапапе (Мексика), и вначале был паевая им благодаря окрашенным в разлкчние плеча окпслаы иаикрсмол (от греческого сыт и хэс ра: енсецветныйе), а затем по красивому краевому цвету нагретых солей еритра кием (еопбдоз— КрасетыйЬ Однако дель 1'ио ие удалось установить с достаточной уверенностью, что открытое им вошестио повый елемект. Волго того, позднее он сам пришел к выводу, что зто была разиовкянссть хрома.
В действительности, однако, добылаеиая в Зимапзне свинцовая Ру,~а представляла собой соединение ванадия, как усталовил Велер сразу после открытые Зсфштремз. Ве назвали еаиадииитал. Сначала ванадий принимали ш аналог хрома, пока в 1867 г. английский химик Роска (Воесое) точно не доказал прикадлажиость его к семейству фосфора, т. е. к пятой группо периодической сиотеыы, Получение. Для техппческого получения ванадия из патронпта руду вначале плавят в пламенных печах с добавлепггем флюсом При этом тяжелые примеси осаждаются, а западай переходит в шлак.
Так как производство чистого ьп,тиллпческого ванадия снязано с большими трудностями, для тсхпнческегх целей обычно получвют сплавы ванадия проимущестнекио с лсеесзок, так называемый ферроваяадий. Получение ферроваиадия осуществляют в болыпннстве случаев путем алиикотерлип. Для этого шлак, соцержащий ванадий, смешивают в тиглях с гранулированным алюминием и железом, прибавляют флюсы (плавиковый шпаг или буру), кагревают до красного каления и обычным образом доводят до восплаыонения.
Можно проводить этот процесс и в болыпем масштаба в шахтных печах. Нолученсее почти чистого металлического ванадия (98 — 99%-ного) осушествлено Руффом к Мартином (Кон, Магып) алшьсотермическкм восстановлением трехоккси западня в тиглях из магнезия (с цобзеленяем угля) и илазлсивсм полученного королька в вануумной дуговой печи. Чистый порошкообразяый ванадий был получен Дерикгом (Вбмпб, 1934) ьгсдлокяым, ооторсяснеем кагразанпем в токе водорода, в принципе примененным Росло еще в 1870 г. Компакткый, совершенно чнсгый н поэтому ловкий взпадсея был получая ноцсщпым мегодоьг вак Лркеля н да Бура.
Свойства. Ванадий (в более нли менее чистом состоянии) металл серо-стального цвета, чрезвычайно твердый, но поддагощийся шлифованию и позированию. Он обладает небольшим удельным весом и очень высокой температурой плавления. Совершение чистый ванадий, согласно Руффу, плавится ярп 1715', по достаточно яеболылой кримесн углерояз, чтобы температура плавления его зкачипыько повысплссь. Например, цля ванадия с прнмесью 2,7% углерода Руфф кзшелтемпературу плавления равной 2185", с 10% С вЂ” 2700'.
температуру плавления повышает таеоке крнмесь кислорода или окисла. Так как вовышекие температуры плавления находится п простой зависимости от количества углерода пнк кислорода, то на основания усталсттсяня теылеретур плавления различных проб с неодинаковым содерясзвнем примесой зкстраполкроваивем можно весьма точно определить температуру плавления чистого металла. При обычной температуре в компактном состоянии ванадий не подвержен действию воздуха, воды к щелочей.
Он устойчив также и по отношению к неокислягощим кислотам, за исключением плавиковой кислоты. В сильных кислотах-окнслителях — царской водке и азотной кислоте— он растворяется. В сжатом кислороде тонкоизыельчеиный металл сгорает главным образом до пятиокиси Ъ'зО«. Но наряду с этим в качестве продуктов сгорания ванадкя образуются и низшие окислы. Теплоты обра возопил, по давным Сименса и Улиха (3(ежова, Пис)«, 1940), равны: для гзОз 296, 1 Оз 171, узО«373 ззаз/л«аль.
Ванадии может поглощать до 0,4 ат. «4 кислороаа, образуя таердмй раствор. Его режетка при этом подвергаются тетраговальной деформации (подобно решетке а жевеза при коглощевии углерода, ср. стр. 230), Прп кагревзяии металлического ванадия в токе азота образуется нитрид ванадия у)«. По-зияимому, существуют также другие ингриды (ср. табл.
13). Если «"г( пег))езать с Ызк в атмосфере азота, образуется, кав устаиовлеио 1Озой (1оза, 1956), дзоииое соодикекие Ы«Ъ )Ч«, в ««отаром ванадий в отличие от простого ингрида не трех-, а пятялалентги, С мнкп,яком ванадии соедиияотся при нагревании, образуя «Аз и УАзз. Прм сплавлоиии ванадия с кремнием в электрических печах в зависимости от условий опыта образуетоя либо Узй), либо УЭ«з, которые различаются твердостью и значптелытой устойчивостью к химическим воздействиям пря низких температурах.
Такое и«е свойство обнаруживают и карбиды «зС п УС, образующиеся при взаимодействии ванадия с углеродом при более высокой температуре (о дру«их карбидах см. табл, 13). Примонение. Производство стали п железа — основная область применения ванадия. Ванадии придает стали и чугуну прочность, вязкость, ковкость и устойчивость к толчкам н ударам. Особое значение зто имеет в производстве авиационных и автомобильных моторов. Для достижония указанных снойств достаточна примесь 0,4 — 0,2э~е ванадия.
Эти свойства обусловлены отчасти, как и в случае титана, раскисляющей способностью ванадия, кроме того, Его специфическим влиянием на структуру сплава. Для специальных целей имеют значение сплавы ванадия с другими металлами, например с медью, никелем и алюминием. Со«бия«зиа ванадия применяют иногда в качество переносчиков кислорода. Так ях можно использовать для каталитического окисления органических соединений, например для получения аиилииозой черной окислением аиклпна хлоратом влн бихроматом калия.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
