钒酸盐和多钒酸盐

钒酸盐和磷酸盐相似,都有缩合性,有正钒酸盐,焦钒酸盐,偏钒酸盐、多钒酸盐等。向钒酸盐溶液加酸,降低溶液的 pH 值,使钒酸根离子质子化的同时发生脱水而进行缩合的。随着 pH 的下降,多钒酸根中含钒原子越多,就是缩合度增大,其缩合平衡为:

钒酸盐和多钒酸盐 - 图1

钒酸盐和多钒酸盐 - 图22[VO3(OH)]2-+H+ [V2O6(OH)]3-+H2O (pH≥13)

钒酸盐和多钒酸盐 - 图33[VO3(OH)]2-+3H+ V3O93-+3H2O(pH≥8.4)

钒酸盐和多钒酸盐 - 图4

VO43-、V2O6(OH)3-是无色的,随着缩合度增大,溶液的颜色逐渐加深,由淡黄色变为深红色,溶液转变为酸性后,缩合度不变,而是获得质子的反应[V10O28]6-+H+ [HV10O28]5-

钒酸盐和多钒酸盐 - 图5钒酸盐和多钒酸盐 - 图6[H10O28]5-+H+ [H2V10O28]4-

pH≈2 时,则有五氧化二钒水合物的红色沉淀析出,如果加足够的酸

钒酸盐和多钒酸盐 - 图7(pH=1)溶液中存在稳定的黄色 VO2+离子,亦即+钒酸根离子解聚: [H2V10O28]4-+14H+ 10VO2++8H2O(pH=1)

由此可见钒酸盐的缩合与磷酸盐不同:①缩合酸盐形成的条件不同。② 钒的缩合酸盐有颜色。③从结构上看,缩合钒酸盐不仅与磷酸盐相同,有钒氧四面体共用角相连成链状,如偏钒酸铵结构与偏磷盐相似(见图 8—3), 而且还有钒氧八面体共用棱边(倾斜棱边,水平棱边)组成的十钒酸根离子V10O286-,见图 8—4。

钒酸盐和多钒酸盐 - 图8

图8 - 3 NH NO 晶体中VO- 离子结构

钒酸盐和多钒酸盐 - 图9

图8 - 4 + 钒酸根离子V O 6- 的结构