Vanadio, numeri di ossidazione e colori

[Max Fritz]

Buonasera a tutti. Per festeggiare allegramente il Natale, sono partito già da questo pomeriggio a fare qualche esperimento con "i nuovi acquisti". Parliamo di un elemento non conosciutissimo nella vita comune, che riveste qualche ruolo molto limitato a livello biologico. Come metallo di transizione è abbastanza resistente alla corrosione, ha una densità di 6g/cm^2 ed è utilizzato principalmente nella produzione di leghe metalliche. In chimica riveste un ruolo interessante, in quanto capace di presentarsi in molti stati di ossidazione. Il più comunemente utilizzato è quasi sicuramente V(IV), che si presenta da giallino chiaro (vanadati) a rosso (V2O5). I composti di V5+ sono molto tossici e, come si può dedurre, fortemente ossidanti. Propongo di iniziare con una foto del metallo, 10g di vanadio in trucioli, per poi andare direttamente all'esperimento:

   

Reagenti:
-NH4VO3
-H2SO4 conc.
-HCl 20% ca.
-Zn granuli o polvere
-Acqua distillata

Procedura seguita:
Sono partito dal vanadato d'ammonio (1g nel cristallizzatore) :

   

Il grammo è stato sciolto in 200ml di acqua distillata posta in un cilindro su agitatore, e il vanadato è stato tenuto in sospensione per dieci minuti.

   

A questo punto sono stati aggiunti 2ml di acido solforico concentrato. Questo libera lo ione vanadato giallo, facendo precipitare anche un po' di V2O5 in polvere rossa:

   

Dunque si aggiungono alcuni grammi di polvere di zinco, seguiti da 20ml circa di acido cloridrico a media concentrazione; il vanadio incomincia ad essere ridotto a V(IV) azzurro (ricordo, ad esempio, il vanadile solfato, di colore azzurro intenso e formula VOSO4). Siccome inizialmente la riduzione è solo parziale, ci sarà una breve fase transitoria di colore verde;

   

Ho dunque aggiunto altri 50ml circa di acido cloridrico alla stessa concentrazione; se dovesse essere necessario aggiungere anche altro zinco, notando il cambiamento di colore a verde chiaro, tipico del V(III):

   

Lasciando la soluzione a riposo per un ulteriore mezz'ora, il vanadio si riduce al suo più basso stato di ossidazione noto, V(II), di colore viola:

   

Termino qui con questo interessante elemento, accogliendo volentieri eventuali critiche o proposte di lavoro. Avrei intenzione di farci anche qualche sintesi, se avete da suggerire sarà tutto gradito

Fonti:
-"Il luna park della chimica" - Roesky Herbert W., Mockel Klaus

[ale93]

Molto ineressante!
Per quanto riguarda le sintesi non ne conosco con il vanadio.
Solo alcune che utilizzano vanadio pentossido come catalizzatore
Auguri di buon Natale

[Rusty]

Che bei colori Max! A vederli così in foto direi che sono i vari stati di ox del manganese, tranne l'azzurro forse, ed invece no
La bottiglietta SA fa la sua porca figura nella foto, devo dirlo anche con un pizzico di invidia
Alcuni non esiterebbero a trasformare tutto il vanadio in loro possesso in pentossido, per catalizzare SO2 -> SO3... con evidente spreco di danaro

Complimenti ancora!

p.s. Il V in scaglie proviene da SE?

[Max Fritz]

Sì Rusty

Comunque avevo intenzione di farne un po' di V2O5, ma più che altro per poi produrci vanadile solfato. Devo però ancora trovare una buona metodica per l'ultimo passaggio...

[ale93]

Sarebbe bello cristallizzare in piccole quantità composti per tutti gli stati di ossidazione di V.

[fosgene]

Sì Rusty

Comunque avevo intenzione di farne un po' di V2O5, ma più che altro per poi produrci vanadile solfato. Devo però ancora trovare una buona metodica per l'ultimo passaggio...

Per produrre V2O5 si può decomporre il metavanadato d' ammonio,esso da ammoniaca,pentossido di vanadio e acqua.

NH4VO3 + CAL.-V2O5 + NH3 + H2O

[Max Fritz]

Sì, volevo seguire proprio quel metodo fosgene

[fosgene]

Sì, volevo seguire proprio quel metodo fosgene

E fallo! penso che sia una cosa da cinque minuti! O no???

[Max Fritz]

Beh, l'ho fatto con il molibdato d'ammonio per ottenere MoO3... non dovrebbe essere troppo differente. Bisogna avere un po' di pazienza, mettendosi lì con un crogiolo di metallo e la fiamma di un cannello, ma secondo me è fattibile. L'ultima parola comunque ce la metto solo a sintesi fatta

[al-ham-bic]

Bravo Max, all right!
Sì, viene il V2O5 per dec. del NH4vanadato credo senza arrivare a temp. altissime perchè già a 658° fonde.
E' termocromatico, ad alta T è rosso vivo.