Ванадий және ниобий Ортындаған: Нуркуат Дина Талғат Айбану

Жалпы мәлімет 1884 жилы Розе бір минералда екі элементті тантал мен колумбийді тапты, оны ниобий деп атады (Ниобея Танталдың қызы). Тантал мен ниобийдің химиялық қасиеттері өте ұқсас, олар табиғатта бірге кездеседі, сондықтан оларды бір-бірінен бөлу өте қиын. Тантал мен ниобий ванадий сияқты период тык, жүйенің бесінші тобина кіреді. Бірақ ниобий, әсіресе тантал ванадий мен салыстырғпанда өте ауры тостықсызданады. Сондықтан тәжірибеде бес валентті қосилыстармен жұмыс істеледі. Атомдарының электрондық құрилысы: ниобий 2, 8, 18, 12, 1; тантал 2, 8, 18, 32, 11, 2. Бірінші рет жаңа элемент ванадий туралы 1802 жилы Мексика химигі Андрес дель Рио хабар лады. Дель Рио элементті қорғасынның кендерінде ашты, жаңа элементті панхромиум немесе эритроний деп атады, әр түрлі боялған (әсіресе қызыл түсті) қосилыстарды беретіндігі үшін ("эритроз" грек тілінде - қызыл). Бірақ дель Рионың хабарлауы көзге түспеді, өзінде де бұл жаңа элемент денег сенім болмады, бұл қызыл зат - қорғасын хроматы деп оклады жилы скандинав ғалымы Зефштрем жаңа элементті норвег темір кендерінде ашып, оны Скандинавия мифология сына байланысты - көркемдік, сұлулық әйел құдай Ванадистың құрметіне "ванадий" деп атады. Бірінші болып ванадийді ме­талл түрінде алып және оның ең маңезды қасиеттерін зерттеген ғалым Роско (оның атымен ванадий минералы "роско" деп аталған).

Ниобий Ванадий

Химиялық және физикалық қасиеттері Ванадий металл түрінде ауада тұрақты созылмалы, жақсы өңделеді, жылтырайды. Қаттилығы балатон жеғары. Ванадийдің реакцияшылдық қасиеттері жеғары болғандықтан, металл түрінде бөлінуі қиын. Ванадийді қездырғпанда – көміртекпен, сутекпен, азот пен, хлормен, броммен және күкіртпен әрекеттеседі. Оттекте ванадий жанып ванадий оксидін түзеді: 2V+21/2O 2 V 2 O ккал/моль Оттекпен қосилыстар Ванадийдің барлық валенттілігіне (2-ден 5-ке дейін) сәйкес оксидтер белгілі. Ең маңездысы ванадийдің (V) оксиді V 2 O 5 - ұнтақ түрінде қызыл-қоңыр түсті зат. Балқу температурасы °С. Ванадий оксидін ванадий металлын оттекпен тостықтырғпанда немесе кез келген ванадий қосилыстарын термиялық ыдыратқпанда алуға болады. Ванадийді ң т ө менгі оксидтері Ванадийді ң диоксиді - VO 2 - қ ара-к ө к немесе алу ә дісіне байланысты қ ара-жасыл ұ нта қ. Ванадий диоксидін ванадий оксидінен тосты қ сыздандыру ар қ илы алу ғ а болады, мысалы қ ымезды қ қ ыш қ илымен бал қ у ар қ илы. Ванадий диоксиді - амфотерлі қ асиеттер к ө рсетеді: қ ыш қ ылдарды ң ерітіндісінде еріп ванадил-ионды VО 2+ береді, ал сілтілерді ң ерітіндісінде ванадиттерді т ү зеді - гипованадий H 2 V 4 O 9 (немесе Н 2 О 4VO 2 ) қ ыш қ илыны ң т ұ здары. Гипованадий қ ыш қ илы изополи қ ыш қ ылдар сия қ ты қ арастыру ғ а болады, ал оны ң т ұ здары - комплексті қ осилыстар ретінде Me 2 (V 4 O 9 )- 7Н 2 О. Ванадил катионы ә р т ү рлі қ ыш қ ылдармен т ұ здар т ү зеді, мысалы к ү кірт қ ыш қ илымен VOSO 4 ванадил сульфаты: VO 2+ + H 2 SO 4 VOSO 4 +2H +

Оттекпен қосилыстары Ниобий қышқылды қасиеттері бар оксидтер түзеді. Бірақ табиғатта өздері қышқылдардың тұздары түрінде кездеседі, сондықтан ұзақ уақыт бойы оны жер қышқилы немесе азы жердь потап жүрді. Ниобий (V) оксидтері Nb 2 О 5 - ақ түсті, ұсақ кристалл ұнтақтар, суда ерімейді, баяу балқиды. Ұнтақ ниобий металлы 400°С температура да оттеке жанып оксид түзеді: 4Nb +5O 2 400° 2НЬ 2 O 5. Металды ң е ң ба ғ алы қ асиеттері - қ ыш қ ылдар ғ а т ұ ра қ тилы ғ ы же ғ ары, ол концентрлі азот ж ә не патша қ ыш қ ылдартында ерімейді. Ниобийді ң бас қ а ма ң езды қ асиеттері: газдарды сутекті (1 сурет), оттекті (9 сурет), азот ты ж ә не т.б. сі ң іруі. Б ұ л металл гидрид т ү зеді: NbН. Ниобий оттекті 0,8%-ке дейін ерітеді: Химиялық және физикалық қасиеттері

Технологиясы Ванадийді кендеріне байланысты әр түрлі байыту әдістері қолданылады. Патрониттерді байыту үшін оларды күйдіреді. Мысалы, карнотит жарық түсті минерал болғандықтан оны қолмен дай жинайды. Кендерге байланысты флотация әдістерін пайдаланады. Ванадийдің кендерін өңденегде біріншіден ванадий оксиді V 2 O 5 немесе ванадаттар алынады, сосны оларды өңдеп феррованадий немесе таза ванадийдің қосилыстары және ва­надий металлы алынады. Ванадийді ш ө гінді кендерден алу Ванадийді ерітіндіден немесе кальций ванадаты т ү рінде, кальций гидроксидін немесе кальций хлоридін қ осип т ұ нба ғ а т ү сіреді. Немесе аммоний ванадаты ерітіндісіне дайлап к ү кірт қ ыш қ илын қ осу ар қ илы ванадий оксидін т ұ нба ғ а т ү сіреді: 2NH 4 VO 3 + H 2 SO 4 V 2 O 5 + H 2 O + (NH 4 ) 2 SO 4 Ванадийді титаномагнетитерден алу Титаномагнетит комплексті шикізат, одна темірді, титанды ж ә не ванадийді алу ғ а болады. Бас қ а киндер мен салыстыр ғ панда титаномагнетите ванадийді ң м ө лшері же ғ арылау ж ә не фосфор же қ. Сонды қ тан титаномагнетитер ө нерка ә сіпте ванадийді алу ү шін пайдаланылады. Титаномагнетиттерді ү ш желмен өң дейді: а) тура тосты қ сыздану; б) химиялы қ ә діс; в) металлургиялы қ өң дэу ар қ илы ванадийді шламдардан б ө луі. Е ң к ө п пайдаланылатын металлургиялы қ ә діс. Б ұ л ә дісте ванадийді ң шойтындары ж ә не шлак алынады. Е ң со ң тында шлак ты химиялы қ ә дістермен өң дейді.

Технологиясы

Ниобаттардың гидролизденуі

Қолданылуы Ванадийдің техникада маңызы өте зорь. Ванадий ерекше болаттар өнеркаәсібінде пайдаланылады. Ванадийдің қатыстында болаттың құрилысы ұсақ дәнді және біртекті болады, жабысқақтығы жеғарылайды, барлық механикалық қасиеттері жақсарады, балқыту қасиеттері жеғарылайды. Ванадий сонымен қатар болаттағы отекктің мөлшерін төмендетеді. Ванадийді және оның құймаларын ядролық реакторда пайдаланылады себебі ванадийдің балқу температурасы және басқа балқымаларға тұрақтилығы жеғары. Күкірт қышқилы алынғпанда ванадий катализаторы V2O5 пайдаланады. V2O5- катализатор ретінде әртүрлі органикалық химиядағы реакция лорда пайдаланылады. Ниобий атомдық энергетика да конструкциялық материал ретінде пайдаланылады сонымен қатар ракеталық техникада, реактивті самолеттерде, газдық турбина лорда пайдаланады. Ниобийдің газдарды сіңіру қасиеттері вакуумдық техникада, аса қатты құймаларда пайдаланылады.

Пайдаланылған әдебиеттер: А.К.Кобжасов Сирек кездесетін металдарды өндіру 1992 О.А. Сонгина Сирек металдар