Vanadium(V)-oxid

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Kristallstruktur
Strukturformel von Vanadiumpentoxid
__ V5+      __ O2−
Allgemeines
Name Vanadium(V)-oxid
Andere Namen
  • Vanadiumpentoxid
  • Divanadiumpentoxid
  • Vanadiumpentaoxid
  • Divanadiumpentaoxid
Verhältnisformel V2O5
Kurzbeschreibung

gelber bis rotbrauner, geruchloser Feststoff[1]

Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 1314-62-1
EG-Nummer 215-239-8
ECHA-InfoCard 100.013.855
PubChem 14814
ChemSpider 14130
Wikidata Q409173
Eigenschaften
Molare Masse 181,88 g·mol−1
Aggregatzustand

fest

Dichte

3,36 g·cm−3[1]

Schmelzpunkt

690 °C[1]

Siedepunkt

1750 °C (Zersetzung)[1]

Löslichkeit
  • schwer löslich in Wasser[1]
  • erheblich löslich in Laugen, Säuren und Ethanol[2]
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung aus Verordnung (EG) Nr. 1272/2008 (CLP),[3] ggf. erweitert[1]
05 – Ätzend 07 – Achtung 08 – Gesundheitsgefährdend 09 – Umweltgefährlich

Gefahr

H- und P-Sätze H: 302+332​‐​318​‐​335​‐​341​‐​361d​‐​372​‐​411
P: 261​‐​273​‐​280​‐​305+351+338​‐​314 [1]
MAK

Schweiz: 0,05 mg·m−3 (gemessen als alveolengängiger Staub)[4]

Toxikologische Daten

10 mg·kg−1 (LD50Ratteoral)[1]

Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Vanadium(V)-oxid (Vanadiumpentoxid) ist die stabilste Vanadiumverbindung mit dem Element Sauerstoff.

Darstellung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Vanadium(V)-oxid kann direkt aus den Elementen erzeugt werden.

;

Es kann auch durch Glühen von Ammoniummetavanadat (NH4VO3) bei 500–550 °C an Luft hergestellt werden.[2]

Da bei der thermischen Zersetzung von Ammoniummetavanadat an Luft stets leicht verunreinigtes Oxid entsteht, wird bei der Notwendigkeit der hochreinen Verbindung ein größerer Umweg in Kauf genommen, um ein exakt stöchiometrisches Produkt zu erhalten. Hierzu wird zunächst technisches Ammoniummetavanadat im Sauerstoffstrom zum Oxid verglüht, dieses dann mittels Thionylchlorid zum Vanadium(V)-oxidtrichlorid umgesetzt, hydrolysiert, mit Ammoniak zu einem hochreinen Ammoniummetavanadat umgesetzt und selbiges letztendlich erneut im Sauerstoffstrom zum Oxid verglüht[5]:

Eigenschaften[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Vanadiumpentoxid

Vanadium(V)-oxid ist ein gelber bis rotbrauner, geruchloser Feststoff, in dessen Kristallstruktur Vanadium-Ionen sich in den Oktaederlücken einer dichtesten Kugelpackung von Sauerstoff-Ionen befinden. Jedes Vanadium-Ion ist von fünf Sauerstoff-Ionen umgeben, wodurch eine verzerrte trigonale Dipyramide gebildet wird. Die Kristallstruktur ist orthorhombisch, Raumgruppe Pmn21 (Raumgruppen-Nr. 31)Vorlage:Raumgruppe/31, mit den Gitterparametern a = 11,54 Å, b = 4,383 Å und c = 3,571 Å.[6]

Verwendung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Vanadium(V)-oxid wird als Katalysator bei der Schwefelsäure-Gewinnung nach dem Kontaktverfahren genutzt. Zudem findet es Gebrauch bei der Herstellung von Stahllegierungen wie Ferrovanadium. Es wird unter anderem als Katalysator bei der Rauchgasreinigung in Müllverbrennungsanlagen und zur Erniedrigung des Schmelzpunkts bei der Emailleherstellung verwendet.

Vanadium(V)-oxid wird auch verwendet, um Weißglas undurchlässiger für UV-Licht zu machen. Dazu wird es der Glasschmelze zugesetzt, das fertige Glas ist weder von außen noch von innen beschichtet. Flaschen aus diesem Glas werden vor allem für Bier verwendet, um den Lichtgeschmack zu vermeiden.

Nanostrukturiertes Vanadium(V)-oxid bildet in Kombination mit Wasser einen Verbundwerkstoff, der als "keramisches Papier" bezeichnet wird. Dieses "keramische Papier" hat ausgezeichnete mechanische Eigenschaften und ist elektrisch leitfähig. Mögliche Anwendungsbereiche sind deshalb Batterien, Gassensoren und künstliche Muskeln.[7]

Literatur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  • H. Oppermann, W. Brückner, W. Reichelt, E. Wolf, J. I. Terukow, F. A. Tschudnowski: Vanadiumoxide. Akademie-Verlag, Berlin 1983.

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. a b c d e f g h Eintrag zu Vanadium(V)-oxid in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 23. Juli 2016 (JavaScript erforderlich).
  2. a b Georg Brauer (Hrsg.) u. a.: Handbuch der Präparativen Anorganischen Chemie. 3., umgearbeitete Auflage. Band III, Ferdinand Enke, Stuttgart 1981, ISBN 3-432-87823-0, S. 1422.
  3. Eintrag zu Divanadium pentaoxide im Classification and Labelling Inventory der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA), abgerufen am 1. Februar 2016. Hersteller bzw. Inverkehrbringer können die harmonisierte Einstufung und Kennzeichnung erweitern.
  4. Schweizerische Unfallversicherungsanstalt (SUVA): Grenzwerte – Aktuelle MAK- und BAT-Werte für Vanadium(V)-oxid, abgerufen am 2. November 2015.
  5. Bertold Reuter and Jorg Jaskowsky: Vanadium(V) oxide, very pure. In: S. Young Tyree, Jr. (Hrsg.): Inorganic Syntheses. Band 9. McGraw-Hill Book Company, Inc., 1967, S. 80–83 (englisch).
  6. V. Shklover, T. Haibach, F. Ried, R. Nesper, P. Novak: Crystal structure of the product of Mg2+ insertion into V2O5 single crystals. In: Journal of Solid State Chemistry, 123, 1996, S. 317–323, doi:10.1006/jssc.1996.0186.
  7. Max-Planck-Gesellschaft, München: Keramik zum Falten, abgerufen am 11. April 2013.

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

 Commons: Vanadium(V)-oxid – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien