Атомно-водородная энергетика

Хлорид ванадия применяется при термохимическом разложении воды в атомно-водородной энергетике (ванадий-хлоридный цикл «Дженерал Моторс»,США). В металлургии ванадий обозначается буквой Ф

Химические источники тока

Пентаоксид ванадия широко применяется в качестве положительного электрода (анода) в мощных литиевых батареях и аккумуляторах. Ванадат серебра в резервных батареях в качестве катода.

В производстве серной кислоты

Оксид ванадия(V) используется как катализатор на стадии превращения сернистого ангидрида в серный.

17. IV б топша элементтері. Титан, оның қосылыстары, химиялық қасиеттері, қолданылуы.

Титан топшасы. Титан топшасына титан, цирконий, гафний және курчатовий элементтері жатады.   Бұл металдар көптен-ақ белгілі, жер қыртысындағы мөлшері , айталық йод пен сүрмеден көбірек, ал титан көміртектен көп, бірақ олардай игеріліп, іс жүзінде қолданылуы кем, өйткені бұлар бытырыңқы кездеседі және алу тәсілдері қиын.   Бұлардың сыртындағы s² электрондары мен ішкі d² электрондары валенттік байланыс түзуге қатынасады, сондықтан бұлар оң төрт валенттік көрсетеді; теріс валентті болмайды.   Ең сыртқы қабатта 2 ғана электрон болғандықтан, бұлар германий топшасындағы металдарға қарағанда, негіздік (металдық) қасиеті күштірек, әрі топ бойында, жоғарыдан төмен қарай күшейе түседі, мысалы Ti(OH)4 амфотерлі, ал Hf(OH)4–тің негіздік қасиеті әлдеқайда басым.   Мұның үшеуі де болатқа ұқсас сұр металл, механикалық өңдеуге икемді, балқу температуралары жоғары.   Үшеуі де ауада, суда өзгермейді. Бұл элементтерде металдық, яғни тотықсыздандырғыш қасиеттері болады. Кәдімгі жағдайда тұрақты, ең агрессивті ортаның өзінде коррозияға ұшырамайды. Балқу температураларына жеткізе қатты қыздырғанда химиялық белсенділігі бірден өседі. Бұл жағдайда галогендермен әрекеттесіп, тетрагалогенидтер түзеді:    Ti+2Cl2=TiCl4         (тетрахлорид титан (V))   Диоттекпен титан 1200º-1300º С, цирконий 600º-700ºС қосылады:     2Zr+O2=ZrO2   Оксидтерінің амфотерлі қасиеті бар. Титан топшасының элементтері температура әсерінен күкіртпен, азотпен және көміртекпен әрекеттесіп сульфид, нитрид (MeN) және карбид (MeC) түзеді. Соңғы екеуі өте қатты (TiN-қаттылығы алмаздай) және қиын балқитын қосылыстар (>3000ºС).   Титан топшасының металдары салқын суға әсер етпейді, қайнап тұрған судан сутекті ығыстырып шығарады.     Me+H2O=Me(OH)4+2H2↑   Түзілген гидроксид металдың бетін қаптап, реакцияның ары қарай жүруіне кедергі жасайды.   Тотықтырғыш емес қышқылдардан титан сутекті ығыстырады: үш металдың барлығы да фторсутек қышқылымен әрекеттеседі.   Титан топшасы металдарының бетінде қорғаныш қабығы болатындықтан оттекті қышқылдар әсер етпейді, тек лоары бүлінсе ғана тотығу реакциясы жүреді:

      3Ti+4HNO3+H2O=3H2TiO3+4NO↑       Ti+4H2SO4=Ti(SO4)2+2SO2↑+4H2O    Титан топшасының металдары «патша сұйығында» оңай ериді:       3Zr+4HNO3+12HCl=3ZrCl4+4NO↑+8H2O     Бұл металдарды ауаду сілтімен балқытқанда метатұздар түзіледі:       2Ti+4KOH+O2=2K2TiO3+2H2O     Күшті сілтілік ортада титан ерітіндідегі орта титанат түріне айналады:        Ti+4KOH(конц)=K4TiO4+2H2↑    Оксидтер TiO2, ZrO2 және HfO2 қыздырғанда тұрақты заттар, оларды HF әсерімен немесе сілтілермен, карбонаттармен және дисульфаттармен балқытып қана ерітінділерін алуға болады. түзілген сілтілік металдардың титанат, цирконат және гафнаттарын  (K2ZrO3-калий метацирконаты, K4TiO4-калий ортотитанаты) тұздар деп емес, қос оксидтер деп қараған дұрыс.    Сулы ерітіндіден TiO(OH)2·2H2O және цирконий мен гафний оксидтерінің полигидраттарын ЭO2·nH2O тұнбаға түсіруге болады.  ЭO2·nH2O аздап қыздырғанда олар ЭO(OH)2-ге ауысады. Бұл гидроксидтердің барлығы аздаған негіздік қасиеті бар амфотерлік заттар. TiO(OH)2-да аталған қасиет әлсіз, ал цирконий мен гафний гидроксидтерінде негіздік қасиет басымырақ, оларды ерітіндіге тек қышқылдармен ғана көшіруге болады.    Ерітіндіде түзілетін титан, цирконий мен гафний катиондары мен аниондарының құрамы өте күрделі және еру жағдайына тәуелді. Титан көп жағдайда [Ti(H2O)6-n(OH)n](4-n) (n=2-4) иондары түрінде кездеседі және ортаның сілтілігін арттырғанда поликонденсацияланады, OHˉ пен O²ˉ лиганд ролін атқарады.    Цирконий мен гафний қышқыл ортада [Э(H2O)16(OH)8]8+ иондары түрінде болады, сілті қосқанда [ЭO(OH)2] гидроксидтеріне ауысады. IV-Б тобы элементтерінің тотығу дәрежесі (+IV)-ке тең қарапайым катионды аквакомплекстері болмайды.    Титан, цирконий мен гафнийдің құрамы күрделі емес тұздары жоқ. Мысалы, жай титан (IV) сульфаты орнына сулы ерітіндіден титан дигидроксидсульфаты TiSO4(OH)2 кристалданады, (сульфат Ti(SO4)2 сусыз ортада алуға болады.) цирконий (IV) хлориді гидролиз нәтижесінде ZrCl2O·8H2O түрінде тұнбаға түседі, немесе нақтырақ былай жазуға болады: [Zr4(H2O)16(OH)8]Cl8·12H2O. Гафний (IV) нитраты -  [Hf(H2O)4(NO3)2(OH)2] комплекс түрінде кездеседі.   IV-Б тобының элементтері жоғары тотығу дәрежесінде жақсы комплекс түзушілер. Жоғарыда танысқан аквагидроксомен фторокомплекстерінен басқа цирконий мен гафнийдің органикалық лигандтарымен ацидокомплекстер, мысалы [Zr4(C2O4)3]²ˉ, сонымен қатар координациялық саны жоғары фторокомплекстер [ZrF7]³ˉ, [HfF8]4ˉ түзеді.

Қолданылуы

• 60 % — краска;

• 20 % — пластик;

• 13 % — бумага;

• 7 % — машиностроение.