Оксид ниобия(V)

Оксид ниобия(V) — неорганическое соединение, оксид металла ниобия с формулой Nb₂O₅, белые тугоплавкие кристаллы, термически устойчивые, не растворимые в воде.

Получение[ | ]

• Сжигание ниобия в кислороде:

${\displaystyle {\mathsf {2Nb+5O_{2}\ {\xrightarrow {500^{o}C}}\ Nb_{2}O_{5}}}}$

• Гидролиз фторида ниобия(V) или хлорида ниобия(V):

${\displaystyle {\mathsf {2NbCl_{5}+5H_{2}O\ {\xrightarrow {}}\ Nb_{2}O_{5}\downarrow +10HCl}}}$

Физические свойства[ | ]

Оксид ниобия(V) образует белые кристаллы нескольких (не менее 10) кристаллических модификаций:

• α-Nb₂O₅ — ромбическая сингония, параметры ячейки a = 0,623 нм, b = 4,380 нм, c = 0,391 нм, Z = 12;
• α'-Nb₂O₅ — моноклинная сингония, пространственная группа C 2/c, параметры ячейки a = 1,273 нм, b = 0,488 нм, c = 0,556 нм, β = 105,1°, Z = 4;
• β-Nb₂O₅ — моноклинная сингония, пространственная группа P 2, параметры ячейки a = 2,126 нм, b = 0,3821 нм, c = 1,935 нм, β = 119,74°, Z = 14;

При нормальных условиях стабильна форма β-Nb₂O₅.

Из раствора осаждается в виде гидрата Nb₂O₅•n H₂O, который более реакционноспособный. После прокаливания (выше 500°С) становится химически пассивным.

Не растворяется в воде, р ПР = 20,14.

Химические свойства[ | ]

• Разлагается при сильном нагревании в вакууме, превращаясь в тёмно-синий оксид нестехиометрического состава:

${\displaystyle {\mathsf {Nb_{2}O_{5}\ {\xrightarrow[{-O_{2}}]{800-1000^{o}C,vacuum}}\ NbO_{x},\ \ \ 2,4<x<2,5}}}$

• Реагирует с концентрированной плавиковой кислотой:

${\displaystyle {\mathsf {Nb_{2}O_{5}+12HF\ {\xrightarrow {}}\ H_{2}[NbF_{7}]+H_{2}[NbOF_{5}]+4H_{2}O}}}$

• С фторидом калия в разбавленной плавиковой кислоте:

${\displaystyle {\mathsf {Nb_{2}O_{5}+4KF+10HF\ {\xrightarrow {}}\ 2K_{2}[NbF_{7}]+5H_{2}O}}}$

• Реагирует с растворами щелочей:

${\displaystyle {\mathsf {Nb_{2}O_{5}\ {\xrightarrow {NaOH}}\ Na_{8}[Nb_{6}O_{19}],Na_{8}[Nb_{4}O_{12}(OH)_{4}]}}}$

• Реагирует с карбонатами щелочных металлов при спекании:

${\displaystyle {\mathsf {Nb_{2}O_{5}+Na_{2}CO_{3}\ {\xrightarrow {800^{o}C,vacuum}}\ 2(NaNb)O_{3}+CO_{2}}}}$

• Восстанавливается водородом:

${\displaystyle {\mathsf {Nb_{2}O_{5}+H_{2}\ {\xrightarrow {800-1000^{o}C,vacuum}}\ 2NbO_{2}+H_{2}O}}}$

• Реагирует с хлором в присутствии восстановителей:

${\displaystyle {\mathsf {Nb_{2}O_{5}+5Cl_{2}+5C\ {\xrightarrow {600-900^{o}C,vacuum}}\ 2NbCl_{5}+5CO}}}$

• Восстанавливается алюминием или сажей до металлического ниобия:

${\displaystyle {\mathsf {3Nb_{2}O_{5}+10Al\ {\xrightarrow {t}}\ 6Nb+5Al_{2}O_{3}}}}$

${\displaystyle {\mathsf {Nb_{2}O_{5}+5C\ {\xrightarrow {1900^{o}C}}\ 2Nb+5CO}}}$

Применение[ | ]

• Промежуточный продукт при получении ниобия.
• Компонент огнеупоров, керамик, специальных стёкол.

Литература[ | ]

• Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1992. — Т. 3. — 639 с. — ISBN 5-82270-039-8.
• Справочник химика / Редкол.: Никольский Б.П. и др.. — 3-е изд., испр. — Л.: Химия, 1971. — Т. 2. — 1168 с.
• Лидин Р.А. и др. Химические свойства неорганических веществ: Учеб. пособие для вузов. — 3-е изд., испр. — М.: Химия, 2000. — 480 с. — ISBN 5-7245-1163-0.
• Рипан Р., Четяну И. Неорганическая химия. Химия металлов. — М.: Мир, 1972. — Т. 2. — 871 с.
• Неорганическая химия / под ред. Ю.Д. Третьякова. — М.: Академия, 2007. — Т. 3. — 352 с.

Это заготовка статьи о неорганическом веществе. Вы можете помочь проекту, дополнив её.