métodos laboratoriais para obtenção de pentóxido de vanádio

1. Decomposição térmica do metavanadato de amônio

Princípio: Aquecimento de metavanadato de amônio (NH₄VO₃) para decompô-lo em V₂O₅, amônia (NH₃) e água.

Estágios

MaterialMetavanadato de amônio puro (NH₄VO₃).

Aquecimento:

Coloque NH₄VO₃ em um cadinho de cerâmica.

Aquecer gradualmente em mufla até400-500 graussob condições controladas.

Reação

2NH4​VO3​Δ​V2​O5​+2NH3​↑+H2​O↑

Resfriamento: Deixe o produto esfriar em local seco.

Limpeza: Moa o pó vermelho-alaranjado resultante e guarde em uma secadora.

Notas:

Избегайте перегрева (>600 graus) para evitar a redução parcial de V₂O₅ em óxidos inferiores (por exemplo, VO₂).

Use uma coifa para remover o gás NH₃ tóxico.

2. Precipitação de ácidos de soluções de vanadato

Princípio: Acidificação do vanadato de sódio (NaVO₃) para precipitar V₂O₅ hidratado seguido de desidratação.

Passos:

Dissolver vanadato de sódio:

Prepare uma solução de NaVO₃ em água quente.

Acidificação:

Adicione ácido sulfúrico diluído (H₂SO₄) gota a gota até pH ~2-3.

Um precipitado vermelho-laranja de V₂O₅ hidratado é formado (o chamado “bolo vermelho”):

2NaVO3​+H2​SO4​→V2​O5​⋅nH2​O↓+Na2​SO4​

FiltraçãoRecolher o precipitado utilizando filtração a vácuo.

Desidratação:

Seque o sedimento em120 grauspara remover a umidade da superfície.

Calcinar em500 grauspara obter V₂O₅ anidro:

V2O5⋅nH2OΔV2O5+nH2O↑

Notas:

Use adição controlada de ácido para evitar acidificação excessiva, que poderia dissolver o precipitado.

3. Oxidação de sulfato de vanadil (VOSO₄)

Princípio: Oxidação do sulfato de vanadil (VOSO₄) por peróxido de hidrogênio (H₂O₂) para formar V₂O₅.

Passos:

Prepare a solução VOSO₄: Dissolva VOSO₄-xH₂O em H₂SO₄ diluído.

Oxidação:

Adicione excesso de 30% de H₂O₂ à solução enquanto agita.

Aqueça suavemente até60-80 grauspara acelerar a reação:

2VOSO4​+H2​O2​→V2​O5​↓+H2​SO4​+H2​O

Filtração e lavagem: Recolher o precipitado e enxaguar com água destilada.

Secagem: Secar em100-150 grauspara obter V₂O₅ puro.

Notas:

O excesso de H₂O₂ deve ser decomposto (por exemplo, por fervura) para evitar a formação de peróxidos residuais.

4. Oxidação eletroquímica

Princípio: oxidação eletrolítica do metal vanádio ou de um metal com menor estado de oxidação em ambiente ácido.

Instalação

Ânodo: Vanádio metálico ou V₂O₃.

Eletrólito: Diluir H₂SO₄ ou HNO₃.

Tensão: Aplique uma tensão controlada para oxidar o vanádio em V⁵⁺.

Reação:

V→V5++5e−V5++3H2​O→V2​O5​↓+6H+

Notas:

É necessário controle preciso de pH e tensão.