Ванадилнитрат , также называемый окситринитратом ванадия или оксинитратом ванадия, представляет собой соединение ванадия в степени окисления +5 с нитратными группами и кислородом. Формула VO (NO 3 ) 3 . Он сделан из пятиокиси азота и пятиокиси ванадия. Это нитрующий агент, добавляющий нитрогруппы к ароматическим соединениям, таким как бензол, фенол, хлорбензол, анизол, ацетанилид, бензойная кислота, этилбензоат и толуол. [2]
Имена | |
---|---|
Другие названия тринитратооксованадий | |
Идентификаторы | |
3D модель ( JSmol ) | |
ChemSpider | |
PubChem CID | |
| |
| |
Характеристики | |
VO (NO 3 ) 3 | |
Молярная масса | 252,953 г / моль |
Появление | желтая жидкость. |
Температура плавления | 2 ° С (36 ° F, 275 К) [1] |
Точка кипения | От 86 до 91 ° C (от 187 до 196 ° F; от 359 до 364 K) при 0,7 мм рт. |
вода | |
Опасности | |
Основные опасности | окислитель |
Родственные соединения | |
Родственные соединения | нитрат ниобия , перхлорат ванадила |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа). | |
Ссылки на инфобоксы | |
Производство
Нитрат ванадила можно получить, вымачивая пятиокись ванадия в жидкой пятиокиси азота в течение примерно двух дней при комнатной температуре. Выход по этому методу составляет около 85%. [3]
- V 2 O 5 + 3 N 2 O 5 → 2 VO (NO 3 ) 3 .
Очистку можно проводить вакуумной перегонкой. [3]
Нитрат ванадила также может быть получен из трихлорида ванадила VOCl 3 и пятиокиси азота. [4]
Характеристики
Ванадилнитрат - жидкость бледно-желтого цвета. Он вязкий, но его можно заливать. [5] Молекулы VO (NO 3 ) 3 имеют искаженную форму пятиугольной бипирамиды. Вся молекула имеет зеркальную симметрию C s . Двойная связь кислорода ванадия находится в той же плоскости, что и нитратная группа, примерно напротив. Две другие нитратные группы расположены под углом примерно 83 ° от кислорода с двойной связью. Три нитратные группы плоские. Каждый нитрат связан с атомом ванадия через два атома кислорода, но один расположен ближе, чем другой. Нитрат напротив кислорода довольно асимметричен, но нитратные группы зеркального отображения имеют более равные длины кислородных связей. [6] [7]
Нитрат ванадила может растворяться в воде, но не может быть перекристаллизован, вместо этого осаждается полимерный оксид. [3] Азотная кислота образуется в результате реакции с водой. [8]
Растворители включают дихлорметан, нитрометан, четыреххлористый углерод, циклогексан, трихлорфторметан. Вероятно, несовместим с аминами, ароматическими углеводородами и простыми эфирами. [1]
Нитрат ванадила стабилен в атмосфере азота, [1] озона или кислорода. [3] Жидкость неограниченно стабильна при комнатной температуре, в отличие от нитратов некоторых других переходных металлов, которые разлагаются до оксидов азота. [3] При температуре выше 80 ° C медленно разлагается. [3]
Нитрат ванадила может образовывать твердый бледно-желтый аддукт с трифторидом бора . [3] Аддукт также образуется с ацетонитрилом . [1]
При смешивании с бензином, 1-гексеном или другими ненасыщенными углеводородами ванадилнитрат воспламеняется. Не воспламеняется с гексаном. [3] Он вступает в реакцию с бумажной резиной и деревом и воспламеняет многие органические растворители. [9]
Его можно использовать для нитрования различных органических соединений с высоким выходом при разбавлении дихлорметаном. [1] Нитротолуол, метилбензоат и бензойная кислота нитрируются при длительном воздействии в течение нескольких дней. [1] Бензонитрил не реагирует. [1] Бензол, толуол, трет-бутилбензол, галоген-бензолы, орт - нитротолуол , анизол , фенол и ацетанилид все быстро нитрованные в течение 30 минут при комнатной температуре. [1]
Ультрафиолетовый спектр жидкости показывает полосу поглощения с максимумом при 208 нм с плечом при 242 нм. При 55 ° C газообразный нитрат ванадила имеет полосы поглощения также при 486, 582 и 658 нм в спектре видимого света. [8] Жидкий ванадилнитрат имеет линии поглощения в инфракрасном диапазоне 1880, 1633, 1612, 1560, 1306, 1205, 1016, 996, 965, 895, 783, 632, 457, 357, 301, 283, 234, 193, 133. , 93 и 59 см -1 . [8] Газообразный нитрат ванадила имеет полосы поглощения при 775, 783, 786, 962,5, 994,4, 997,5, 1000,5, 1006,2, 1012, 1016,3, 1020, 1198, 1211, 1216,3, 1564, 1612, 1629, 1632, 1635, 1648 и 1888 см -1 . [5] Многие из этих полос обусловлены растяжением связей азот-кислород, но 1016,3 см -1 обусловлены двойной связью ванадий-кислород. 786 происходит из-за сдвига фазы в NO, а 775 из-за деформации в ON = O в плоскости зеркала. [5]
Родственные соединения
Нитрат гексаммино-ванадия
Утверждается, что нитрат гексамминованадия V (NH 3 ) 6. (NO 3 ) 3 образуется при взаимодействии трихлорида гексаминованадия с азотной кислотой. [10] Однако есть сомнения в существовании гексамминокомплексов ванадия. [11]
Ванадил (IV) нитрат
Нитрат ванадила (IV) VO (NO 3 ) 2 получают из сульфата ванадила и нитрата бария или хлорида ванадила и нитрата серебра. Он образует синий раствор, но не может кристаллизоваться, вместо этого образуя пятиокись ванадия при испарении. Другой метод получения зелено-синих игл - использование пятиокиси ванадия, щавелевой кислоты и разбавленной азотной кислоты при 90 ° C, но твердая форма не подтверждена. [9] [12]
Мононитратодиоксованадий
Металлический ванадий реагирует с тетроксидом диазота с ацетонитрильным катализатором при 0 ° C с образованием мононитратодиоксованадия (V), VO 2 NO 3 , твердого вещества кирпичного цвета. [13] [14] Мононитратодиоксованадий легко растворяется в воде, образуя оранжевый раствор, но он нестабилен, образуя темно-коричневый гель через день. VO 2 NO 3 не может кристаллизоваться из раствора, вместо этого при испарении раствора образуется пятиокись ванадия. Также, если VO 2 NO 3 нагревается до 350 ° C, твердый пятиокись ванадия остается. [14]
Поглощение в инфракрасном диапазоне от 9,8 до 10 мкм указывает на наличие связи ванадия с кислородом, а поглощение при 7,25 мкм указывает на нитрат. Очень слабое поглощение при 12,19 мкм показывает, что существует очень небольшое количество ионного нитрата, поэтому это соединение в основном ковалентно. [14]
Рекомендации
- ^ a b c d e f g h Дав, Майкл Ф. А.; Бертольд Манц; Джон Монтгомери; Джеральд Паттенден; Саймон А. Вуд (1998). «Окситринитрат ванадия (V), VO (NO3) 3. Мощный реагент для нитрования ароматических соединений при комнатной температуре в некислотных условиях». Журнал химического общества, Perkin Transactions 1 (10): 1589–1590. DOI : 10.1039 / A801771I . ISSN 0300-922X .
- ^ Эйткен, Р. Алан; Аладжарин, Матео; Allen, DW; Микаэль Бегтруп; Даниэль Беллус; Дж. Берна-Кановас; Х. Бекемайер; Стефан Брэсе; ИК Батлер; Хосе Кьяра; Анри-Ж. Кристау; И. Горрелл; Д. Кек; Теренс Ки; Кармен Лопес-Леонардо; Т. Мюллер; Патрик Дж. Мерфи; Патрик О'Лири; Беате Привиш; Л.К. Расмуссен; Карола Рюк-Браун; Бьорн Шлюммер; Андреас Шмидт; Пол Джеймс Стивенсон; JC Tebby; Давид Вирьё (14 мая 2014 г.). Наука синтеза: Методы Губена-Вейля молекулярных превращений Vol. 31b: Арен-X (X = N, P) . Георг Тиме Верлаг. п. 1215. ISBN 9783131720719. Проверено 29 сентября 2014 года .
- ^ Б с д е е г ч Харрис, Арло Д .; Джон К. Требеллас (26 апреля 1962 г.). "AD296097 Экспериментальные исследования реакций N2O5 с ангидридами кислот металлов и BF3" . Станция Арлингтон-Холл: Агентство технической информации вооруженных сил . Проверено 30 сентября 2014 года .
- ^ Шмайссер, Мартин (1955). "Die Chemie der anorganischen Acylnitrate (ein Problem des Nitrylchlorids) und Acylperchlorate (ein Problem des Dichlorhexoxyds)". Angewandte Chemie (на немецком языке). 67 (17–18): 493–501. DOI : 10.1002 / ange.19550671708 . ISSN 0044-8249 .
- ^ а б в Брандан, Сильвия А .; К. Сокольский; Аида Бен Алтабеф (2009). "Расчет методом DFT молекулярного силового поля ванадилнитрата, VO (NO3) 3". Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie . 635 (3): 582–592. DOI : 10.1002 / zaac.200801244 . ISSN 0044-2313 .
- ^ Смарт, Брюс А.; Хизер Э. Робертсон; Дэвид У.Х. Рэнкин; Эрик Г. Хоуп; Колин Дж. Марсден (1999). «Каково координационное число ванадия в ванадилнитрате, VO (NO3) 3? Исследование его молекулярной структуры в газовой фазе с помощью дифракции электронов и расчетов ab initio». Журнал химического общества, Dalton Transactions (3): 473–478. DOI : 10.1039 / A806710D . ISSN 0300-9246 . (бесплатная загрузка)
- ^ Дэвидсон, Г. (2000-01-01). Спектроскопические свойства неорганических и металлоорганических соединений . Королевское химическое общество. С. 516–517. ISBN 9780854044269. Проверено 30 сентября 2014 года .
- ^ а б в Brandán, SA; А. Бен Алтабеф, Э. Л. Варетти; Варетти, Э.Л. (1995). «Колебательные и электронные спектры ванадилнитрата, VO (NO3) 3». Spectrochimica Acta Часть A: Молекулярная и биомолекулярная спектроскопия . 51 (4): 669–675. Bibcode : 1995AcSpA..51..669B . DOI : 10.1016 / 0584-8539 (94) 00154-4 . ISSN 1386-1425 .
- ^ а б Федоров, Василий Т; Шеффилд, Оливер Е. Энциклопедия взрывчатых веществ и сопутствующие товары Том 10 10- U до Z . 10 . п. V4.
- ^ Мейер, Юлий; Роберт Бака (1924). "Zur Kenntnis des dreiwertigen Vanadins. I". Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie . 135 (1): 177–193. DOI : 10.1002 / zaac.19241350113 . ISSN 0863-1786 .
- ^ Коттон, Ф. Альберт; Уилкинсон, Джеффри (1966). Продвинутая неорганическая химия - полный текст (5-е изд.). Джон Вили. п. 817.
- ^ Хонда, Кеничи (май 1964 г.). «Электролитическое приготовление проявителей ванадия (II)» . Бюллетень химического общества Японии . 37 (5): 723–730. DOI : 10.1246 / bcsj.37.723 . ISSN 1348-0634 .
- ^ Коттон, Ф. Альберт; Уилкинсон, Джеффри (1966). Продвинутая неорганическая химия - полный текст (5-е изд.). Джон Вили. п. 814.
- ^ а б в Пантонин, Джон А .; Альберт К. Фишер; Эдвард А. Хайнц (1960). «Получение мононитратодиоксованадия (V), VO2NO3». Журнал неорганической и ядерной химии . 14 (1–2): 145–147. DOI : 10.1016 / 0022-1902 (60) 80220-5 . ISSN 0022-1902 .
Другое чтение
- Gmelin, Syst № 48, Teil A и Teil B (Lieferung 1 и 2) (1967); Teil A (Lieferung 1) и Teil A (Lieferung 2) (1968); & Erganzungwerk (Band2) (1971)
- М. Шмайссер, "Химические рефераты", (1955), 49, 10873
- Л. Бретерик, Эд, "Опасности в химической лаборатории", Королевское химическое общество, Лондон, Англ. (1979), стр. 1160
HNO 3 | Он | ||||||||||||||||
LiNO 3 | Быть (NO 3 ) 2 | B (НЕТ3)- 4 | РОНО 2 | НЕТ- 3 NH 4 NO 3 | HOONO 2 | FNO 3 | Ne | ||||||||||
NaNO 3 | Mg (NO 3 ) 2 | Al (NO 3 ) 3 | Si | п | S | ClONO 2 | Ar | ||||||||||
KNO 3 | Ca (NO 3 ) 2 | СБН (NO 3 ) 3 | Ti (NO 3 ) 4 | VO (NO 3 ) 3 | Cr (NO 3 ) 3 | Mn (NO 3 ) 2 | Fe (NO 3 ) 2 Fe (NO 3 ) 3 | Co (NO 3 ) 2 Co (NO 3 ) 3 | Ni (NO 3 ) 2 | CuNO 3 Cu (NO 3 ) 2 | Zn (NO 3 ) 2 | Ga (NO 3 ) 3 | Ge | В виде | Se | Br | Kr |
RbNO 3 | Sr (NO 3 ) 2 | Д (НЕТ 3 ) 3 | Zr (NO 3 ) 4 | Nb | Пн | Tc | Ru (NO 3 ) 3 | Rh (NO 3 ) 3 | Pd (NO 3 ) 2 Pd (NO 3 ) 4 | AgNO 3 Ag (NO 3 ) 2 | CD (NO 3 ) 2 | В (NO 3 ) 3 | Sn (NO 3 ) 4 | Сб (NO 3 ) 3 | Te | INO 3 | Xe (NO 3 ) 2 |
CsNO 3 | Ba (NO 3 ) 2 | Hf (NO 3 ) 4 | Та | W | Re | Операционные системы | Ir | Pt (NO 3 ) 2 Pt (NO 3 ) 4 | Au (NO 3 ) 3 | Hg 2 (NO 3 ) 2 Hg (NO 3 ) 2 | TlNO 3 Tl (NO 3 ) 3 | Pb (NO 3 ) 2 | Би (NO 3 ) 3 BiO (NO 3 ) | Po (NO 3 ) 4 | В | Rn | |
Пт № 3 | Ра (NO 3 ) 2 | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Nh | Fl | Mc | Ур. | Ц | Og | |
↓ | |||||||||||||||||
Ла (NO 3 ) 3 | Ce (NO 3 ) 3 Ce (NO 3 ) 4 | Pr (NO 3 ) 3 | Nd (NO 3 ) 3 | PM (NO 3 ) 3 | См (NO 3 ) 3 | Eu (NO 3 ) 3 | Б-г (NO 3 ) 3 | Tb (NO 3 ) 3 | Dy (NO 3 ) 3 | Хо (нет 3 ) 3 | Er (NO 3 ) 3 | Тм (№ 3 ) 3 | Yb (NO 3 ) 3 | Лу (NO 3 ) 3 | |||
Ac (NO 3 ) 3 | Чт (NO 3 ) 4 | PaO 2 (NO 3 ) 3 | UO 2 (NO 3 ) 2 | Np (NO 3 ) 4 | Pu (NO 3 ) 4 | Am (NO 3 ) 3 | См (NO 3 ) 3 | Bk | Cf | Es | FM | Мкр | Нет | Lr |