Związki wanadu – zadanie olimpijskie

Zadanie – Proste związki wanadu

Próbkę metalicznego wanadu spalano w tlenie, w wyniku czego powstał związek A, który występuje jako pomarańczowy lub czerwony proszek, zależnie od stopnia rozdrobnienia.

Przez związek A następnie przepuszczono gazowy chlor, aż powstał tlenochlorek wanadu – związek X. Oprócz tego, zanotowano również wydzielanie się bezbarwnego gazu. Wiadomo, że w reakcji tworzenia związku X związek A reaguje z chlorem w stosunku molowym 1 : 3   , a ubytek masy związany z reakcją wynosi  12,165 \%

Dla tej reakcji iloczyn współczynników stechiometrycznych produktów jest równy iloczynowi współczynników stechiometrycznych dla substratów.

Związek X higroskopijny i łatwo hydrolizuje. Związki A oraz X mogą być produktami reakcji rozkładu związku C. W tej reakcji w temperaturze 513 K z  5,56 \ g   związku C otrzymano  2,36 \ g   związku A.

Wanad tworzy heksaakwajon o strukturze  V(OH_{2})^{2+}_{6}   obecny między innymi w soli Tuttona, które są strukturalnie podobne do ałunów. Taka właśnie sól powstaje gdy roztworu siarczanu wanadu (II) doda się  K_{2}SO_{4}   – tworzą się wówczas fioletowe kryształy związku D. Podczas ostrożnego ogrzewania związku D obserwuje się ubytek masy wynoszący  około  25,2 \%

M_{H} = 1,008 \ \frac{g}{mol}     M_{O} = 16 \ \frac{g}{mol}     M_{Cl} = 35,45 \ \frac{g}{mol}     M_{S} = 32,06 \ \frac{g}{mol}     M_{K} = 39,1 \ \frac{g}{mol}     M_{V} = 50,94 \ \frac{g}{mol}

a) wiedząc, że w związku X wanad występuje na +5  stopniu utlenienia, wyznacz wzory sumaryczne związku A oraz X, a także napisz równania reakcji ich tworzenia  (7 pkt)

b) podaj wzór związku C, wiedząc, że wydajność tej reakcji wynosiła  w > 80 \%     (5 pkt) 

c) przedstaw budowę przestrzenną jonu  V(OH_{2})^{2+}_{6}     (3 pkt)

d) podaj wzór związku D, uzasadniając odpowiednimi obliczeniami.  (4 pkt)

e) podaj wzór ogólny ałunów  (1 pkt)

2 myśli w temacie “Związki wanadu – zadanie olimpijskie”

  1. A-V2O5, X-VOCl3, C-VO2Cl (info o wydajności pozwala stwierdzić, że A i X powstają w stos. 1:1 przy analizie C), budowa jonu: ośmiościan foremny, D-VK2(SO4)2 (zapisać sól przed ogrzewaniem jako (V(H2O)6)x K2y (SO4)x+y i wyliczyć ubytek masy jako wodę.

Leave a Reply