1. פירוק תרמי של אמוניום מטוונאדאט
עִקָרוֹן: חימום אמוניום מטוונאדאט (nh₄vo₃) כדי לפרק אותו ל- V₂O₅, אמוניה (NH₃) ומים.
צעדים:
חוֹמֶר: אמוניום מטוונאדאט טהור (nh₄vo₃).
הַסָקָה:
הניחו NH₄VO₃ בכור היתוך קרמי.
מחממים בהדרגה בכבשן עמום ל400–500 מעלותבתנאים מבוקרים.
תְגוּבָה:
2NH4VO3 → ΔV2O 5+2 NH3 ↑+H2O ↑ 2NH4 VO3 Δ V2 O5 +2 NH3 ↑+H2 O ↑
הִתקָרְרוּת: אפשר למוצר להתקרר בסביבה יבשה.
טָהֳרָה: מרסקים את האבקה האדומה הכתומה שהתקבלה ואחסון במייבש.
הערות:
Avoid overheating (>600 מעלות) כדי למנוע הפחתה חלקית של V₂O₅ לתחמוצות נמוכות יותר (למשל, VO₂).
השתמש במכסה המנוע כדי לפרוק גז NH₃ רעיל.
2. משקעים חומציים מפתרונות וונאדטים
עִקָרוֹן: מחמצת נתרן ונדאט (Navo₃) כדי לזרז את V₂o₅ לחות, ואחריה התייבשות.
צעדים:
ממיסים נתרן ונדאט:
הכן פיתרון של Navo₃ במים חמים.
הַחמָצָה:
מוסיפים חומצה גופרתית מדוללת (h₂so₄) ירידה עד pH ~ 2–3.
משקע אדום-כתום של V₂o₅ מיובש (המכונה "עוגה אדומה") נוצר:
2navo 3+ H2SO4 → V2O5⋅NH2O ↓+NA2SO42NAVO3+H2 SO4 → V2 O5 ⋅NH2 O ↓+NA2 SO4
סִנוּן: אסוף את המשקעים באמצעות סינון ואקום.
התייבשות:
לייבש את המשקעים ב120 מעלותלהסרת לחות פני השטח.
חישוב ב500 מעלותלהשיג v₂o₅ נטול מים:
V2O5⋅NH2O → ΔV2O 5+ NH2O ↑ V2 O5 ⋅NH2 OΔ V2 O5+NH2 O ↑
הערות:
השתמש בתוספת חומצה מבוקרת כדי למנוע חריגה יתר, העלולה להמיס את המשקעים.
3. חמצון של ונדיל סולפט (Voso₄)
עִקָרוֹן: מחמצן ונדיל סולפט (Voso₄) עם מי חמצן (H₂O₂) ליצירת V₂O₅.
צעדים:
הכן פתרון Voso₄: ממיס את Voso₄ · xh₂o מדולל h₂so₄.
חִמצוּן:
מוסיפים עודף 30% h₂o₂ לתמיסה עם ערבוב.
מחממים בעדינות אל60–80 מעלותכדי להאיץ את התגובה:
2voso 4+ H2O2 → V2O5 ↓+H2SO 4+ H2O2VOSO4+H2 O2 → V2 O5 ↓+H2 SO4+H2 O.
סינון וכביסה: אסוף את המשקעים ושטוף במים מזוקקים.
יִבּוּשׁ: יבש ב100–150 מעלותכדי להשיג V₂o₅ טהור.
הערות:
יש להתפרק עודף H₂O₂ (למשל על ידי רתיחה) כדי להימנע מחמצנים נשארים.
4. חמצון אלקטרוכימי
עִקָרוֹן: חמצון אלקטרוליטי של מתכת ונדיום או מצבי חמצון נמוכים יותר בתקשורת חומצית.
הגדרה:
אָנוֹדָה: Vanadium Metal או V₂o₃.
אלקטרוליט: מדלל h₂so₄ או hno₃.
מֶתַח: החל מתח מבוקר כדי לחמצן את ונדיום על V⁵⁺.
תְגוּבָה:
V→V5++5e−V→V5++5e−V5++3H2O→V2O5↓+6H+V5++3H2O→V2O5↓+6H+
הערות:
דורש שליטה מדויקת על pH ומתח.
