View source for वनेडियम (वी) ऑक्साइड

'''[[ वैनेडियम |वनेडियम]] (वी) ऑक्साइड''' (''वनाडिया'') [[ रासायनिक सूत्र ]] वनेडियम के साथ [[ अकार्बनिक यौगिक ]] है[[ ऑक्सीजन | V<sub>2</sub>O<sub>5</sub>]] सामान्यतया वनेडियम पेंटोक्साइड के रूप में जाना जाता है, यह एक भूरा / पीला ठोस होता है, हालांकि जब जलीय घोल से ताजा अवक्षेपित होता है, तो इसका रंग गहरा नारंगी होता है। इसकी उच्च [[ ऑक्सीकरण अवस्था ]] के कारण, यह एक [[ उभयधर्मी |उभयधर्मी]] ऑक्साइड और एक[[ रेडोक्स ]]दोनों है। औद्योगिक दृष्टिकोण से, यह वनेडियम का सबसे महत्वपूर्ण यौगिक है, जो वनेडियम के मिश्र धातुओं का प्रमुख अग्रदूत है और व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला औद्योगिक उत्प्रेरक है।<ref name=Ullmann/>

इस यौगिक का खनिज रूप, शचरबिनाइट, अत्यंत दुर्लभ है, लगभग हमेशा [[ fumaroles | फ्यूमरोल्स]] के बीच पाया जाता है। एक खनिज [[ हाइड्रेट ]], V<sub>2</sub>O<sub>5</sub>·3H<sub>2</sub>O, नवजोइट के नाम से भी जाना जाता है।

==रासायनिक गुण==

=== कम ऑक्साइड में कमी ===
वनेडियम (V) ऑक्साइड और [[ वैनेडियम (III) ऑक्साइड | वनेडियम (III) ऑक्साइड]] के मिश्रण को गर्म करने पर, वनेडियम (IV) ऑक्साइड को गहरे-नीले ठोस के रूप में देने के लिए [[ अनुपात ]]िकता होती है:<ref>Brauer, p. 1267</ref>
:V<sub>2</sub>O<sub>5</sub> + V<sub>2</sub>O<sub>3</sub> → 4VO<sub>2</sub>
कमी [[ ऑक्सालिक एसिड | ऑक्सैलिक अम्ल]][[ कार्बन मोनोआक्साइड ]]और [[ सल्फर डाइऑक्साइड |सल्फर डाइऑक्साइड]] से भी प्रभावित हो सकती है। [[ हाइड्रोजन |हाइड्रोजन]] या अतिरिक्त CO का उपयोग करके आगे की कमी से काले V<sub>2</sub>O<sub>3</sub> तक पहुंचने से पहले ऑक्साइड के जटिल मिश्रण जैसे V<sub>4</sub>O<sub>7</sub> और V<sub>5</sub>O<sub>9</sub> हो सकते हैं।

=== अम्ल-क्षार अभिक्रिया ===
V<sub>2</sub>O<sub>5</sub> एक उभयधर्मी ऑक्साइड है। अधिकांश धातु आक्साइड के विपरीत, यह हल्के पीले, अम्लीय घोल देने के लिए पानी में थोड़ा घुलनशील होता है। इस प्रकार V<sub>2</sub>O<sub>5</sub> डाइऑक्सोवनेडियम (V) केंद्रों वाले हल्के पीले नमक युक्त घोल बनाने के लिए प्रबल गैर-कम करने वाले एसिड के साथ प्रतिक्रिया करता है:
:V<sub>2</sub>O<sub>5</sub> + 2 HNO<sub>3</sub> → 2 VO<sub>2</sub>(NO<sub>3</sub>) + H<sub>2</sub>O

यह पॉलीओक्सोवानाडेट्स बनाने के लिए प्रबल आधारों के साथ भी प्रतिक्रिया करता है, जिसकी एक जटिल संरचना होती है जो पीएच पर निर्भर करती है।<ref name="G&E">{{Greenwood&Earnshaw1st|pages=1140, 1144}}.</ref> यदि अतिरिक्त जलीय [[ सोडियम हाइड्रॉक्साइड |सोडियम हाइड्रॉक्साइड]] का उपयोग किया जाता है, तो उत्पाद एक रंगहीन [[ नमक (रसायन विज्ञान) ]], [[ सोडियम ऑर्थोवनाडेट ]], Na<sub>3</sub>VO<sub>4</sub> है। यदि Na<sub>3</sub>VO<sub>4</sub> के विलयन में अम्ल को धीरे-धीरे मिलाया जाए तो रंग धीरे-धीरे गहरा होकर नारंगी से लाल हो जाता है, इससे पहले कि भूरा हाइड्रेटेड V<sub>2</sub>O<sub>5</sub> pH 2 के आसपास अवक्षेपित हो जाए। इन समाधानों में मुख्य रूप से आयन VO<sub>4</sub><sup>2−</sup> और V<sub>2</sub>O<sub>7</sub><sup>4−</sup> होते हैं pH 9 और pH 13 के बीच, लेकिन pH 9 से नीचे और अधिक विदेशी प्रजातियां जैसे V<sub>4</sub>O<sub>12</sub><sup>4−</sup> और HV<sub>10</sub>O<sub>28</sub><sup>5−</sup> ([[ decavanadates |डेकावनाडेट]]) प्रबल होता है।

थियोनील क्लोराइड के साथ उपचार करने पर, यह वाष्पशील तरल वैनेडियम ऑक्सीक्लोराइड, VOCl3 में परिवर्तित हो जाता है।:<ref>Brauer, p. 1264</ref>
:V<sub>2</sub>O<sub>5</sub> + 3 SOCl<sub>2</sub> → 2 VOCl<sub>3</sub> + 3 SO<sub>2</sub>
=== अन्य रेडॉक्स प्रतिक्रियाएं ===
[[ हाइड्रोक्लोरिक एसिड ]]और [[ हाइड्रोब्रोमिक एसिड |हाइड्रोब्रोमिक एसिड]] संबंधित [[ हलोजन |हलोजन]] में ऑक्सीकृत हो जाते हैं, जैसे,
:V<sub>2</sub>O<sub>5</sub> + 6HCl + 7H<sub>2</sub>O → 2[VO(H<sub>2</sub>O)<sub>5</sub>]<sup>2+</sup> + 4Cl<sup>−</sup> + Cl<sub>2</sub>
एसिड के घोल में वनाडेट या [[ वैनाडिल आयन |वनेडियम आयन]] यौगिक रंगीन मार्ग के माध्यम से जिंक अमलगम द्वारा कम किए जाते हैं:

[[File:Vanadium oxidation states.jpg|none|300px|thumb|
{{center|{{underset|yellow|VO<sub>2</sub><sup>+</sup>}} → {{underset|blue|VO<sup>2+</sup>}} → {{underset|green|V<sup>3+</sup>}} → {{underset|purple|V<sup>2+</sup>}}<ref>{{Cite web|url=https://edu.rsc.org/resources/the-oxidation-states-of-vanadium/2003.article|title=The oxidation states of vanadium|website=RSC Education|language=en|access-date=2019-10-04}}</ref>}}
]]आयन सभी अलग-अलग डिग्री तक हाइड्रेटेड होते हैं।

== तैयारी ==
[[File:V2O5powder.jpg|thumb|140px|left|V . का नारंगी, आंशिक रूप से हाइड्रेटेड रूप<sub>2</sub>O<sub>5</sub>]]
[[File:V2O5 hydrous.jpg|thumb|140px|left|लाल केक का अवक्षेप , जो हाइड्रोस V . है<sub>2</sub>O<sub>5</sub>]]तकनीकी ग्रेड V<sub>2</sub>O<sub>5</sub> वनेडियम धातु और [[ फेरोवैनेडियम |फेरोवनेडियम]] के उत्पादन के लिए उपयोग किए जाने वाले काले पाउडर के रूप में उत्पादित किया जाता है।<ref name="G&E"/> वनेडियम अयस्क या वनेडियम युक्त अवशेषों को [[ सोडियम कार्बोनेट |सोडियम कार्बोनेट]] और [[ अमोनियम |अमोनियम]] नमक के साथ [[ सोडियम मेटावनाडेट |सोडियम मेटावनाडेट]], NaVO<sub>3</sub> का उत्पादन करने के लिए इलाज किया जाता है।. इस सामग्री को तब सल्फ्यूरिक एसिड का उपयोग करके पीएच 2–3 में अम्लीकृत किया जाता है। H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>लाल केक का एक अवक्षेप प्राप्त करने के लिए (रासायनिक गुण देखें)। इसके बाद रेड केक को 690 डिग्री सेल्सियस पर पिघलाया जाता है ताकि कच्चा V<sub>2</sub>O<sub>5</sub> तैयार किया जा सके।

वनेडियम (वी) ऑक्साइड तब उत्पन्न होता है जब वनेडियम धातु को अतिरिक्त ऑक्सीजन से गर्म किया जाता है, लेकिन यह उत्पाद अन्य, निचले ऑक्साइड से दूषित होता है। एक अधिक संतोषजनक प्रयोगशाला तैयारी में 500-550 डिग्री सेल्सियस पर [[ अमोनियम मेटावनाडेट |अमोनियम मेटावनाडेट]] का अपघटन सम्मिलित है:<ref>Brauer, p. 1269</ref>
:2 NH<sub>4</sub>VO<sub>3</sub> → V<sub>2</sub>O<sub>5</sub> + 2 NH<sub>3</sub> + H<sub>2</sub>O

== उपयोग ==

=== फेरोवनेडियम उत्पादन ===
मात्रा के संदर्भ में, वनेडियम (V) ऑक्साइड का प्रमुख उपयोग फेरोवनेडियम के उत्पादन में होता है (तैयारी देखें)। ऑक्साइड को स्क्रैप आयरन और [[ फेरोसिलिकॉन |फेरोसिलिकॉन]] के साथ गर्म किया जाता है, जिसमें [[ चूना (सामग्री) |चूना (सामग्री)]] मिलाकर [[ कैल्शियम सिलिकेट |कैल्शियम सिलिकेट]] [[ लावा |लावा]] बनाया जाता है। [[ एल्यूमिना |एल्यूमिना]] के साथ-साथ आयरन-वनेडियम मिश्र धातु का उत्पादन करने के लिए [[ अल्युमीनियम |अल्युमीनियम]] का भी उपयोग किया जा सकता है

=== [[ सल्फ्यूरिक एसिड ]] उत्पादन ===
वनेडियम (वी) ऑक्साइड का एक अन्य महत्वपूर्ण उपयोग सल्फ्यूरिक एसिड के निर्माण में है, जो एक महत्वपूर्ण औद्योगिक रसायन है, जिसका 2001 में दुनिया भर में 165 मिलियन टन का वार्षिक उत्पादन होता है, जिसका अनुमानित मूल्य यूएस $ 8 बिलियन है। वनेडियम (वी) ऑक्साइड [[ संपर्क प्रक्रिया ]] में हवा द्वारा [[ सल्फर ट्रायऑक्साइड ]] को सल्फर डाइऑक्साइड के रेडॉक्स को हल्के से एक्ज़ोथिर्मिक प्रतिक्रिया [[ उत्प्रेरक ]] के महत्वपूर्ण उद्देश्य में कार्य करता है:
:2 SO<sub>2</sub> + O<sub>2</sub>  {{eqm}} 2 SO<sub>3</sub>
इस सरल अभिक्रिया की खोज, जिसके लिए V<sub>2</sub>O<sub>5</sub> सबसे प्रभावी उत्प्रेरक है, जिसने सल्फ्यूरिक एसिड को आज का सबसे सस्ता कमोडिटी रसायन बनने की अनुमति दी है। प्रतिक्रिया 400 और 620 डिग्री सेल्सियस के बीच की जाती है; 400 डिग्री सेल्सियस से नीचे V<sub>2</sub>O<sub>5</sub> उत्प्रेरक के रूप में निष्क्रिय है, और 620 डिग्री सेल्सियस से ऊपर यह टूटना शुरू हो जाता है। चूंकि यह ज्ञात है कि SO<sub>2</sub> द्वारा V<sub>2</sub>O<sub>5</sub> को VO<sub>2</sub> तक घटाया जा सकता है, एक संभावित उत्प्रेरक चक्र इस प्रकार है:
:SO<sub>2</sub> + V<sub>2</sub>O<sub>5</sub> → SO<sub>3</sub> + 2VO<sub>2</sub>
के बाद
:2VO<sub>2</sub> +½O<sub>2</sub> → V<sub>2</sub>O<sub>5</sub>
यह कुछ बिजली संयंत्रों और डीजल इंजनों में एनओएक्स उत्सर्जन के चयनात्मक उत्प्रेरक कमी (SCR) में उत्प्रेरक के रूप में भी प्रयोग किया जाता है। सल्फर डाइऑक्साइड को सल्फर ट्राइऑक्साइड में परिवर्तित करने में इसकी प्रभावशीलता के कारण, और इस तरह सल्फ्यूरिक एसिड, सल्फर युक्त ईंधन को फायर करते समय ऑपरेटिंग तापमान और बिजली संयंत्र की एससीआर इकाई की नियुक्ति के साथ विशेष देखभाल की जानी चाहिए।

=== अन्य ऑक्सीकरण ===
[[File:V2O5OxNaphth.svg|thumb|left|464px|नेफ़थलीन के [[ फ्थेलिक एनहाइड्राइड ]] के वनेडियम-उत्प्रेरित ऑक्सीकरण में प्रस्तावित प्रारंभिक चरण, वी के साथ<sub>2</sub>O<sub>5</sub> एक अणु बनाम इसकी वास्तविक विस्तारित संरचना के रूप में प्रतिनिधित्व किया।<ref>{{cite book|doi=10.1002/9780470638859.conrr270|chapter=Gibbs-Wohl Naphthalene Oxidation|title=व्यापक कार्बनिक नाम प्रतिक्रियाएं और अभिकर्मक|year=2010|isbn=9780470638859}}</ref>]][[ Maleic एनहाइड्राइड |मेलिइक एनहाइड्राइड]] V<sub>2</sub>O<sub>5</sub> द्वारा है हवा के साथ ब्यूटेन का उत्प्रेरित ऑक्सीकरण निर्मित होता :
:C<sub>4</sub>H<sub>10</sub> + 4 O<sub>2</sub> → C<sub>2</sub>H<sub>2</sub>(CO)<sub>2</sub>O + 8 H<sub>2</sub>O
मालेइक एनहाइड्राइड का उपयोग [[ पॉलिएस्टर ]] रेजिन और एल्केड  निर्माण के उत्पादन के लिए किया जाता है।<ref>{{citation | title = Basic Organic Chemistry: Part 5, Industrial Products | editor1-first = J. M. | editor1-last = Tedder | editor2-first = A. | editor2-last = Nechvatal | editor3-first = A. H. | editor3-last = Tubb | publisher = John Wiley & Sons | location = Chichester, UK | year = 1975}}.</ref> थैलिक एनहाइड्राइड इसी तरह  V<sub>2</sub>O<sub>5</sub> उत्प्रेरित ऑक्सीकरण द्वारा निर्मित होता है। वनेडियम ऑक्साइड-उत्प्रेरित ऑक्सीकरण के लिए ओ-ज़ाइलीन से थैलिक एनहाइड्राइड के लिए समीकरण:
:C<sub>6</sub>H<sub>4</sub>(CH<sub>3</sub>)<sub>2</sub> + 3 O<sub>2</sub> → C<sub>6</sub>H<sub>4</sub>(CO)<sub>2</sub>O + 3 H<sub>2</sub>O
नेफ़थलीन के वनेडियम ऑक्साइड-उत्प्रेरित ऑक्सीकरण के लिए फ़ेथलिक एनहाइड्राइड के लिए समीकरण:<ref>{{cite book | last=Conant | first=James | last2=Blatt | first2=Albert | title=कार्बनिक यौगिकों की रसायन विज्ञान| publication-place=New York, New York | publisher=The Macmillan Company | edition=5th | year=1959 | page=511}}</ref>
:C<sub>10</sub>H<sub>8</sub> + 4½ O<sub>2</sub> → C<sub>6</sub>H<sub>4</sub>(CO)<sub>2</sub>O + 2CO<sub>2</sub> + 2H<sub>2</sub>O
थैलिक एनहाइड्राइड [[ प्लास्टिसाइज़र ]] का अग्रदूत है, जिसका उपयोग पॉलिमर को लचीलापन प्रदान करने के लिए किया जाता है।

इसी तरह से कई अन्य औद्योगिक यौगिकों का उत्पादन किया जाता है, जिनमें [[ एडिपिक एसिड | एडिपिक एसिड]], [[ एक्रिलिक एसिड |एक्रिलिक एसिड]], ऑक्सैलिक अम्ल और [[ anthraquinones | एंथ्राक्विनोन]] सम्मिलित हैं।<ref name=Ullmann/>


=== अन्य अनुप्रयोग ===
[[ थर्मल प्रतिरोध ]] के अपने उच्च गुणांक के कारण, वनेडियम (वी) ऑक्साइड [[ थर्मल इमेजिंग ]] के लिए [[ बोलोमीटर |बोलोमीटर]] और[[ माइक्रोबोलोमीटर | माइक्रोबोलोमीटर]] सरणियों में एक डिटेक्टर सामग्री के रूप में उपयोग करता है। यह पीपीएम स्तरों (0.1 पीपीएम तक) में इथेनॉल सेंसर के रूप में भी आवेदन पाता है।

[[ वैनेडियम रेडॉक्स बैटरी |वनेडियम रेडॉक्स बैटरी]] एक प्रकार की [[ प्रवाह बैटरी ]] है जिसका उपयोग [[ ऊर्जा भंडारण ]] के लिए किया जाता है, जिसमें पवन फार्म जैसी बड़ी बिजली सुविधाएं सम्मिलित हैं।<ref>{{cite web|last=REDT Energy Storage|title=अक्षय अनुप्रयोगों के लिए वीआरएफबी का उपयोग करना|url=http://www.redtenergy.com/applications/renewable-energy}}</ref> वनेडियम ऑक्साइड का उपयोग लिथियम आयन बैटरी में कैथोड के रूप में भी किया जाता है।<ref>{{cite journal |last1=Sreejesh |first1=M. |last2=Shenoy |first2=Sulakshana |last3=Sridharan |first3=Kishore |last4=Kufian |first4=D. |last5=Arof |first5=A. K. |last6=Nagaraja |first6=H. S. |title=एम्परोमेट्रिक डोपामाइन सेंसिंग और लिथियम आयन बैटरी अनुप्रयोगों के लिए मिश्रित इलेक्ट्रोड के रूप में ग्रेफीन ऑक्साइड शीट में एम्बेडेड बुझे हुए वैनेडियम ऑक्साइड को पिघलाएं|journal=Applied Surface Science |date=2017 |volume=410 |pages=336–343 |doi=10.1016/j.apsusc.2017.02.246|bibcode=2017ApSS..410..336S }}</ref>


==जैविक गतिविधि ==
[[Image:V2o5label.jpg|thumb|right]]वनेडियम (वी) ऑक्साइड मनुष्यों के लिए बहुत मामूली तीव्र विषाक्तता प्रदर्शित करता है, जिसमें एलडी 50 लगभग 470 मिलीग्राम/किलोग्राम होता है। अधिक खतरा धूल के अंदर जाने से होता है, जहां [[ LD50 ]] 14 दिनों के एक्सपोजर के लिए 4-11 मिलीग्राम/किलोग्राम के बीच होता है।<ref name=Ullmann>{{Cite book|doi = 10.1002/14356007.a27_367|chapter = Vanadium and Vanadium Compounds|title = उलमन का औद्योगिक रसायन विज्ञान का विश्वकोश|year = 2000|last1 = Bauer|first1 = Günter|last2 = Güther|first2 = Volker|last3 = Hess|first3 = Hans|last4 = Otto|first4 = Andreas|last5 = Roidl|first5 = Oskar|last6 = Roller|first6 = Heinz|last7 = Sattelberger|first7 = Siegfried|isbn = 3527306730}}</ref> वे तिथि ({{chem|VO|4|3-}}), के हाइड्रोलिसिस द्वारा गठित फॉस्फेट (PO<sub>4</sub><sup>3−</sup>) को संसाधित करने वाले एंजाइमों को रोकता प्रतीत होता है । हालांकि कार्रवाई का तरीका मायावी रहता है।<ref name="G&E"/>


==संदर्भ==
{{reflist}}


== उद्धृत स्रोत ==
*{{cite book|editor=Brauer, G. |author=Brauer, G. |chapter=Vanadium, Niobium, Tantalum|title=प्रारंभिक अकार्बनिक रसायन विज्ञान की पुस्तिका, दूसरा संस्करण।|publisher=Academic Press|year=1963|place=NY}}
*{{cite book | editor= Haynes, William M. | date = 2016| title = [[केमेस्ट्री और फ़ीजिक्स के लिए सीआरसी हैंडबुक]]| edition = 97th | publisher = [[CRC Press]] | isbn = 9781498754293}}


==अग्रिम पठन==
*{{citation | contribution = Vanadium Pentoxide | url = http://monographs.iarc.fr/ENG/Monographs/vol86/mono86-10.pdf | pages = 227–92 | title = Cobalt in Hard Metals and Cobalt Sulfate, Gallium Arsenide, Indium Phosphide and Vanadium Pentoxide | series = IARC Monographs on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans 86 | publisher = International Agency for Research on Cancer | location = Lyon, France | year = 2006 | isbn = 92-832-1286-X}}.
*{{citation | first1 = B. | last1 = Vaidhyanathan | first2 = K. | last2 = Balaji | first3 = K. J. | last3 = Rao | year = 1998 | title = Microwave-Assisted Solid-State Synthesis of Oxide Ion Conducting Stabilized Bismuth Vanadate Phases | journal = Chem. Mater. | volume = 10 | issue = 11 | pages = 3400–4 | doi = 10.1021/cm980092f}}.


==बाहरी संबंध==
{{Commons category|Vanadium(V) oxide}}
*[https://web.archive.org/web/20111024204340/http://www.energizerresources.com/index.php?option=com_content&view=article&id=421&Itemid=206 How Vanadium Oxide Is Used In Energy Storage]
*{{ICSC|0596}}
*{{PGCH|0653}}
*{{PGCH|0654}}
*[http://www.inchem.org/documents/cicads/cicads/cicad29.htm Vanadium Pentoxide and other Inorganic Vanadium Compounds] ([[Concise International Chemical Assessment Document]] 29)
*{{EHC|81|name=Vanadium}}
*{{HSG|042|name=Vanadium and some vanadium salts}}

{{Vanadium compounds}}
{{Oxides}}

{{DEFAULTSORT:Vanadium(V) Oxide}}

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[[Category:Wikipedia metatemplates|Vanadium(V) Oxide]]