Vanadato

En química, un vanadato es un compuesto que contiene un oxianión de vanadio en su estado de oxidación más alto, +5. El ion vanadato más simple es el anión ortovanadato VO₄³⁻, tetraedro, el cual está presente, por ejemplo, en el ortovanadato de sodio y en soluciones de V₂O₅ en una base fuerte (pH > 13^[1]). Convencionalmente este ion es representado con un enlace doble sencillo, sin embargo esta es una forma de resonancia ya que el ion es un tetraedro regular con cuatro átomos de oxígeno equivalentes.

Ejemplos de iones vanadato

Algunos ejemplos de iones discretos son

VO₄³⁻ "ortovanadato", tetrahedral.^[2]
V₂O₇⁴⁻ "pirovanadato", ángulo compartido VO₄ tetrahedra similar to dichromate ion^[2]
V₃O₉³⁻ cíclico con ángulo compartido VO₄ tetrahedra^[3]
V₄O₁₂⁴⁻ cyclic with corner shared VO₄ tetrahedra^[4]
V₅O₁₄³⁻ corner shared VO₄ tetrahedra^[5]
V₁₀O₂₈⁶⁻ "decavanadate", edge and corner shared VO₆ octahedra^[2]
V₁₂O₃₂⁴⁻^[2]
V₁₃O₃₄³⁻ Octahedro VO₆ fundido^[6]
V₁₈O₄₂¹²⁻^[7]

Algunos ejemplos de iones poliméricos "infinitos" son

[VO₃]_nⁿ⁻ en e.j. NaVO₃, metavanadato de sodio^[2]
[V₃O₈]_nⁿ⁻ en CaV₆O₁₆^[8]


metavanadate chains	V₅O₁₄	decavanadate ion

Química analítica de los metavanadatos^[9]

Para el estudio de estas reacciones se utiliza una disolución 0.1 M de metavanadato de amonio (NH₄VO₃) o de sodio (NaVO₃). Agregar una pequeña cantidad de ácido sulfúrico mantiene estable esas disoluciones.

1. Sulfuro de hidrógeno: No se produce precipitado en disolución ácida pero se forma una disolución azul debido a la producción de iones tetravalentes y azufre. Otros agentes reductores, tales como el dióxido de azufre, ácido oxálico, sulfato de hierro (II), hidrazina, ácido fórmico y etanol dan iones de vanadio (IV) azul. La reacción ocurre lentamente en frío pero más rápidamente por calentamiento.

2. Zinc, cadmio o aluminio en disolución ácida. Estos son aún más reductores. La disolución se torna primero azul (iones dioxovanadio VO₂⁺) luego verdes (V⁺³) y finalmente violeta (V⁺²).

3. Disolución de sulfuro de amonio. La disolución se torna color rojo claro debido a la formación de tiovanadatos. Por acidificación de la disolución se precipita incompletamente el sulfuro de vanadio marrón V₂S₅. El precipitado es soluble en disoluciones alcalinas, carbonatos y sulfuros.

4. Peróxido de hidrógeno. Cuando se agregan gota a gota una disolución de peróxido de hidrógeno a una disolución ácida (15-20% de ácido sulfúrico) de un vanadato, se produce una coloración roja debido a la formación del catión peroxivanadilo (V), VO₂⁺³ :

VO₃^- + 4H⁺ + H₂O₂ → VO₂⁺³ + 3H₂O

Referencias

↑ Cotton, F. Albert; Wilkinson, Geoffrey; Murillo, Carlos A.; Bochmann, Manfred (1999), Advanced Inorganic Chemistry (6th ed.), New York: Wiley-Interscience, ISBN 0-471-19957-5
↑ ^a ^b ^c ^d ^e Greenwood, Norman N.; Earnshaw, A. (1997), Chemistry of the Elements (2nd ed.), Oxford: Butterworth-Heinemann, ISBN 0-08-037941-9
↑ Hamilton E. E., Fanwick P.E., Wilker J.J. (2002). «The Elusive Vanadate (V₃O₉)³⁻: Isolation, Crystal Structure, and Nonaqueous Solution Behavior». J. Am. Chem. Soc. 124 (1): 78. doi:10.1021/ja010820r.
↑ G.-Y. Yang, D.-W. Gao, Y. Chen, J.-Q. Xu, Q.-X. Zeng, H.-R. Sun, Z.-W. Pei, Q. Su, Y. Xing, Y.-H. Ling and H.-Q. Jia (1998). «[Ni(C₁₀H₈N₂)₃]2[V₄O₁₂]·11H₂O». Acta Crystallographica Section C Crystal Structure Communications 54: 616. doi:10.1107/S0108270197018751.
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↑ Hou D., Hagen K.D., Hill C.L. (1992). «Tridecavanadate, [V₁₃O₃₄]³⁻, a new high-potential isopolyvanadate». J. Am. Chem. Soc. 114: 5864. doi:10.1021/ja00040a061.
↑ Müller A., Sessoli R., Krickemeyer E., Bögge H., Meyer J., Gatteschi D., Pardi L., Westphal J., Hovemeier K., Rohlfing R., Döring J, Hellweg F., Beugholt C., Schmidtmann M. (1997). «Polyoxovanadates: High-Nuclearity Spin Clusters with Interesting Host-Guest Systems and Different Electron Populations. Synthesis, Spin Organization, Magnetochemistry, and Spectroscopic Studies». Inorg. Chem. 36: 5239. doi:10.1021/ic9703641.
↑ Jouanneau, S.; Verbaere, A.; Guyomard, D. (2003). «On a new calcium vanadate: synthesis, structure and Li insertion behaviour». Journal of Solid State Chemistry 172: 116. doi:10.1016/S0022-4596(02)00164-0.
↑ Vogel. Química Analítica Cuantitativa. 6a ed. Ed. Kapelusz

Datos: Q426228
Multimedia: Vanadates / Q426228

[1] Cotton, F. Albert; Wilkinson, Geoffrey; Murillo, Carlos A.; Bochmann, Manfred (1999), Advanced Inorganic Chemistry (6th ed.), New York: Wiley-Interscience, ISBN 0-471-19957-5

[Greenwood-2] Greenwood, Norman N.; Earnshaw, A. (1997), Chemistry of the Elements (2nd ed.), Oxford: Butterworth-Heinemann, ISBN 0-08-037941-9

[3] Hamilton E. E., Fanwick P.E., Wilker J.J. (2002). «The Elusive Vanadate (V₃O₉)³⁻: Isolation, Crystal Structure, and Nonaqueous Solution Behavior». J. Am. Chem. Soc. 124 (1): 78. doi:10.1021/ja010820r.

[4] G.-Y. Yang, D.-W. Gao, Y. Chen, J.-Q. Xu, Q.-X. Zeng, H.-R. Sun, Z.-W. Pei, Q. Su, Y. Xing, Y.-H. Ling and H.-Q. Jia (1998). «[Ni(C₁₀H₈N₂)₃]2[V₄O₁₂]·11H₂O». Acta Crystallographica Section C Crystal Structure Communications 54: 616. doi:10.1107/S0108270197018751.

[5] V. W. Day, Walter G. Klemperer, O. M. Yaghi (1989). «A new structure type in polyoxoanion chemistry: synthesis and structure of the V₅O₁₄³⁻ anion». J. Am. Chem. Soc. 111: 4518. doi:10.1021/ja00194a068.

[6] Hou D., Hagen K.D., Hill C.L. (1992). «Tridecavanadate, [V₁₃O₃₄]³⁻, a new high-potential isopolyvanadate». J. Am. Chem. Soc. 114: 5864. doi:10.1021/ja00040a061.

[7] Müller A., Sessoli R., Krickemeyer E., Bögge H., Meyer J., Gatteschi D., Pardi L., Westphal J., Hovemeier K., Rohlfing R., Döring J, Hellweg F., Beugholt C., Schmidtmann M. (1997). «Polyoxovanadates: High-Nuclearity Spin Clusters with Interesting Host-Guest Systems and Different Electron Populations. Synthesis, Spin Organization, Magnetochemistry, and Spectroscopic Studies». Inorg. Chem. 36: 5239. doi:10.1021/ic9703641.

[8] Jouanneau, S.; Verbaere, A.; Guyomard, D. (2003). «On a new calcium vanadate: synthesis, structure and Li insertion behaviour». Journal of Solid State Chemistry 172: 116. doi:10.1016/S0022-4596(02)00164-0.

[9] Vogel. Química Analítica Cuantitativa. 6a ed. Ed. Kapelusz

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Ejemplos de iones vanadato

Química analítica de los metavanadatos[9]​

Referencias

Química analítica de los metavanadatos^[9]