Оксид ниобия(V)

Оксид ниобия(V)
Общие
Систематическое наименование	Оксид ниобия(V)
Традиционные названия	Оксись ниобия
Химическая формула	Nb2O5
Физические свойства
Состояние (ст. усл.)	белые кристаллы
Молярная масса	265,81 г/моль
Плотность	4,47-5,29 г/см³
Термические свойства
Температура плавления	1490-1500; 1521 °C
Молярная теплоёмкость (ст. усл.)	132,1 Дж/(моль·К)
Энтальпия образования (ст. усл.)	-1898 кДж/моль
Классификация
Рег. номер CAS	1313-96-8
Рег. номер PubChem	123105
SMILES	O=[Nb](=O)O[Nb](=O)=O

Оксид ниобия(V) — неорганическое соединение, оксид металла ниобия с формулой Nb₂O₅, белые тугоплавкие кристаллы, термически устойчивые, не растворимые в воде.

Получение

• Сжигание ниобия в кислороде:

$\mathsf{2Nb + 5O_2 \ \xrightarrow{500^oC}\ Nb_2O_5 }$

• Гидролиз фторида ниобия(V) или хлорида ниобия(V):

$\mathsf{2NbCl_5 + 5H_2O \ \xrightarrow{}\ Nb_2O_5\downarrow + 10HCl }$

Физические свойства

Оксид ниобия(V) образует белые кристаллы нескольких (не менее 10) кристаллических модификаций:

• α-Nb₂O₅ — ромбическая сингония, параметры ячейки a = 0,623 нм, b = 4,380 нм, c = 0,391 нм, Z = 12;
• α'-Nb₂O₅ — моноклинная сингония, пространственная группа C 2/c, параметры ячейки a = 1,273 нм, b = 0,488 нм, c = 0,556 нм, β = 105,1°, Z = 4;
• β-Nb₂O₅ — моноклинная сингония, пространственная группа P 2, параметры ячейки a = 2,126 нм, b = 0,3821 нм, c = 1,935 нм, β = 119,74°, Z = 14;

При нормальных условиях стабильна форма β-Nb₂O₅.

Из раствора осаждается в виде гидрата Nb₂O₅•n H₂O, который более реакционноспособный. После прокаливания (выше 500°С) становится химически пассивным.

Не растворяется в воде, р ПР = 20,14.

Химические свойства

• Разлагается при сильном нагревании в вакууме, превращаясь в тёмно-синий оксид нестехиометрического состава:

$\mathsf{Nb_2O_5 \ \xrightarrow[-O_2]{800-1000^oC, vacuum}\ NbO_x,\ \ \ 2,4 < x < 2,5 }$

• Реагирует с концентрированной плавиковой кислотой:

$\mathsf{Nb_2O_5 + 12HF \ \xrightarrow{}\ H_2[NbF_7] + H_2[NbOF_5] + 4H_2O }$

• С фторидом калия в разбавленной плавиковой кислотой:

$\mathsf{Nb_2O_5 + 4KF + 10HF \ \xrightarrow{}\ 2K_2[NbF_7] + 5H_2O }$

• Реагирует с растворами щелочей:

$\mathsf{Nb_2O_5 \ \xrightarrow{NaOH}\ Na_8[Nb_6O_{19}], Na_8[Nb_4O_{12}(OH)_4] }$

• Реагирует с карбонатами щелочных металлов при спекании:

$\mathsf{Nb_2O_5 + Na_2CO_3 \ \xrightarrow{800^oC, vacuum}\ 2(NaNb)O_3 + CO_2 }$

• Восстанавливается водородом:

$\mathsf{Nb_2O_5 + H_2 \ \xrightarrow{800-1000^oC, vacuum}\ 2NbO_2 + H_2O }$

• Реагирует с хлором в присутствии восстановителей:

$\mathsf{Nb_2O_5 + 5Cl_2 + 5C \ \xrightarrow{600-900^oC, vacuum}\ 2NbCl_5 + 5CO }$

Применение

• Промежуточный продукт при получении ниобия.
• Компонент огнеупоров, керамик, специальных стёкол.

Литература

• Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1992. — Т. 3. — 639 с. — ISBN 5-82270-039-8
• Справочник химика / Редкол.: Никольский Б.П. и др.. — 3-е изд., испр. — Л.: Химия, 1971. — Т. 2. — 1168 с.
• Лидин Р.А. и др. Химические свойства неорганических веществ: Учеб. пособие для вузов. — 3-е изд., испр. — М.: Химия, 2000. — 480 с. — ISBN 5-7245-1163-0
• Рипан Р., Четяну И. Неорганическая химия. Химия металлов. — М.: Мир, 1972. — Т. 2. — 871 с.

Соединения ниобия

Антимонид ниобия (Nb₅Sb₄) • Борид ниобия (NbB₂) • Бромид ниобия(III) (NbBr₃) • Бромид ниобия(V) (NbBr₅) • Гептафторониобат(V) калия (K₂[NbF₇]) • Гидрид ниобия (NbH) • Диоксифторид ниобия(V) (NbO₂F) • Диоксихлорид ниобия(V) (NbO₂Cl) • Иодид ниобия(V) (NbI₅) • Карбид ниобия (NbC) • Нитрид ниобия (NbN) • Оксид ниобия(I) (Nb₂O) • Оксид ниобия(II) (NbO) • Оксид ниобия(III) (Nb₂O₃) • Оксид ниобия(IV) (NbO₂) • Оксид ниобия(V) (Nb₂O₅) • Окситрибромид ниобия(V) (NbOBr₃) • Окситрифторид ниобия(V) (NbOF₃) • Окситрихлорид ниобия(V) (NbOCl₃) • Сульфид ниобия(II) (NbS) • Сульфид ниобия(III) (Nb₂S₃) • Сульфид ниобия(IV) (NbS₂) • Фторид ниобия(III) (NbF₃) • Фторид ниобия(V) (NbF₅) • Хлорид ниобия(III) (NbCl₃) • Хлорид ниобия(IV) (NbCl₄) • Хлорид ниобия(V) (NbCl₅)