Pengertian Lengkap Vanadium Oksida

Vanadium(V) oksida (vanadia) ialah senyawa anorganik dengan rumus V₂O₅. Secara umum dikenal sebagai vanadium pentoksida, ini adalah zat padat berwarna coklat/kuning, meskipun ketika diendapkan segar dari laruta air, warnanya jingga gelap. Disebabkan keadaan oksidasinya tinggi, baik oksida amfoter maupun zat pengoksidasi. Dari  persoektif industri, oksida ini merupakan senyawa paling penting dari vanadium, sebagai prekursor dasar untuk paduan vanadium dan luas digunakan sebagai katalis industri.
Bentuk mineral dari senyawa ini,  shcherbinaite, sangat langka, hampir selaqlu dijumpai di antara fumarol. Mineral trihidrat, V₂O₅·3H₂O, juga dikenal dengan nama navajoite.

Nama IUPAC oksida vanadium ini ialah Divanadium pentoksida; nama lainnya adalah Vanadium pentoksida, Vanadat anhidrida, Divanadium pentoksida. Adapun sifat-sifatnya adalah:

·         Rumus molekul: V₂O₅

·         Berat molekul: 181,8800 gr/mol

·         Penampilan: Zat padat berwarna kuning

·         Densitas: 3,357 g/cm³

·         Titik lebur: 690 °C; 1274 °F; 963 K

·         Titik didih:1750 °C; 3180 °F; 2020 K (terurai)

·         Kelarutan dalam air: 0,8 gr/L (20 °C)

·         Struktur kristal: Ortorombik

·         Gugus ruang: Pmmn, No. 59

·         Konstanta kisi: a = 1151 pm, b = 355.9 pm, c = 437.1 pm

·         Geometri koordinasi: Bipiramida (V) trigonal terdistorsi

·         MSDS: ICSC 0596

·         Kata sinyal GHS: Berbahaya

·         Indeks Uni Eropa: 023-001-00-8

·         Klasifikasi Uni Eropa: Mutagenik Cat.3; Reproduksi Cat.3; Beracun (T); Berbahaya (Xn); Iritasi (Xi); Berbahaya bagi lingkungan (N)

·         Titik nyala: Tidak mudah terbakar

·         LD₅₀: 10 mg/kg

SIFAT KIMIA

Pada pemanasan, V₂O₅ kehilangan oksigen secara timbal-balik (reversible), bertrut-turut membentuk V₂O₄, V₂O₃, VO dan logam vanadium.

Reaksi Asam-Basa

Tidak seperti kebanyakanoksida logam, oksida ini sedikitlarutdalam airuntuk memberikanlarutan asamkuning pucat. Ketikasenyawa inidibentuk olehV₂O₅adalah oksidaamfoter. Dengan demikian, V₂O₅bereaksi denganasamnon-pereduksi kuat untuk membentuklarutan yang mengandunggaramkuning pucatyang mengandungdioksovanadium(V) pusat:
V₂O₅ + 2 HNO₃ → 2 VO₂(NO₃) + H₂O
V₂O₅ juga bereaksi dengan alkali kuat untuk membentuk polioksovanadat, yang memiliki struktur yang bergantung pada pH. Bila NaOH berair digunakan berlebih, produknya adalah suatu garam tidak berwarna, natrium ortovanadat, Na₃VO₄. Bila asam ditambahkan perlahan-lahan ke dalam larutan Na₃VO₄, warna secara bertahap  memperdalammelaluijinggake merahsebelum V₂O₅terhidrasi coklatmengendapsekitarpH2. Larutan initerutama mengandungionHVO₄^2–danV₂O₇^4–antarapH9danpH13, tetapi di bawahpH9spesies yang lebiheksotis sepertiV₄O₁₂^4–danHV₁₀O₂₈^5–(dekavanadat)mendominasi.
Pada pengolahan dengan tinil klorida, V₂O₅berubah menjadi vanadium oksiklorida, VOCl₃:
V₂O₅ + 3 SOCl₂ → 2 VOCl₃ + 3 SO₂

Reaksi Redoks

V₂O₅ mudah tereduksi dalam media asam menghasilkan spesies vanadium(IV) yang stabil, ion vanadil biru (VO(H₂O)₅²⁺). Konversi ini menggambarkan sifat-sifat redoks dari V₂O₅. Sebagai contoh, HCl dan HBr dioksidasi menjadi halogen yang sesuai, misalnya,
V₂O₅ + 6HCl + 7H₂O → 2[VO(H₂O)₅]²⁺ + 4Cl⁻ + Cl₂
V₂O₅ padat direduksi oleh asam oksalat, karbon monoksida, dan sulfur dioksida yang menghasilkan vanadium(IV) oksida,  VO₂ sebagai zat padat biru-gelap. Reduksi lebih lanjut menggunakan hidrogen atau CO berlebih dapat menyebabkan campuran oksida kompleks seperti V₄O₇ dan V₅O₉ sebelum V₂O₃ yang berwarna hitam dicapai. Senyawa-senyawa vanadat atau vanadil(V) dalam larutan asam direduksi oleh seng amalgam melalui jalur penuh-warna yang menarik.
VO²⁺ (kuning) =>  VO²⁺ (biru) => V³⁺ (hijau) =>   V²⁺ (ungu)

PEMBUATAN

V₂O₅ taraf teknis diproduksi sebagai serbuk hitam yang digunakan untuk produksi logam vanadium dan ferrovanadium. Bijih vanadium atau residu kaya-vanadium diolah dengan natrium karbonat untuk menghasilkan natrium metavanadat, NaVO₃. Bahan ini kemudian diasamkan pada pH 2–3 menggunakan  H₂SO₄ untuk menghasilkan endapan  “kue berwarna merah” (lihat di atas). Kue berwarna merah ini kemudian dileburkan pada suhu  690 °C untuk menghasilkan V₂O₅ mentah.
Vanadium(V) oksida diproduksi ketika logam vanadium dipanaskan dengan oksigen berlebih, tetapi produk ini terkontaminasi dengan yang lain, oksida-oksida yang lebih rendah. Pembuatan secara laboratoriumyang lebih memuaskanmelibatkandekomposisiamoniummetavanadatpada suhu sekitar200°C:
2 NH₄VO₃ → V₂O₅ + 2 NH₃ + H₂O

KEGUNAAN

Produksi Ferrovanadium

Dari kuantitas, penggunaan yang menonjol untuk  vanadium(V) oksida ialah dalam produksi ferrovanadium (lihat di atas). Oksida ini dipanaskan dengan skrap besi dan ferrosilikon, bersama kapur yang ditambahkan untuk membentuk terak kalsium silikat. Aluminium mungkin juga digunakan, menghasilkan paduan besi-vanadium seiring dengan alumina sebagai hasil-samping.

Produksi Asam Sulfat

Penggunaan yang penting lainnya dari vanadium(V) oksida ialah dalam produksi asam sulfat, suatu industri kimia penting dengan produksi di seluruh duni setiap tahunnya mencapai 165 juta metrik ton pada 2001, dengan nilai mencapai 8 miliar dolar AS. Vanadium(V) melayani tujuanpenting yang mengkatalisasioksidasieksotermiksecara lunak sulfur dioksidamenjadi belerangtrioksidamelalui udaradalamproses kontak:
2 SO₂ + O₂ = 2 SO₃ (reaksi berlangsung timbal-balik)
Penemuan reaksi sederhana ini, untuk mana V₂O₅ merupakan katalis paling efektif, yang memungkinkan asam sulfat menjadi komoditas kimia yang murah dewasa ini. Reaksi ini dilakukan antara suhu 400 dan 620 °C; di bawah 400 °C V₂O₅ tidak aktif sebagai katalis, dan di atas 620 °C V₂O₅ mulai terurai.  Karena itu diketahui bahwa V₂O₅ dapat direduksi menjadi VO₂ oleh SO₂, satu sikluskatalitikyang mungkin adalahsebagai berikut:
SO₂ + V₂O₅ → SO₃ + 2VO₂
Diikuti dengan
2VO₂ +½O₂ → V₂O₅
V₂O₅ juga digunakan sebagai katalis dalam reduksi katalitik selektif (SCR) emisi NO_x dalam beberapa pembangkit listrik. Karena keefektifannya dalam mengubah sulfur dioksida menjadi sulfur trioksida, dan selanjutnya asam sulfat, cara khusus harus dilakukan dengan suhuoperasidan penempatanunitSCRpembangkit listrikketikamenembakkanbahan bakaryang mengandung belerang.

Oksidasi Lain

Anhidrida maleat diproduksi melalui oksidasi butana dengan udara yang dikatalisis V₂O₅:
C₄H₁₀ + 4 O₂ → C₂H₂(CO)_2O + 8 H₂O
Anhidrida maleat digunakan untuk produksi resin poliester dan resin alkyd.
Anhidrida ftalat diproduksi dengan cara yang sama melalui oksidasi orto-xylene atau naftalena yang dikatalisis V₂O₅  pada suhu 350–400 °C. Persamaan ini untuk oksidasi xylene:
C₆H₄(CH₃)₂ + 3 O₂ → C₆H₄(CO)₂O + 6 H₂O
Anhidrida ftalat adalah prekursor untuk plastisir, yang digunakan untuk mengatur kelenturan polimer.
Berbagai senyawa industri lain diproduksi dengan cara serupa, termasuk asam adipat, asam akrilat, asam oksalat, dan antrakuinon.

Aplikasi lain

Karena koefisien daya tahan panasnya yang tinggi,  vanadium(V) oksida menemui kegunan sebagai bahan detektor dalam deret bolometer dan mikrobolometer untuk penjejak panas. V₂O₅ juga menemui aplikasi sebagai sensor etanol dalam tingkat ppm (sampai 0,1 ppm).
Baterai redoks vanadium merupakan satu jenis baterai mengalir yang digunakan untuk penyimpan energi, termasuk fasilitas daya seperti  pembangkit tenaga angin.

AKTIVITAS BIOLOGIS

Vanadium(V) oksida menunjukkan toksisitassederhanabagi manusia, denganLD₅₀sekitar470mg/kg. Semakin besarbahaya  denganmenghirupdebu, di manaLD₅₀berkisar4-11mg/kgselama14 haripaparan. Vanadat(VO₄^3–), yang terbentuk olehhidrolisisV₂O₅pada pHtinggi, munculuntuk menghambatenzim yangmemerosesfosfat(PO₄^3–). Namunmodus aksinyamasih sulit dipahami.

artikel ini disalin lengkap dari: https://wawasanilmukimia.wordpress.com/2014/05/10/untuk-apa-vanadiumv-dibuat/
halaman utama website: https://wawasanilmukimia.wordpress.com/
jika mencari artikel yang lebih menarik lagi, kunjungi halaman utama website tersebut. Terimakasih!