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Articulo de referencia

Fosfatos de vanadio

4 O 7 PV (dihydrate)\n| MolarMass = 197.94 (dihydrate)\n| Appearance = yellow solid (dihydrate)\n| Density = \n| MeltingPt = \n| BoilingPt = \n| Solubility = insoluble }}"},"Sec...

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Los fosfatos de vanadio son compuestos inorgánicos con la fórmula VO x PO 4 , así como hidratos relacionados con la fórmula VO x PO 4 · n H 2 O. Algunos de estos compuestos se utilizan comercialmente como catalizadores para reacciones de oxidación.

Fosfatos de vanadio(V)

Estructura del entramado V–O–P de VOPO 4 (H 2 O) 2 (se omiten una molécula de agua de la red cristalina y todos los átomos de hidrógeno).

Un fosfato de vanadio común es VOPO 4 ·2H 2 O.

Se conocen siete polimorfos para el VOPO 4 anhidro , denominados α I , α II , β, γ, δ, ω y ε. [ a ] ​​[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] Estos materiales están compuestos por el grupo vanadilo (VO) y fosfato ( PO 3− 4 ). Son sólidos amarillos diamagnéticos, aunque cuando se contaminan con derivados de vanadio(IV), las muestras presentan señales de EPR y tienen un tono azulado. Para estos materiales, vanadilo se refiere tanto a los centros oxo de vanadio(V) como a los de vanadio(IV), aunque convencionalmente vanadilo se reserva para los derivados de VO 2+ .

Preparación , reacciones y aplicaciones del VOPO₄ · 2H₂O

Calentar una suspensión de pentóxido de vanadio y ácido fosfórico produce VOPO₄ · 2H₂O , aislado como un sólido amarillo brillante. [ 4 ] Según la cristalografía de rayos X, los centros V(V) son octaédricos, con enlaces largos y débiles a ligandos acuosos . [ 5 ]

La reducción de este compuesto con alcoholes produce los fosfatos de vanadio(IV).

Estos compuestos son catalizadores para la oxidación del butano a anhídrido maleico . Un paso clave en la activación de estos catalizadores es la conversión de VO(HPO₄ ) · 1 / 2H₂O en pirofosfato ( VO ) ₂ (P₂O₇ ) . Este material (CAS 58834-75-6 ) se denomina pirofosfato de vanadilo , así como pirofosfato de óxido de vanadio . [ 6 ]

Fosfatos de vanadio(IV)

Porción de la estructura cristalina de VO(HPO₄ ) · 1 / 2H₂O . El vanadio tiene coordinación octaédrica y el fósforo, tetraédrica. El agua actúa como ligando puente . Código de colores: rojo = O; gris = V, H; ocre = P. [ 7 ]

Se conocen varios fosfatos de vanadio(IV). Estos materiales suelen ser azules. En estas especies, el anión fosfato está protonado simple o doblemente. Algunos ejemplos son los hidrogenofosfatos VOHPO₄ · 4H₂O y VO ( HPO₄ ) · ¹ / ²H₂O , así como el dihidrogenofosfato VO ( H₂PO₄ ) ₂ .

Fosfatos de vanadio(III)

Los fosfatos de vanadio(III) que carecen del ligando oxo tienen la fórmula VPO₄ · H₂O y VPO₄ · 2H₂O . El monohidrato es isoestructural con MgSO₄ ·H₂O [ 8 ] . Adopta la estructura del fosfato de aluminio hidratado correspondiente . La oxidación de VPO₄ · H₂O produce el material electroactivo de dos electrones [ 9 ] ε- VOPO₄ . [ 10 ]

Notas

  1. ↑ Los polimorfos α I y α II a veces se denominan α 1 y α 2 .

Referencias

  1. ↑ Gautier, Romain; Gautier, Régis; Hernandez, Olivier; Audebrand, Nathalie; Bataille, Thierry; Roiland, Claire; Elkaïm, Erik; Le Pollès, Laurent; Furet, Eric; Le Fur, Eric (2013-05-15). "Determinación de la estructura asistida por DFT de α 1 - y α 2 -VOPO 4 : nuevas perspectivas para la comprensión del rendimiento catalítico de los fosfatos de vanadio". Dalton Transactions . 42 (22): 8124– 8131. doi : 10.1039/C3DT50217A . ISSN 1477-9234 . PMID 23584576 .  
  2. ↑ "Nuevas contribuciones a la química estructural del ortofosfato de vanadilo VOPO 4 " . edoc.mpg.de. Consultado el 13 de septiembre de 2019 .
  3. ^ Girgsdies, Frank; Schneider, Matías; Brückner, Angelika; Ressler, Thorsten; Schlögl, Robert (1 de julio de 2009). "La estructura cristalina de δ-VOPO 4 y su relación con ω-VOPO 4 ". Ciencias del Estado Sólido . 11 (7): 1258–1264 . Bibcode : 2009SSSci..11.1258G . doi : 10.1016/j.solidstatesciences.2009.03.017 . hdl : 11858/00-001M-0000-0010-FAAA-9 . ISSN 1293-2558 . 
  4. ↑ Brody, John F.; Johnson, Jack W.; Vaughey, Jack (5 de enero de 2007), "Fosfatos de vanadilo y organofosfonatos", en Murphy, Donald W.; Interrante, Leonard V. (eds.), Síntesis inorgánicas , John Wiley & Sons, Inc., págs. 241–248 , doi : 10.1002/9780470132616.ch45 , ISBN  9780470132616
  5. ↑ Tietze, Hr (1981). "La estructura cristalina y molecular del ortofosfato de oxovanadio(V) dihidratado, VOPO 4 (H 2 O) 2 ". Australian Journal of Chemistry . 34 (10): 2035. doi : 10.1071/CH9812035 . ISSN 0004-9425 . 
  6. ↑ Dummer, NF; Bartley, JK; Hutchings, GJ (2011), "Materiales de fosfato de vanadio como catalizadores de oxidación selectiva", Advances in Catalysis , vol. 54, Elsevier, pp. 189–247 , doi : 10.1016/b978-0-12-387772-7.00004-6 , ISBN   9780123877727
  7. ↑ Koo, Hyun-Joo; Whangbo, Myung-Hwan; VerNooy, Paul D.; Torardi, Charlie C.; Marshall, William J. (2002). "Crecimiento por flujo de pirofosfato de vanadilo, (VO) 2 P 2 O 7 , y análisis de dímeros de espín de las interacciones de intercambio de espín de (VO) 2 P 2 O 7 y fosfato de hidrógeno de vanadilo, VO(HPO 4 )·0.5H 2 O". Química Inorgánica . 41 (18): 4664– 4672. doi : 10.1021/ic020249c . ISSN 0020-1669 . PMID 12206689 .  
  8. ↑ Vaughey, JT; Harrison, William TA; Jacobson, Allan J.; Goshorn, David P.; Johnson, Jack W. (1994). "Síntesis, estructura y propiedades de dos fosfatos de vanadio(III): V(PO 4 )·H 2 O y V 1.23 (PO 4 )(OH) 0.69 (H 2 O) 0.31 ·0.33H 2 O". Química Inorgánica . 33 (11): 2481– 2487. doi : 10.1021/ic00089a027 . ISSN 0020-1669 . 
  9. ↑ Song, Y; Zavalij, PY; Whittingham, MS (2005). "ε-VOPO 4 : síntesis electroquímica y comportamiento catódico mejorado". Journal of the Electrochemical Society . 152 (4): A721– A728. Bibcode : 2005JElS..152A.721S . doi : 10.1149/1.1862265 .
  10. ↑ Lim, S; Vaughey, JT; Harrison, WTA; Dussack, LL; Jacobson, AJ; Johnson, JW (1996). "Transformaciones redox de fosfatos de vanadio simples: la síntesis de ε-VOPO 4 ". Solid State Ionics . 84 ( 3– 4): 219– 226. doi : 10.1016/0167-2738(96)00007-0 .