Оксид ниобия(V) — неорганическое соединение, оксид металла ниобия с формулой Nb ₂ O ₅ , белые тугоплавкие кристаллы, термически устойчивые, не растворимые в воде.

Получение

• Сжигание ниобия в кислороде :

${\displaystyle {\mathsf {2Nb+5O_{2}\ {\xrightarrow {500^{o}C}}\ Nb_{2}O_{5}}}}$

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

${\displaystyle {\mathsf {2NbCl_{5}+5H_{2}O\ {\xrightarrow {}}\ Nb_{2}O_{5}\downarrow +10HCl}}}$

Физические свойства

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

• α-Nb ₂ O ₅ — ромбическая сингония , параметры ячейки a = 0,623 нм, b = 4,380 нм, c = 0,391 нм, Z = 12;
• α'-Nb ₂ O ₅ — 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-Nb ₂ O ₅ — 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-Nb ₂ O ₅ .

Из раствора осаждается в виде гидрата Nb ₂ O ₅ • n H ₂ O, 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:

${\displaystyle {\mathsf {Nb_{2}O_{5}\ {\xrightarrow[{-O_{2}}]{800-1000^{o}C,vacuum}}\ NbO_{x},\ \ \ 2,4<x<2,5}}}$

• Реагирует с концентрированной плавиковой кислотой :

${\displaystyle {\mathsf {Nb_{2}O_{5}+12HF\ {\xrightarrow {}}\ H_{2}[NbF_{7}]+H_{2}[NbOF_{5}]+4H_{2}O}}}$

• С фторидом калия в разбавленной плавиковой кислоте :

${\displaystyle {\mathsf {Nb_{2}O_{5}+4KF+10HF\ {\xrightarrow {}}\ 2K_{2}[NbF_{7}]+5H_{2}O}}}$

• Реагирует с растворами щелочей :

${\displaystyle {\mathsf {Nb_{2}O_{5}\ {\xrightarrow {NaOH}}\ Na_{8}[Nb_{6}O_{19}],Na_{8}[Nb_{4}O_{12}(OH)_{4}]}}}$

• Реагирует с карбонатами щелочных металлов при спекании:

${\displaystyle {\mathsf {Nb_{2}O_{5}+Na_{2}CO_{3}\ {\xrightarrow {800^{o}C,vacuum}}\ 2(NaNb)O_{3}+CO_{2}}}}$

• Восстанавливается водородом :

${\displaystyle {\mathsf {Nb_{2}O_{5}+H_{2}\ {\xrightarrow {800-1000^{o}C,vacuum}}\ 2NbO_{2}+H_{2}O}}}$

• Реагирует с хлором в присутствии восстановителей:

${\displaystyle {\mathsf {Nb_{2}O_{5}+5Cl_{2}+5C\ {\xrightarrow {600-900^{o}C,vacuum}}\ 2NbCl_{5}+5CO}}}$

• Восстанавливается алюминием или сажей до металлического ниобия :

${\displaystyle {\mathsf {3Nb_{2}O_{5}+10Al\ {\xrightarrow {t}}\ 6Nb+5Al_{2}O_{3}}}}$

${\displaystyle {\mathsf {Nb_{2}O_{5}+5C\ {\xrightarrow {1900^{o}C}}\ 2Nb+5CO}}}$

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.
• Неорганическая химия / под ред. Ю.Д. Третьякова. — М. : Академия, 2007. — Т. 3. — 352 с.

п • • р Оксиды
H 2 O
Li 2 O LiCoO 2 Li 3 PaO 4 Li 5 PuO 6 Ba 2 LiNpO 6 LiAlO 2 Li 3 NpO 4 Li 2 NpO 4 Li 5 NpO 6 LiNbO 3	BeO											B 2 O 3	С 3 О 2 C 12 O 9 CO C 12 O 12 C 4 O 6 CO 2	N 2 O NO N 2 O 3 N 4 O 6 NO 2 N 2 O 4 N 2 O 5	O	F
Na 2 O NaPaO 3 NaAlO 2 Na 2 PtO 3	MgO											AlO Al 2 O 3 NaAlO 2 LiAlO 2 AlO(OH)	SiO SiO 2	P 4 O P 4 O 2 P 2 O 3 P 4 O 8 P 2 O 5	S 2 O SO SO 2 SO 3	Cl 2 O ClO 2 Cl 2 O 6 Cl 2 O 7
K 2 O K 2 PtO 3 KPaO 3	CaO Ca 3 OSiO 4 CaTiO 3	Sc 2 O 3	TiO Ti 2 O 3 TiO 2 TiOSO 4 CaTiO 3 BaTiO 3	VO V 2 O 3 V 3 O 5 VO 2 V 2 O 5	FeCr 2 O 4 CrO Cr 2 O 3 CrO 2 CrO 3 MgCr 2 O 4	MnO Mn 3 O 4 Mn 2 O 3 MnO(OH) Mn 5 O 8 MnO 2 MnO 3 Mn 2 O 7	FeCr 2 O 4 FeO Fe 3 O 4 Fe 2 O 3	CoFe 2 O 4 CoO Co 3 O 4 CoO(OH) Co 2 O 3 CoO 2	NiO NiFe 2 O 4 Ni 3 O 4 NiO(OH) Ni 2 O 3	Cu 2 O CuO CuFe 2 O 4 Cu 2 O 3 CuO 2	ZnO	Ga 2 O Ga 2 O 3	GeO GeO 2	As 2 O 3 As 2 O 4 As 2 O 5	SeOCl 2 SeOBr 2 SeO 2 Se 2 O 5 SeO 3	Br 2 O Br 2 O 3 BrO 2
Rb 2 O RbPaO 3 Rb 4 O 6	SrO	Y 2 O 3 YOF YOCl	ZrO(OH) 2 ZrO 2 ZrOS Zr 2 О 3 Сl 2	NbO Nb 2 O 3 NbO 2 Nb 2 O 3 (SO 4 ) 2 LiNbO 3	Mo 2 O 3 Mo 4 O 11 MoO 2 Mo 2 O 5 MoO 3	TcO 2 Tc 2 O 7	Ru 2 O 3 RuO 2 Ru 2 O 5 RuO 4	RhO Rh 2 O 3 RhO 2	PdO Pd 2 O 3 PdO 2	Ag 2 O Ag 2 O 2	Cd 2 O CdO	In 2 O InO In 2 O 3	SnO SnO 2	Sb 2 O 3 Sb 2 O 4 Hg 2 Sb 2 O 7 Sb 2 O 5	TeO 2 TeO 3	I 2 O 4 I 4 O 9 I 2 O 5
Cs 2 O Cs 2 ReCl 5 O	BaO BaPaO 3 BaTiO 3 BaPtO 3		HfO(OH) 2 HfO 2	Ta 2 O TaO TaO 2 Ta 2 O 5	WO 2 Br 2 WO 2 WO 2 Cl 2 WOBr 4 WOF 4 WOCl 4 WO 3	Re 2 O ReO Re 2 O 3 ReO 2 Re 2 O 5 ReO 3 Re 2 O 7	OsO Os 2 O 3 OsO 2 OsO 4	Ir 2 O 3 IrO 2	PtO Pt 3 O 4 Pt 2 O 3 PtO 2 K 2 PtO 3 Na 2 PtO 3 PtO 3	Au 2 O AuO Au 2 O 3	Hg 2 O HgO (Hg 3 O 2 )SO 4 Hg 2 O(CN) 2 Hg 2 Sb 2 O 7 Hg 3 O 2 Cl 2 Hg 5 O 4 Cl 2	Tl 2 O Tl 2 O 3	Pb 2 O PbO Pb 3 O 4 Pb 2 O 3 PbO 2	BiO Bi 2 O 3 Bi 2 O 4 Bi 2 O 5	PoO PoO 2 PoO 3	At
Fr	Ra		Rf	Db	Sg	Bh	Hs	Mt	Ds	Rg	Cn	Nh	Fl	Mc	Lv	Ts
		↓
		La 2 O 2 S La 2 O 3	Ce 2 O 3 CeO 2	PrO Pr 2 O 2 S Pr 2 O 3 Pr 6 O 11 PrO 2	NdO Nd 2 O 2 S Nd 2 O 3 NdHO	Pm 2 O 3	SmO Sm 2 O 3	EuO Eu 3 O 4 Eu 2 O 3 EuO(OH) Eu 2 O 2 S	Gd 2 O 3	Tb	Dy 2 O 3	Ho 2 O 3 Ho 2 O 2 S	Er 2 O 3	Tm 2 O 3	YbO Yb 2 O 3	Lu 2 O 2 S Lu 2 O 3 LuO(OH)
		Ac 2 O 3	UO 2 UO 3 U 3 O 8	PaO PaO 2 Pa 2 O 5 PaOS	ThO 2	NpO NpO 2 Np 2 O 5 Np 3 O 8 NpO 3	PuO Pu 2 O 3 PuO 2 PuO 3 PuO 2 F 2	AmO 2	Cm 2 O 3 CmO 2	Bk 2 O 3	Cf 2 O 3	Es	Fm	Md	No	Lr