أكسيد الفاناديوم (V)

عند تسخين خليط من أكسيد الفاناديوم (V) وأكسيد الفاناديوم (III) ، يحدث تفاعل التناسب لإعطاء أكسيد الفاناديوم (IV) ، كمادة صلبة زرقاء داكنة: ^{[ 9 ]}

V₂O₅ + _V₂O₃ → _4VO₂​​_​​_​

يمكن أيضًا إجراء عملية الاختزال باستخدام حمض الأكساليك وأول أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكبريت . ويمكن _أن يؤدي المزيد من الاختزال باستخدام الهيدروجين _أو فائض من أول أكسيد الكربون إلى تكوين مخاليط معقدة من الأكاسيد مثل V₄O₇ _و V₅O₉ _قبل الوصول إلى أكسيد الفاناديوم الأسود _{V₂O₃ .}

أكسيد الفاناديوم ₍ V₂O₅ _{) أكسيد} مذبذب ، وعلى عكس معظم أكاسيد الفلزات الانتقالية ، فهو قليل الذوبان في الماء، _مما ينتج عنه محلول حمضي أصفر باهت. ولذلك، يتفاعل V₂O₅ _مع الأحماض القوية غير المختزلة لتكوين محاليل تحتوي على أملاح صفراء باهتة تحتوي على مراكز ديوكسوفاناديوم (V) .

V ₂ O ₅ + 2 HNO ₃ → 2 VO ₂ (NO ₃ ) + H ₂ O

يتفاعل أيضًا مع القلويات القوية لتكوين متعددات أوكسوفانادات ، ذات بنية معقدة تعتمد على الرقم الهيدروجيني . ^{[ 10 ]} عند استخدام كمية زائدة من هيدروكسيد الصوديوم المائي ، يكون الناتج ملحًا عديم اللون ، وهو أورثوفانادات الصوديوم ، _{Na₃VO₄ . عند إضافة حمض ببطء} إلى محلول Na₃VO₄ ، _يتعمق اللون تدريجيًا من البرتقالي إلى الأحمر قبل أن يترسب الفاناديوم المائي البني V₂O₅ عند الرقم الهيدروجيني ₂ تقريبًا . _{تحتوي هذه المحاليل بشكل} أساسي على  أيونات HVO₂⁻⁴ و V₂O₄⁻⁷ بين الرقم الهيدروجيني 9 و 13 ، ولكن عند الرقم الهيدروجيني 9 _{أو أقل} ، تسود أنواع أخرى مثل V₄O₄⁻¹² و HV₁₀O₅⁻²⁸ ( ديكافانادات ₎ .   

عند معالجتها بكلوريد الثيونيل ، فإنها تتحول إلى سائل متطاير من أوكسي كلوريد الفاناديوم ، VOCl ₃ : ^{[ 11 ]}

V₂O₅ _{+ 3} SOCl₂ → ₂ VOCl₃ _{+ 3} SO₂

يتأكسد حمض الهيدروكلوريك وحمض الهيدروبروميك إلى الهالوجين المقابل ، على سبيل المثال،

V₂O₅ _{+ 6} HCl + 7 H₂O _→ 2 [ VO(H₂O _{) ₅ ]} ²⁺ ⁺ 4 Cl⁻ ⁺ Cl₂

يتم اختزال مركبات الفانادات أو الفاناديل في المحلول الحمضي بواسطة ملغم الزنك من خلال المسار الملون:

جميع الأيونات مُمَيَّأة بدرجات متفاوتة.

من حيث الكمية، يُستخدم أكسيد الفاناديوم (V) بشكل رئيسي في إنتاج حديد الفاناديوم (انظر أعلاه ). يُسخّن الأكسيد مع خردة الحديد والحديد السيليكوني ، مع إضافة الجير لتكوين خبث سيليكات الكالسيوم . كما يُمكن استخدام الألومنيوم ، مما يُنتج سبيكة الحديد والفاناديوم بالإضافة إلى الألومينا كمنتج ثانوي.

يُستخدم أكسيد الفاناديوم (V) كعامل حفاز لنقل الأكسجين في عملية التلامس ، وهي العملية الوحيدة المستخدمة حاليًا في الإنتاج الصناعي لحمض الكبريتيك . ^{[ 14 ]} تتكون المرحلة الحفازة من ملح منصهر مُشكّل من أكسيد الفاناديوم (V) وكبريتات فلزات قلوية مضافة تعمل كعوامل حفازة مساعدة. في هذا المصهور، يتشكل المركب التفاعلي [(VO) _₂O (SO₄ _)₄ ] _⁴⁻ ، ^والذي يُعتبر النوع الحفاز الفعلي. يرتبط الأكسجين وثاني أكسيد الكبريت بهذا المركب ويتفاعلان لتكوين ثالث أكسيد الكبريت دون تغيير في حالة أكسدة الفاناديوم. ^{[ 14 ]}

رد الفعل العام هو:

2 SO ₂ + O ₂ ⇌ 2 SO ₃

يُجرى التفاعل عند درجة حرارة تتراوح بين 420 و620  درجة مئوية؛ عند درجات الحرارة المنخفضة، يُعطَّل العامل الحفاز بتكوّن مركبات الفاناديوم (IV)، بينما يبدأ بالتحلل عند درجات الحرارة المرتفعة. ^{[ 14 ]} تُجرى عملية التحويل الصناعي في أفران تلامس متعددة الطبقات، حيث يُرتب العامل الحفاز في أربع طبقات متراكبة، ويُبرَّد غاز العملية بين هذه الطبقات للحفاظ على نطاق درجة الحرارة المطلوب.

يتم إنتاج أنهيدريد الماليك عن طريق أكسدة البيوتان بالهواء باستخدام _{V2O5 كمحفز} :

C ₄ H ₁₀ + 4 O ₂ → C ₂ H ₂ (CO) ₂ O + 8 H ₂ O

يستخدم أنهيدريد الماليك في إنتاج راتنجات البوليستر وراتنجات الألكيد . ^{[ 16 ]}

يُنتج أنهيدريد الفثاليك بطريقة مماثلة عن طريق أكسدة الأورثو -زيلين أو النفثالين باستخدام حفاز أكسيد الفاناديوم ( _{V₂O₅ )} عند درجة حرارة 350-400 درجة مئوية. معادلة أكسدة الأورثو-زيلين إلى أنهيدريد الفثاليك باستخدام حفاز أكسيد الفاناديوم هي: 

C ₆ H ₄ (CH ₃ ) ₂ + 3 O ₂ → C ₆ H ₄ (CO) ₂ O + 3 H ₂ O

معادلة الأكسدة المحفزة بأكسيد الفاناديوم للنفثالين إلى أنهيدريد الفثاليك: ^{[ 17 ]}

2 C ₁₀ H ₈ + 9 O ₂ → 2 C ₆ H ₄ (CO) ₂ O + 4 CO ₂ + 4 H ₂ O

أنهيدريد الفثاليك هو مادة أولية للملدنات ، ويستخدم لإضفاء المرونة على البوليمرات.

يتم إنتاج مجموعة متنوعة من المركبات الصناعية الأخرى بطريقة مماثلة، بما في ذلك حمض الأديبيك ، وحمض الأكريليك ، وحمض الأكساليك ، والأنثراكينون . ^{[ 8 ]}

نظراً لمعامل مقاومته الحرارية العالي ، يُستخدم أكسيد الفاناديوم (V) كمادة كاشفة في أجهزة قياس الإشعاع الحراري ومصفوفات أجهزة قياس الإشعاع الحراري الدقيقة للتصوير الحراري . كما يُستخدم أيضاً كمستشعر للإيثانول بمستويات تصل إلى 0.1  جزء في المليون.

تُعد بطاريات الفاناديوم المؤكسدة والمختزلة نوعًا من بطاريات التدفق المستخدمة لتخزين الطاقة ، بما في ذلك محطات الطاقة الكبيرة مثل مزارع الرياح . ^{[ 18 ]} كما يُستخدم أكسيد الفاناديوم ككاثود في بطاريات الليثيوم أيون . ^{[ 19 ]}

يُستخدم خامس أكسيد الفاناديوم غالبًا كمكون في الطلاءات الزجاجية حيث ينتج مجموعة واسعة من الألوان من الأخضر والأصفر إلى الأزرق والرمادي. ^{[ 20 ]}