<![CDATA[
الخصائص
رباعي كلوريد الفاناديوم هو سائل بني محمر في درجة حرارة الغرفة. وهو شديد الحساسية للرطوبة ويتفاعل بعنف مع الماء، مكونًا كلوريد الهيدروجين وأكاسيد الفاناديوم. ينحل في المذيبات غير القطبية مثل البنزين وثنائي كبريتيد الكربون. يتجمد عند حوالي -25 درجة مئوية ويغلي عند 148.5 درجة مئوية.
الخواص الرئيسية لرباعي كلوريد الفاناديوم هي:
- الصيغة الكيميائية: VCl4
- الوزن الجزيئي: 192.74 جم/مول
- المظهر: سائل بني محمر
- الكثافة: 1.816 جم/سم3
- نقطة الانصهار: -25 درجة مئوية
- نقطة الغليان: 148.5 درجة مئوية
- الذوبانية: يذوب في المذيبات غير القطبية ويتفاعل مع الماء.
التركيب
يمكن تحضير رباعي كلوريد الفاناديوم عن طريق كلورة الفاناديوم أو مركبات الفاناديوم الأخرى. الطريقة الأكثر شيوعًا هي تمرير غاز الكلور فوق مسحوق الفاناديوم المعدني عند درجة حرارة مرتفعة:
2 V + 5 Cl2 → 2 VCl4
يمكن أيضًا تحضيره عن طريق تفاعل خماسي أكسيد الفاناديوم مع عوامل الكلورة مثل كلوريد الثيونيل (SOCl2) أو كلوريد الكربونيل (COCl2):
V2O5 + 6 SOCl2 → 2 VCl4 + 6 SO2 + Cl2
التفاعلات
رباعي كلوريد الفاناديوم هو عامل مؤكسد قوي ويتفاعل مع مجموعة متنوعة من المركبات. تتضمن بعض تفاعلاته الرئيسية ما يلي:
- التحلل المائي: يتفاعل بعنف مع الماء لتكوين كلوريد الهيدروجين وأكاسيد الفاناديوم.
- الاختزال: يمكن اختزاله إلى مركبات الفاناديوم الأخرى، مثل VCl3 و VCl2، باستخدام عوامل الاختزال مثل الهيدروجين أو المعادن.
- التفاعلات مع المركبات العضوية: يستخدم في مجموعة متنوعة من التفاعلات العضوية، بما في ذلك تفاعلات إضافة الكلور والأكسدة.
على سبيل المثال، يتفاعل VCl4 مع الألكينات لتكوين مركبات ثنائي كلورو الألكان:
RCH=CH2 + VCl4 → RCHCl-CH2Cl + VCl3
كما أنه يستخدم كعامل حفاز في بعض تفاعلات البلمرة.
الاستخدامات
يستخدم رباعي كلوريد الفاناديوم بشكل أساسي ككاشف في التخليق العضوي وغير العضوي. تشمل استخداماته المحددة ما يلي:
- عامل كلورة: يستخدم لإدخال ذرات الكلور في الجزيئات العضوية.
- عامل مؤكسد: يستخدم لأكسدة الكحولات والألدهيدات والمركبات العضوية الأخرى.
- محفز: يستخدم كمحفز في تفاعلات البلمرة وغيرها من العمليات الصناعية.
- مقدمة للفاناديوم: يستخدم كبادئ لمركبات الفاناديوم الأخرى، مثل أكاسيد الفاناديوم وكلوريدات الفاناديوم الأخرى.
بالإضافة إلى ذلك، يستخدم VCl4 في إنتاج بعض أنواع المطاط الصناعي وفي بعض التطبيقات التحليلية.
السلامة
رباعي كلوريد الفاناديوم مادة أكالة وسامة. يجب التعامل معه بحذر وتجنب ملامسته للجلد والعينين والجهاز التنفسي. يجب ارتداء معدات الحماية المناسبة، مثل القفازات والنظارات الواقية وجهاز التنفس، عند التعامل مع هذه المادة. يجب إجراء العمليات التي تتضمن VCl4 في مكان جيد التهوية أو تحت غطاء دخان.
يجب تخزين رباعي كلوريد الفاناديوم في حاوية محكمة الإغلاق في مكان بارد وجاف بعيدًا عن المواد غير المتوافقة. يجب تجنب ملامسته للماء والرطوبة.
التأثيرات البيئية
يمكن أن يكون لرباعي كلوريد الفاناديوم تأثيرات ضارة على البيئة إذا تم إطلاقه في الهواء أو الماء أو التربة. يمكن أن يلوث مصادر المياه ويضر بالحياة المائية. يجب اتخاذ الاحتياطات المناسبة لمنع إطلاق VCl4 في البيئة.
مركبات الفاناديوم الأخرى
بالإضافة إلى رباعي كلوريد الفاناديوم، توجد العديد من مركبات الفاناديوم الأخرى ذات الأهمية، بما في ذلك:
- خماسي أكسيد الفاناديوم (V2O5): يستخدم كمحفز في إنتاج حمض الكبريتيك وحمض النيتريك.
- ثلاثي كلوريد الفاناديوم (VCl3): يستخدم كمحفز في تفاعلات البلمرة.
- كبريتات الفاناديل (VOSO4): تستخدم في المكملات الغذائية.
تاريخ الفاناديوم
تم اكتشاف الفاناديوم لأول مرة في عام 1801 من قبل عالم المعادن الإسباني أندريس مانويل ديل ريو، الذي أطلق عليه اسم “إريثرونيوم”. ومع ذلك، فقد اعتقد لاحقًا أن هذا العنصر هو شكل غير نقي من الكروم. في عام 1830، أعاد الكيميائي السويدي نيلز غابرييل سيفستروم اكتشاف العنصر وأطلق عليه اسم “الفاناديوم” نسبة إلى فاناديس، إلهة الجمال في الأساطير الإسكندنافية.
تم عزل الفاناديوم النقي لأول مرة في عام 1867 من قبل الكيميائي الإنجليزي هنري إنسكو.
تواجد الفاناديوم
الفاناديوم عنصر شائع نسبيًا في القشرة الأرضية، حيث يمثل حوالي 0.019٪ من كتلتها. يوجد في عدد من المعادن، بما في ذلك الفانادينيت والباترونيت والكارنوتيت. يوجد أيضًا بكميات صغيرة في بعض الزيوت الخام ورواسب الفحم.
إنتاج الفاناديوم
يتم إنتاج الفاناديوم بشكل أساسي عن طريق اختزال خماسي أكسيد الفاناديوم بالكالسيوم أو الألومنيوم. يمكن أيضًا إنتاجه كمنتج ثانوي لإنتاج الصلب.
خاتمة
رباعي كلوريد الفاناديوم (VCl4) هو مركب كيميائي مهم يستخدم ككاشف في التخليق العضوي وغير العضوي، وكمحفز في بعض العمليات الصناعية. يجب التعامل معه بحذر بسبب سميته وقدرته على التفاعل مع الماء. فهم خواصه واستخداماته ضروري في العديد من المجالات العلمية والصناعية.