เดคะวาเนเดต

เดคะวาเนเดต () เป็นพอลิออกโซเมทัลเลต ที่ประกอบไปด้วยอะตอมของวาเนเดียมจำนวน 10 อะตอม มีสูตรทั่วไปเป็น [V10O28]6− สามารถพบได้ในรูปของสารประกอบอนินทรีย์ประเภทเกลือ อาทิ โซเดียมเดคะวาเนเดต (Na6[V10O28](H2O)n) แอมโมเนียมเดคะวาเนเดต ((NH4)6 [V10O28]·6H2O) โพแทสเซียมเดคะวาเนเดต (K6[V10O28]·9H2O) เป็นต้น 

โครงสร้าง

เดคะวาเนเดตไอออนประกอบด้วยรูปทรงแปดหน้าของ {VO6} ที่มีสมมาตรแบบ D2h Evans Jr., H. T. (1966). "The molecular structure of the isopoly complex ion, decavanadate". Inorg. Chem. 5: 967–977. doi:10.1021/ic50040a004 เชื่อมต่อกันแบบร่วมหน้า (face sharing) โดยมีอะตอมออกซิเจนเป็นลิแกนด์สะพานเชื่อม (bridging ligand) โครงสร้างของเดคะวาเนเดตได้รับการยืนยันด้วยการศึกษาโครงสร้างทางผลิกศาสตร์โดยใช้เทคนิคการเลี้ยวเบนรังสีเอ็กซ์ โครงสร้างของ Na6[V10O28]·18H2O ได้รับการยืนยันในปี ค.ศ. 1980Durif, P.A.; Averbuch-pouchot, M.T. (1980). "Structure d’un Décavanadate d’Hexasodium Hydraté". Acta Crystallogr. B 36: 680–682. doi:10.1107/S0567740880004116.

การสังเคราะห์

เดคะวาเนเดตสามารถเตรียมได้จากการทำให้สารละลายออร์โทวาเนเดตเป็นกรด ตัวอย่างของการเตรียม โซเดียมเดคะวาเนเดต (Na6[V10O28](H2O)n) ดังปฏิกิริยาที่แสดงโดยสมการเคมีต่อไปนี้Johnson, G.; Murmann, R. K. (2007). "Sodium and Ammonium Decavanadates". Inorganic Syntheses 19: 140–145. doi:10.1002/9780470132500.ch32. 

10 Na3[VO4]  +  24 HOAc   →   Na6[V10O28]  +  12 H2O  +  24 NaOAc

ค่าความเป็นกรด-เบสของสารละลายที่เดคะวาเนเดตเสถียรอยู่ในช่วง pH 4-7 โดยอาจจะพบผลิตภัณฑ์ร่วมเป็นพวกเมตะวาเนเดต (metavanadate), [VO3]− และเฮกซะวาเนเดต (hexavanadate), [V6O16]2−, ions.

สมบัติทางกรด-เบส

โดยปกติแล้วสารประกอบวาเนเดต (v) สามารถเกิดปฏิกิริยาการควบแน่นได้เป็นพอลิออกโซเมทัลเลตหลากหลายโครงสร้างโดยขึ้นอยู่กับ pH ของสารละลาย อาทิ VO2(H2O)42+, VO43−, V2O73−, V3O93−, V4O124−, and V10O266−. โดยที่ไอออนเหล่านี้สามารถถูกโปรโตเนต(protonate) และดีโปรโตเนต (deprotonate) แบบผันกลับได้Rossotti, F. J.; Rossotti, H. (1956). "Equilibrium Studies of Polyanions". Acta Chemica Scandinavica 10: 957–984. doi:10.3891/acta.chem.scand.10-0957. โดยเดคะวาเนเดตเกิดจากสมดุลเคมีดังต่อไปนี้

H3V10O283−   ⇌   H2V10O284−  +  H+
H2V10O284−  ⇌ HV10O285− + H+
HV10O285−(aq) ⇌ V10O286− +  H+

เดคะวาเนเดตในสารละลายน้ำ(aqueous solution) มีสีส้ม ในขณะที่สารละลายของวาเนเดต(V)ไอออนชนิดอื่นๆไม่มีสี เดคะวาเนเดตเสถียรในช่วง pH 4-7 Tracey, A.S.; Crans, D.C. (1998). Vanadium Compounds. Washington D.C.: American Chemical Society. ISBN 0-8412-3589-9. สารละลายที่ pH ต่ำกว่า 2.0 จะเกิดตะกอนสีน้ำตาลของ V2O5Evans Jr., H. T. (1966). "The molecular structure of the isopoly complex ion, decavanadate". Inorg. Chem. 5: 967–977. doi:10.1021/ic50040a004. ดังสมการ

V10O286−  +  6H+  + 12H2   ⇌   5V2O5

ตัวอย่างสารประกอบเดคะวาเนเดต

(NH4)6[V10O28]·6H2O 
K6[V10O28]·9H2O 
K6[V10O28]·10H2O 
Ca3[V10O28]·16H2O 
K2Mg2[V10O28]·16H2O 
K2Zn2[V10O28]·16H2O 
Cs2Mg2[V10O28]·16H2O 
Cs4Na2[V10O28]·10H2O 
Sr3[V10O28]·22H2O 
Ba3[V10O28]·19H2O 
[(C6H5)4P]H3V10O28·4CH3CN 
Ag6[V10O28]·4H2O 

ดูเพิ่ม
พอลิออกโซเมทัลเลต

อ้างอิง

หมวดหมู่: เคมีคลัสเตอร์
หมวดหมู่: ไอออนลบ