เดคะวาเนเดต

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

รูปเหลี่ยมหลายหน้าแสดงโครงสร้างของเดคะวาเนเดต

โครงสร้าง

เดคะวาเนเดตไอออนประกอบด้วยรูปทรงแปดหน้าของ {VO₆} ที่มีสมมาตรแบบ D_2h เชื่อมต่อกันแบบร่วมหน้า (face sharing) โดยมีอะตอมออกซิเจนเป็นลิแกนด์สะพานเชื่อม (bridging ligand) โครงสร้างของเดคะวาเนเดตได้รับการยืนยันด้วยการศึกษาโครงสร้างทางผลิกศาสตร์โดยใช้เทคนิคการเลี้ยวเบนรังสีเอ็กซ์ โครงสร้างของ Na₆[V₁₀O₂₈]·18H₂O ได้รับการยืนยันในปี ค.ศ. 1980

การสังเคราะห์

เดคะวาเนเดตสามารถเตรียมได้จากการทำให้สารละลายออร์โทวาเนเดตเป็นกรด ตัวอย่างของการเตรียม โซเดียมเดคะวาเนเดต (Na₆[V₁₀O₂₈](H₂O)_n) ดังปฏิกิริยาที่แสดงโดยสมการเคมีต่อไปนี้

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) แบบผันกลับได้ โดยเดคะวาเนเดตเกิดจากสมดุลเคมีดังต่อไปนี้

H₃V₁₀O₂₈³⁻ ⇌ H₂V₁₀O₂₈⁴⁻ + H⁺

H₂V₁₀O₂₈⁴⁻ ⇌ HV₁₀O₂₈⁵⁻ + H⁺

HV₁₀O₂₈⁵⁻_(aq) ⇌ V₁₀O₂₈⁶⁻ + H⁺

เดคะวาเนเดตในสารละลายน้ำ(aqueous solution) มีสีส้ม ในขณะที่สารละลายของวาเนเดต(V)ไอออนชนิดอื่นๆไม่มีสี เดคะวาเนเดตเสถียรในช่วง pH 4-7 สารละลายที่ pH ต่ำกว่า 2.0 จะเกิดตะกอนสีน้ำตาลของ V₂O₅ 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

1. Evans Jr., H. T. (1966). "The molecular structure of the isopoly complex ion, decavanadate". Inorg. Chem. 5: 967–977. doi:10.1021/ic50040a004
2. Durif, P.A.; Averbuch-pouchot, M.T. (1980). "Structure d’un Décavanadate d’Hexasodium Hydraté". Acta Crystallogr. B 36: 680–682. doi:10.1107/S0567740880004116.
3. Johnson, G.; Murmann, R. K. (2007). "Sodium and Ammonium Decavanadates". Inorganic Syntheses 19: 140–145. doi:10.1002/9780470132500.ch32.
4. Rossotti, F. J.; Rossotti, H. (1956). "Equilibrium Studies of Polyanions". Acta Chemica Scandinavica 10: 957–984. doi:10.3891/acta.chem.scand.10-0957.
5. Tracey, A.S.; Crans, D.C. (1998). Vanadium Compounds. Washington D.C.: American Chemical Society. ISBN 0-8412-3589-9.
6. Evans Jr., H. T. (1966). "The molecular structure of the isopoly complex ion, decavanadate". Inorg. Chem. 5: 967–977. doi:10.1021/ic50040a004.