Vanadylsulfat

Vanadylsulfat, VOSO₄, ist eine anorganische Verbindung des Vanadiums.

Kristallstruktur
Vanadylsulfat-Pentahydrat _ V 0 _ S0 _ O
Allgemeines
Name	Vanadylsulfat
Andere Namen	Vanadin(IV)-oxidsulfat Vanadiumoxysulfat Vanadium(IV)-oxidsulfat Vanadylsulfat
Verhältnisformel	VOSO4 VOSO4 · 5 H2O (Pentahydrat)
Kurzbeschreibung	grüner Feststoff (wasserfrei)[1] blauer geruchloser Feststoff (Pentahydrat)[2]
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 27774-13-6 wasserfrei 123334-20-3 Hydrat 12439-96-2 Pentahydrat EG-Nummer 248-652-7 ECHA-InfoCard 100.044.214 PubChem 34007 ChemSpider 31347 Wikidata Q413634
Eigenschaften
Molare Masse	163,00 g·mol−1
Aggregatzustand	fest[2]
Dichte	1,09 g·cm−3[2]
Schmelzpunkt	105 °C[2]
Löslichkeit	praktisch unlöslich in Wasser (wasserfrei)[1] leicht löslich in Wasser (Pentahydrat)[2]
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung[2] Gefahr H- und P-Sätze H: 290​‐​302​‐​315​‐​319​‐​361​‐​372​‐​411 P: 234​‐​260​‐​273​‐​280​‐​301+330+331​‐​302+352​‐​305+351+338[2]
Toxikologische Daten	448 mg·kg−1 (LD50, Ratte, oral)[2]
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa).

Vorkommen

Wie die meisten wasserlöslichen Sulfate, findet man es sehr selten in der Natur. Die wasserfreie Form ist Pauflerit, ein Mineral fumarolen Ursprungs. Die Hydrate sind ebenfalls sehr selten; Hexahydrat (Stanleyit), Pentahydrate (Minasragrit, Orthominasragrit und Anorthominasragrit) und Trihydrat (Bobjonesit).

Darstellung

Die Darstellung von Vanadylsulfat erfolgt gewöhnlich durch die Reduktion von Vanadium(V)-oxid durch Schwefeldioxid^[1]:

${\displaystyle \mathrm {V_{2}O_{5}+7\ H_{2}O+SO_{2}+H_{2}SO_{4}\longrightarrow } }$${\displaystyle \mathrm {2\ [V(O)(H_{2}O)_{4}]SO_{4}} }$

Die wasserfreie Verbindung ist erhältlich über mehrfaches mehrstündiges Kochen des Vanadium(V)-oxid in konzentrierter Schwefelsäure^[1]:

${\displaystyle {\ce {2 V2O5 + 4 H2SO4 -> 4 VOSO4 + 4 H2O + O2}}}$

Eigenschaften

Vanadylsulfat

Der stark hygroskopische, blaue Feststoff (Pentahydrat) ist eine der gebräuchlichsten Quellen von Vanadium im Labor. Es enthält das Vanadylion, VO²⁺, welches als das „stabilste zweiatomige Ion“ bezeichnet wurde.

In wässriger Lösung kristallisiert das Salz als Pentahydrat, das fünfte Wasser ist nicht an das Metall gebunden. Als Komplex gesehen, hat dieser eine oktaedrische Struktur, mit Sauerstoff, vier Wasser und einem Sulfat als Liganden. Die V=O-Bindungslänge beträgt 160 pm, sie ist somit 50 pm kürzer als die V–OH₂-Bindungen. In Lösung dissoziiert das Sulfat-Ion sehr schnell.

Das Pentahydrat und das Trihydrat haben eine monokline Kristallstruktur mit der Raumgruppe P2₁/a (Raumgruppen-Nr. 14, Stellung 3)Vorlage:Raumgruppe/14.3.^[3]

In saurer Lösung ergibt die Oxidation von Vanadylsulfat gelbfarbene Vanadyl(V)-Derivate. Eine Reduktion, z. B. durch Zink, ergibt Vanadium(III)- und Vanadium(II)-Derivate, welche charakteristisch grün und violett sind.

Verwendung

Zumeist ist Vanadylsulfat ein gebräuchliches Edukt für andere Vanadylderivate, wie Vanadium(IV)-oxy(acetylacetonat):

${\displaystyle \mathrm {[V(O)(H_{2}O)_{4}]SO_{4}+C_{5}H_{8}O_{2}+Na_{2}CO_{3}\longrightarrow } }$${\displaystyle \mathrm {[V(O)(C_{5}H_{7}O_{2})_{2}]+Na_{2}SO_{4}+4\ H_{2}O+CO_{2}} }$

Vanadylsulfat ist ein Zwischenprodukt in der Extraktion von Vanadium aus Erdölresten, einer kommerziellen Hauptquelle von Vanadium.

Vanadylsulfat ist vor allem im Ausland, beispielsweise in den USA, in einigen Nahrungsergänzungsmitteln enthalten. Vor allem im Bereich des Bodybuildings werden hilfreiche Effekte von Vanadylsulfat beworben, ein belegbarer Effekt konnte jedoch nicht festgestellt werden.^[4] Vanadylverbindungen sollen den Effekt von Insulin nachahmen, die Wirkungsweise wird ähnlich der von Chrompicolinat beschrieben.^[5] In Deutschland ist Vanadylsulfat als Mineralstoff nicht zugelassen.^[4]

Literatur

• Norman Neill Greenwood, Alan Earnshaw: Chemistry of the elements. Pergamon Press, Oxford 1984, ISBN 978-0-08-022056-7, S. 1157.
• Günter Bauer, Volker Güther, Hans Hess, Andreas Otto, Oskar Roidl, Heinz Roller, Siegfried Sattelberger: Vanadium and vanadium compounds. In: Ullman’s Encyclopedia of Industrial Chemistry. A27. Wiley-VCH, Weinheim 2002, S. 367–386 (gfe.com [PDF]).
• Burl E. Bryant, W. Conard Fernelius, Daryle H. Busch, R. Carl Stoufer, Wilmer Stratton: Vanadium(IV) Oxy(acetylacetonate). In: Inorganic Syntheses. 1957, S. 113–116, doi:10.1002/9780470132364.ch30.