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<!DOCTYPE html>

<title>Vanadate</title>

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<h1 id="firstHeading" class="firstHeading mw-first-heading">Vanadate</h1>

</header>

</div>

Vanadate sind die <a href="Salze" title="Salze">Salze</a> der in freier Form nicht existenten <a href="Vanadium" title="Vanadium">Vanadium</a>-Säuren HxVyOz. Die Vanadate selbst sind in wässriger Lösung stabil, wobei die auftretenden Formen vom <a href="PH-Wert" title="PH-Wert">pH-Wert</a> der Lösung abhängen. Einige Vanadate kommen auch natürlich als Vanadium<a href="Mineral" title="Mineral">minerale</a> vor, so etwa <a href="Vanadinit" title="Vanadinit">Vanadinit</a>, <a href="Descloizit" title="Descloizit">Descloizit</a> und <a href="Carnotit" title="Carnotit">Carnotit</a>.<a href="#cite_note-wog-1">[1]</a>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Darstellung">Darstellung</h2></div>

Viele Vanadate sind aus <a href="Vanadiumpentoxid" class="mw-redirect" title="Vanadiumpentoxid">Vanadium(V)-oxid</a> durch Erhitzen mit der entsprechenden Menge eines Metalloxids darstellbar:

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<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle \mathrm {3\ CaO\ +\ V_{2}O_{5}\ {\xrightarrow {\Delta T}}\ Ca_{3}(VO_{4})_{2}} }</annotation>

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</math><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/73cdd6ee641a00d1dc4bb371719565c6f9fb39d1.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.838ex; margin-top: -0.441ex; width:32.457ex; height:4.343ex;" alt="{\displaystyle \mathrm {3\ CaO\ +\ V_{2}O_{5}\ \xrightarrow {\Delta T} \ Ca_{3}(VO_{4})_{2}} }" loading="lazy"></dd>

<dd>Calciumoxid und Vanadium(V)-oxid reagieren zu <a href="Calciumorthovanadat" title="Calciumorthovanadat">Calciumorthovanadat</a></dd>

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<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle \mathrm {2\ Na_{2}O\ +\ V_{2}O_{5}\ {\xrightarrow {\Delta T}}\ Na_{4}V_{2}O_{7}} }</annotation>

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</math><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/76cc623212053af028cf653c9b3bd36e0350da63.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.671ex; margin-top: -0.441ex; width:31.832ex; height:4.176ex;" alt="{\displaystyle \mathrm {2\ Na_{2}O\ +\ V_{2}O_{5}\ \xrightarrow {\Delta T} \ Na_{4}V_{2}O_{7}} }" loading="lazy"></dd>

<dd>Dinatriumoxid und Vanadium(V)-oxid reagieren zu Tetranatriumdivanadat</dd></dl>

Aus Vanadatlösungen können schwerlösliche Varianten – wie <a href="Ammoniummetavanadat" title="Ammoniummetavanadat">Ammoniummetavanadat</a> – durch Umsetzung mit einem anderen Metallsalz ausgefällt werden:

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<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle \mathrm {NaVO_{3}\ +\ NH_{4}Cl\ {\xrightarrow[{wsrg.Lsg.}]{\ }}NH_{4}VO_{3}\downarrow \ +\ NaCl} }</annotation>

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</math><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/5b1588f48c0a06f0d8317dc0ee9fbd40b7fc6dee.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -2.111ex; margin-top: -0.452ex; margin-bottom: -0.561ex; width:47.826ex; height:5.009ex;" alt="{\displaystyle \mathrm {NaVO_{3}\ +\ NH_{4}Cl\ {\xrightarrow[{wsrg.Lsg.}]{\ }}NH_{4}VO_{3}\downarrow \ +\ NaCl} }" loading="lazy"></dd>

<dd>Ammoniumchlorid fällt aus einer wässrigen <a href="Natriummetavanadat" title="Natriummetavanadat">Natriummetavanadatlösung</a> schwerlösliches Ammoniummetavanadat</dd></dl>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Typen_der_Vanadate">Typen der Vanadate</h2></div>

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Lösliche_Vanadate">Lösliche Vanadate</h3></div>

In wässrigen Lösungen können zahlreiche verschiedene Vanadationen vorhanden sein, wobei die Verteilung stark vom <a href="PH-Wert" title="PH-Wert">pH-Wert</a> abhängig ist:<a href="#cite_note-woc-2">[2]</a>

<ul><li>bei pH >13 enthält die Lösung vorwiegend das <a href="Tetraeder" title="Tetraeder">tetraedrische</a> Orthovanadat-Anion [VO4]3−</li>

<li>zwischen pH 7 und 13 treten neben dem Orthovanadat auch das Divanadat oder Pyrovanadat [V2O7]4− und das Metavanadat [VO3]− auf; je niedriger der pH-Wert ist, desto höher ist der Anteil protonierter Anionen wie [HVO4]2− und [HV2O7]3−</li>

<li>ab pH 7 sind vorwiegend orangefarbene Decavanadate [V10O28]6−, [HV10O28]5− und [H2V10O28]4− vorhanden.</li></ul>

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Schwerlösliche_Vanadate">Schwerlösliche Vanadate</h3></div>

Bei der technischen Vanadiumherstellung ist das <a href="Ammoniummetavanadat" title="Ammoniummetavanadat">Ammoniummetavanadat</a> NH4VO3 von Bedeutung, das bei der Zugabe von Ammoniumsalzen aus Vanadatlösungen als schwerlösliche, gelbe, rhombische Plättchen bildende Verbindung ausfällt. Bei der Zugabe von <a href="Natriumcarbonat" title="Natriumcarbonat">Soda</a> (Na2CO3) oder Sodalösung fällt ein ebenfalls gelbes, schuppiges <a href="Natriumorthovanadat" title="Natriumorthovanadat">Natriumorthovanadat</a> Na3VO4 aus. Beide Salze, normalerweise in reinem Zustand weiße Verbindungen, sind jedoch durch einen geringen Gehalt an Polyvanadaten gelblich gefärbt.

Calciumvanadate sind durch Reaktion von <a href="Calciumoxid" title="Calciumoxid">Calciumoxid</a> (CaO) mit <a href="Vanadiumpentoxid" class="mw-redirect" title="Vanadiumpentoxid">Vanadium(V)-oxid</a> (V2O5) darstellbar; das gewählte stöchiometrische Verhältnis bestimmt, ob dabei Ortho-, Pyro- oder Metavanadate entstehen.

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Ähnlichkeit_zu_Phosphaten">Ähnlichkeit zu Phosphaten</h3></div>

Die verschiedenen Vanadate ähneln strukturell und in ihrer Chemie stark den <a href="Phosphate" title="Phosphate">Phosphaten</a>; so sind ebenfalls alle Anionen aus (teils kondensierten) Tetraedern aufgebaut, wobei bei den kondensieren Vanadaten diese über eine <a href="Sauerstoffbr%C3%BCcke" title="Sauerstoffbrücke">Sauerstoffbrücke</a> verbunden sind. Auch hier existieren für die Orthovanadate primäre (Dihydrogen-), sekundäre (Hydrogen-) und tertiäre (nicht protonierte) Formen. Die Divanadate und höheren Vanadate besitzen je nach der Anzahl Protonen, die aufgenommen werden können, auch quartäre und pentäre Formen.

<th>Primäre Vanadate (Di-/Trihydrogenvanadate)</th>

<th>Sekundäre Vanadate (Di-/Hydrogenvanadate)</th>

<th>Tertiäre Vanadate (Hydrogenvanadate)</th>

<th>Quartäre Vanadate

</th></tr>

<tr>

<td>Natriumdihydrogenorthovanadat, NaH2VO4

</td>

<td>Dinatriumhydrogenorthovanadat, Na2HVO4

</td>

<td>Natriumorthovanadat, Na3VO4

</td>

<td>n.v.

</td></tr>

<tr>

<td>Natriumtrihydrogendivanadat, NaH3V2O7

</td>

<td>Dinatriumdihydrogendivanadat, Na2H2V2O7

</td>

<td>Trinatriumhydrogendivanadat, Na3HV2O7

</td>

<td>Tetranatriumdivanadat, Na4V2O7

</td></tr></tbody></table>

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Polyoxovanadate">Polyoxovanadate</h3></div>

Polyoxovanadate (POVs) gehören zur Gruppe der <a href="Polyoxometallate" title="Polyoxometallate">Polyoxometallate</a> (POMs); sie bestehen im Allgemeinen aus mehreren [MOx]-Einheiten (mit M = V, Nb, Mo, Ta, W und x = 4 – 7). Meistens weisen sie eine <a href="Oktaeder" title="Oktaeder">oktaedrische</a> oder quadratisch-pyramidale Koordinationsgeometrie auf. Die Metallzentren liegen häufig in einer d0- oder d1-Elektronen-Konfiguration vor. Die POVs weisen eine große Vielfalt an Spezies auf. Weiterhin besteht auch die Möglichkeit des Einbaus von Heteroatomen in Polyoxovanadatanionen. Oft sind in den Strukturen einige Vanadium-Atome durch beispielsweise Arsen, Antimon, Germanium oder Silicium ersetzt, so dass die sogenannten Heteropolyanionen gebildet werden. Weiterhin ist es möglich, organische Moleküle oder Übergangsmetall-Komplexe an die POVs zu binden. Daraus resultieren neue physikalische und chemische Eigenschaften.<a href="#cite_note-3">[3]</a>

Im Gegensatz zu den Pendants mit Molybdän oder Wolfram werden Polyoxovanadate oftmals <a href="Solvothermalsynthese" title="Solvothermalsynthese">solvothermal</a> hergestellt. Für die Entstehung der Polyoxovanadate sind sehr viele Syntheseparameter entscheidend, unter anderem auch der pH-Wert, da sich einzelne Spezies durch Änderung des pH-Wertes ineinander umwandeln können. Bei sehr hohem pH-Wert liegen so vorwiegend Orthovanadate [VO4]3− vor, die beim Ansäuern in Polyvanadate, wie z. B. Decavanadat [V10O28]6−, übergehen.<a href="#cite_note-4">[4]</a>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Vanadatminerale">Vanadatminerale</h2></div>

Die Gruppe der Vanadatminerale zeigt wegen <a href="Substitution_(Mineralogie)" title="Substitution (Mineralogie)">Diadochie</a> eine große Vielfalt ähnlicher Mineralien, bei denen jeweils Elemente ähnlicher <a href="Ionenradius" title="Ionenradius">Ionenradien</a> und gleicher Ladungszahl ausgetauscht sein können.<a href="#cite_note-wog-1">[1]</a> Ein natürlich vorkommendes Vanadat ist das im <a href="Hexagonales_Kristallsystem" title="Hexagonales Kristallsystem">hexagonalen Kristallsystem</a> auftretende, rotgefärbte <a href="Vanadinit" title="Vanadinit">Vanadinit</a> mit der <a href="Chemische_Formel" title="Chemische Formel">chemischen Zusammensetzung</a> Pb5(VO4)3Cl, das tonnenförmige Kristalle bildet. <a href="Carnotit" title="Carnotit">Carnotit</a> ist ein vanadiumhaltiges, gelbes bis grünliches, <a href="Monoklines_Kristallsystem" title="Monoklines Kristallsystem">monoklines</a> Uranyl-V[5,6]-Vanadat mit der Zusammensetzung K2(UO2)2(VO4)2·3H2O. <a href="Descloizit" title="Descloizit">Descloizit</a> kann unterschiedlich gefärbt sein und kristallisiert in <a href="Orthorhombisches_Kristallsystem" title="Orthorhombisches Kristallsystem">orthorhombischen Kristallen</a> mit der Zusammensetzung PbZn(VO4)(OH).

Minerale mit dem Vanadatkomplex VO4 sind häufiger anzutreffen – bekannt sind bisher rund 80 Minerale – als solche mit dem Vanadatkomplex VO3, von denen man bisher nur 6 Minerale kennt.<a href="#cite_note-5">[5]</a>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Biologische_Bedeutung_und_Toxikologie">Biologische Bedeutung und Toxikologie</h2></div>

Obwohl Vanadium für den Stoffwechsel <a href="Vitalstoffe" class="mw-redirect" title="Vitalstoffe">essentiell</a> ist, hemmen Orthovanadate ([VO4]3−) in höheren Konzentrationen membrangebundene <a href="Enzym" title="Enzym">Enzyme</a> (<a href="Membranst%C3%A4ndige_ATPasen#P-Typ-ATPasen_(Typ_2)" title="Membranständige ATPasen">P-ATPasen</a>, auch P-Typ-ATPasen) und sind deshalb für nahezu alle <a href="Eukaryoten" title="Eukaryoten">Eukaryoten</a> und <a href="Prokaryoten" title="Prokaryoten">Prokaryoten</a> giftig. Dies beruht auf der Ähnlichkeit des Vanadat- mit dem <a href="Phosphate" title="Phosphate">Phosphat-Anion</a>. Einige Wasserlebewesen, wie etwa <a href="Seescheiden" title="Seescheiden">Seescheiden</a>, sind in der Lage, Vanadate aus dem Meerwasser anzureichern. Diese Lebewesen enthalten größere Mengen von <a href="Metalloprotein" class="mw-redirect" title="Metalloprotein">Metalloproteinen</a>, den sogenannten Vanabinen, die Vanadium enthalten.<a href="#cite_note-6">[6]</a>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Einzelnachweise">Einzelnachweise</h2></div>

<li id="cite_note-wog-1">↑ <a href="#cite_ref-wog_1-0">a</a> <a href="#cite_ref-wog_1-1">b</a> Vanadiumminerale. In: Lexikon der Geowissenschaften. Wissenschaft-Online-Lexika

</li>

<li id="cite_note-woc-2"><a href="#cite_ref-woc_2-0">↑</a> Vanadate. In: Lexikon der Chemie. Wissenschaft-Online-Lexika

</li>

<li id="cite_note-3"><a href="#cite_ref-3">↑</a> D.-L. Long, R. Tsunashima, L. Cronin: Angew. Chem. 2010, 122, 1780.

</li>

<li id="cite_note-4"><a href="#cite_ref-4">↑</a> Y. Hayashi: Coord. Chem. Rev. 2011.

</li>

<li id="cite_note-5"><a href="#cite_ref-5">↑</a> Malcolm Back, Cristian Biagioni, William D. Birch, Michel Blondieau, Hans-Peter Boja und andere: <a rel="nofollow" class="external text" href="https://cnmnc.units.it/files/IMA_Master_List_(2024-11).pdf">The New IMA List of Minerals – A Work in Progress – Updated: November 2024.</a> (PDF; 3,1 MB) In: cnmnc.units.it. IMA/CNMNC, Marco Pasero, November 2024, abgerufen am 1. Januar 2025 (englisch).<span style="display: none;" class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Adc&rfr_id=info%3Asid%2Fde.wikipedia.org%3AVanadate&rft.title=The+New+IMA+List+of+Minerals+%E2%80%93+A+Work+in+Progress+%E2%80%93+Updated%3A+November+2024&rft.description=The+New+IMA+List+of+Minerals+%E2%80%93+A+Work+in+Progress+%E2%80%93+Updated%3A+November+2024&rft.identifier=https%3A%2F%2Fcnmnc.units.it%2Ffiles%2FIMA_Master_List_%282024-11%29.pdf&rft.creator=Malcolm+Back%2C+Cristian+Biagioni%2C+William+D.+Birch%2C+Michel+Blondieau%2C+Hans-Peter+Boja+und+andere&rft.publisher=IMA%2FCNMNC%2C+Marco+Pasero&rft.date=2024-11&rft.language=en">

</li>

<li id="cite_note-6"><a href="#cite_ref-6">↑</a> T Ueki, T Adachi, S Kawano, M Aoshima, N Yamaguchi, K Kanamori, H. Michibata: <cite style="font-style:italic">Vanadium-binding proteins (vanabins) from a vanadium-rich ascidian Ascidia sydneiensis samea</cite>. In: <cite style="font-style:italic"><a href="Biochim_Biophys_Acta" class="mw-redirect" title="Biochim Biophys Acta">Biochim Biophys Acta</a></cite>. Band 1626, Nr. 1–3, 2003, S. 43–50, <a href="Digital_Object_Identifier" title="Digital Object Identifier">doi</a>:<a rel="nofollow" class="external text" href="https://doi.org/10.1016/S0167-4781%2803%2900036-8">10.1016/S0167-4781(03)00036-8</a>, <a class="external mw-magiclink-pmid" rel="nofollow" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/12697328?dopt=Abstract">PMID 12697328</a>.<span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Ajournal&rfr_id=info:sid/de.wikipedia.org:Vanadate&rft.atitle=Vanadium-binding+proteins+%28vanabins%29+from+a+vanadium-rich+ascidian+Ascidia+sydneiensis+samea&rft.au=T+Ueki%2C+T+Adachi%2C+S+Kawano%2C+...&rft.date=2003&rft.doi=10.1016%2FS0167-4781%2803%2900036-8&rft.genre=journal&rft.issue=1-3&rft.jtitle=Biochim+Biophys+Acta&rft.pages=43-50&rft.pmid=12697328&rft.volume=1626" style="display:none">

</li>

</ol></div><div><div class="zim-footer">

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