Los colores del Vanadio

Es bien sabido que la gran mayoría de metales de transición son capaces de mostrarnos maravillosos colores. A partir de cobalto, manganeso, hierro y demás, podemos crear, cual pintor, toda una paleta realmente intensa de colores. Uno de ellos es el Vanadio, que ademas nos brinda un color radicalmente diferente para cada estado de oxidación.

El Vanadio posee 4 estados de oxidación, el +2, +3, +4 y el +5. En esta reacción podremos diferenciar estos estados de oxidación, ya que cada estado posee un color diferente. Partiremos del Vanadio +5 (V+5) de color amarillo, para posteriormente pasar por el +4 (V+4) de color azul, el Vanadio +3 (V+3) de color verde, y un Vanadio +2 (V+2) de color malva.


Para realizar esta experiencia partiremos de 11,7 g de la sal de metavanadato de amonio (NH4VO3), que podremos disolver en 1litro de disolución de ácido sulfúrico (H2SO4) 1M. La disolución se vuelve de color amarillo, característico de la especie dioxovanadio (V) (VO2+), en la que el Vanadio posee estado de oxidación +5. Tambien podemos ver la aparición de un sólido rojo, el V2O5, que puede filtrarse si se desea.

A continuación añadiremos una pequeña cantidad de zinc en polvo que reducirá la especie de vanadio hasta el estado de oxidación +2, pasando por todos los otros, si la cantidad es suficientemente pequeña.La especie de color azul es el complejo [VO(H2O)5]2+, con un color azul cielo muy bonito. La especie verde es el V3+ (aq) y la de color malva el V2+ (aq). Otra opción en la reacción, es añadir diferentes tipos de reductores para obtener cada uno de los estados de oxidación por separado. Estos reductores pueden obtenerse buscando sus potenciales de reducción estandard para cada semireacción. Podremos ver el proceso en el siguiente vídeo:




Las semireacciones de reducción con sus respectivos potenciales de reducción se encuentran en la siguiente tabla:

Como hemos mencionado antes la reacción puede realizarse añadiendo una pequeña cantidad de Zn(s) en polvo. Éste irá reaccionando lentamente hasta llegar a la especie mas reducida de vanadio pasando por todos los colores. Es necesario añadir muy poca cantidad de Zn, ya que si hay una gran cantidad se observará inmediatamente el color malva, sin pasar por todos los intermedios de reacción.

 

Esta reacción es un buen ejemplo de reacción red-ox, de estados de oxidación, es útil para calcular potenciales estándares de reacción, y un sin fin de conceptos mas, como por ejemplo el de reactivo limitante utilizando cantidades mínimas de Zn, el de intermedio de reacción, etc...Os dejo con unas pocas fotos del experimento:

Espero que haya sido interesante, un saludo!!

Sergio