钒酸盐有偏钒酸盐MⅠVO3和正钒酸盐M3ⅠVO4,多钒酸盐有M4ⅠV2O7、M3ⅠV3O9等。VO43-只存在于强碱性溶液中。在正钒酸盐溶液中加酸,会发生钒酸根的缩合作用,即由小分子经脱水缩合而形成较复杂的大分子。
首先形成质子化离子,然后逐步脱水缩合成多钒酸根离子,并且随着pH值的下降,多钒酸根缩合程度增大。
2VO43- + 2H+ → 2HVO42- →V2O74- + H2O pH≥13
3V2O74- + 6H+ → 2V3O93- + 3H2O pH=8~7.2
10V3O93- + 12H+ → 3V10O286- + 6H2O pH=6~5.5
聚合度增大,溶液的颜色逐渐加深,由无色到黄色再到深红色。当溶液变为酸性后,聚合度不再增大,只是作为Lewis碱俘获H+:
[V10O28]6- + H+ → [HV10O28]5- → [H2V10O28]4- → ……
在pH=2时,如浓度大于0.1mol/l-1,则脱水生成V2O5的水合物的红棕色沉淀,pH≤1后,溶液以VO2+黄色离子存在。
[H2V10O28]4- +14H+ → 10VO2+ + 8H2O
V(Ⅴ)也能与H2O2生成有色配合物(过氧化物)。在强酸性溶液中,得到红棕色的过氧钒离子[V(O2)]3+;在弱碱性、中性或弱酸性溶液中,生成黄色的二过氧钒酸根阴离子[VO2(O2)2]3-。
VO2+ + H2O2 + 2H+ → [V(O2)]3+ + 2H2O
VO2+ + 2H2O2 → [VO2(O2)2]3- + 4H+
两者之间存在下述平衡,在一定条件下可以转化:
[VO2(O2)2]3- + 6H+ → [V(O2)]3+ + H2O2 + 2H2O
钒酸盐与H2O2 的反应,可以用来鉴定钒和过氧化氢及比色测定应用。
钒的盐类五颜六色,故可制成鲜艳的颜料,加到玻璃中可制成彩色玻璃,也可制成彩色墨水