9
78 Zeitschrift fur anorganische und allgemeine Chemie. Band 353. 1967 Beitrage zur C hemie der Elemente Niob und Tantal. LX') Sublimationsdrucke der Pentachloride NbCI, und TaCI, T70n HARALD SCHAFER und WOLFGANG POLERT Mit 1 Abbildung Inhaltsubersicht Der Sattigungsdruck iiber den festen Chloriden NbCI, und TaCI, wurde bei 77, 100 und 110 "C mit der Mitfiihrungsmethode gemessen: NbC15: TaCI,: log P(atm) = --6352,57 . T-' + 19,3779 - 3.2204 log T - 7648,9 * T-2 * dHO(subl., 298) = 22,8 kcal; ASo(subl., 298) = 46,2 cl. log P(atm) = --5346,89 . T-I + 19,4216 - 3,2204 log T - 7648,9 . T-2 * dHO(subl., 298) = 22,8 kcal; dSo(subl., 298) = 4G,4 cl. Die Ergebnisse werden durch die Neuauswertung von Literaturangaben bestatigt. Ini K r i s t a l l g i t t e r von NbC1, und TaCI, sind die Wechselwirkungen zwischen den JIolekeln sehr nahe gleich groB, in der S chmelze sind sie dagegen bei NbCI, deutlich groBer als bei TaCI,. Summary Saturation pressures of the solid chlorides NbCI, and TaCI, were measured by the flow method at 77, 100, and 110°C; data see ,,Inhaltsiibersicht". The results were confirmed by new calculations using literature values. Molecular interactions in XbCI, crystals and in TaCI, crystals are nearly equal, in melts, however, interactions of KbCI, are evidently greater than those of TaC1,. Wahrend die Bildungsenthalpie der f e s t e n Pentachloride NbCI, und TaC1, sehr gut bekannt ist, fehlen vergleichbar sichere Werte fur die Bil- dungsenthalpien und die Normalentropien der g a s f or m i g e n Verbindungen. Gerade diese sind jedoch fur die Praxis wesentlich. Die hier vorgelegte Untersuchung gilt daher den Sublimationsdrucken. 1) Nitt. LIX vgl. H. SCH~FEK 11. H. HEINE, Z. anorg. allg. Chem. 358, 258 (1967).

Beiträge zur Chemie der Elemente Niob und Tantal. LX. Sublimationsdrucke der Pentachloride NbCl5 und TaCl5

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Page 1: Beiträge zur Chemie der Elemente Niob und Tantal. LX. Sublimationsdrucke der Pentachloride NbCl5 und TaCl5

78 Zeitschrift fur anorganische und allgemeine Chemie. Band 353. 1967

Beitrage zur C hemie der Elemente Niob und Tantal. LX')

Sublimationsdrucke der Pentachloride NbCI, und TaCI,

T70n HARALD SCHAFER und WOLFGANG POLERT

Mit 1 Abbildung

Inhaltsubersicht Der Sattigungsdruck iiber den festen Chloriden NbCI, und TaCI, wurde bei 77, 100 und

110 "C mit der Mitfiihrungsmethode gemessen:

NbC15:

TaCI,:

log P(atm) = --6352,57 . T-' + 19,3779 - 3.2204 log T - 7648,9 * T-2 *

dHO(subl., 298) = 22,8 kcal; ASo(subl., 298) = 46,2 cl.

log P(atm) = --5346,89 . T-I + 19,4216 - 3,2204 log T - 7648,9 . T-2 *

dHO(subl., 298) = 22,8 kcal; dSo(subl., 298) = 4G,4 cl.

Die Ergebnisse werden durch die Neuauswertung von Literaturangaben bestatigt.

Ini K r i s t a l l g i t t e r von NbC1, und TaCI, sind die Wechselwirkungen zwischen den JIolekeln sehr nahe gleich groB, in der S c h m e l z e sind sie dagegen bei NbCI, deutlich groBer als bei TaCI,.

Summary Saturation pressures of the solid chlorides NbCI, and TaCI, were measured by the flow

method a t 77, 100, and 110°C; data see ,,Inhaltsiibersicht". The results were confirmed by new calculations using literature values.

Molecular interactions in XbCI, crystals and in TaCI, crystals are nearly equal, in melts, however, interactions of KbCI, are evidently greater than those of TaC1,.

Wahrend die Bildungsenthalpie der f e s t e n Pentachloride NbCI, und TaC1, sehr gut bekannt ist, fehlen vergleichbar sichere Werte fur die Bil- dungsenthalpien und die Normalentropien der g a s f or m i g e n Verbindungen. Gerade diese sind jedoch fur die Praxis wesentlich. Die hier vorgelegte Untersuchung gilt daher den Sublimationsdrucken.

1) Nitt. LIX vgl. H. S C H ~ F E K 11. H. HEINE, Z. anorg. allg. Chem. 358, 258 (1967).

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H. SCHAFER u. W. POLERT, Sublimationsdrucke der Pentachloride NbCI, und TaCI, 79

Lit eraturangaben Die bisher vorliegenden Ergebnisse streuen stark (Tab. 1 u. 2). Zur U m r e c h n u n g auf 298OK diente hier - wie auch spater - fur beide Penta-

chloride die Funktion ACpo(g-f) = -6,4 - 0,7 * lo5 T-2. CpO(NbCI,, g) = 31,6 - 3,7 * 105 T-2; CpO(NbCl,, f ) = 38,O - 3,O . l o 5 T-2; vgLB).

Tabelle 1 S a t t i e u n a s d r u c k u b e r f e s t e m NbCl

Autoren

OPICHTINA u. FLEISCHER 19372)3)

TARASEEKOW u. KOMANDIN 1940 4)3)

FAIRBROTHER 1949 5)3)

Literaturaus- wertung 19523), 19606)

MEYER 11. Mitarbeiter 1961 7,

LESAAR u.

ALEXANDER u.

Kritische

SCHAFER 19638,

,ogP (Tom)= a-b * 103/T

a

11,5'i

-

10,77

11,38

12,44(

b

4,38

-

4,Ol

4,36

4,80!

Schwer- punkts- tempera- tu r der Mel3-

reiheO) T OK

434,4

462,7

449,O

460

457,4

467

- 20,o

18,3

20,o

20,o

22,o

21.5

- 39,8

36,l

38,9

39,5

43,8

-

AH0

kcal (298)

- 20,9

19,4

21,o

20,G

23,l

22.6

-

AS0

cl (298)

- 42,4

39,l

41,7

42,O

46,8

Schwerpunkte

1000 T"K

2,3022

-

2,1610

2,2270

2,1865

log P (atm)

-1,3952

-0,7882

-1,2036

-0,9398

2) M. A. OPICHTINA u. N. A. FLEISCHER, 2. obi6. Chim. (J. allg. Chem. [UdSSR]) 7,

3) Zur Auswertung vgl. H. SCHAFER, L. BAYER u. H. LEHIMANN, Z. anorg. allg. Chem.

4) D. N. TARASENKOW u. A. W. KOMANDIN, 2. obBE. Chim. (J. allg. Chem. [TJdSSR])

5 ) K. M. ALEXANDER u. F. FAIRBROTHER, J. chem. SOC. [London] Suppl. 1949, 223. 6 , H. SCHAFER u. F. KAHLENBERG, Z. anorg. allg. Chem. 305, 291 (1960). 7 ) G. MEYER, J. F. OOSTEROM u. 1%'. J. VAN OEVEREN, Recueil Trav. chim. Pays-Bas

8 ) H. LESAAR u. H. SCHAFER (1963), unveroffentlichte Messung der Extinktion von

9) Aus lOOO/T-Schwerpunkt.

I, 2016 (1937).

268, 268 (1952).

10, 11, 1319 (1940).

80, 502 (1961).

XbCl,, g uber NbCI,, f in Abhangigkeit von der Temperatur.

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80 Zeitschrift fur anorganische und allgemeine Chemie. Band 353. 19Gi

Tabelle 2 S a t t i g u n g s d r u c k u b e r f c s t e m TaCI,

~~~~

OPICHTINA u. FLEISCHER 1937 2)1@)

TARASENKOW 11. KOMANDIN 19404)")

ALEXANDER u. FAIRBROTHER 1949 ,)I2)

Literatur- auswertung 196013)

SCHUKAREW u. KURBANOW 14)

Kritische

og P (Torr) = a-b * 103/T

a

12,75

11,73

12,57

12,19

12.77

b

4,90

-

4,4G

4,89

4,661

4,95!

Schwer- pun k t s - tempera- tur der MeB-

reihe 9,

T "K

440,7

4G3,l

453,7

441

457

A S @

cl (T)

22,4

20,4

22,4

21,3

22.7

J5,2

40,s

44,3

42,G

45,3

I 1 ' I

AH@ ~ A S @ , Schwerpunkte (298) I (298) ~

kcal ~ cl I 1000

23,4

21,5

23,5

22,3

23,8

47,9

43,G

47,3

45,G

48,3

~

T"K

2,2692

2,1592

2,1942

log P (at'm)

-1,2454

-0,788G

-1,0385

2,1882 -0,9582

Eigene Messungen Die bisherigen Messungen wurden zwischen etwa 140°C und dem

Schmelzpunkt (NbCl,: 204,7" ; TaC1, : 21G,5 "C15)) durchgefuhrt. Wir gingen zu niedrigeren Temperaturen (77 ; 100; 110 "C) iiber, weil dann durch Kombi- nation mit den Literaturangaben ein grooerer Temperaturbereich ausge- wertet werden kann (vgl. Tab. 7, 8). Die M i t f u h r u n g s m e t h o d e Far besonders geeignet : Ein gemessener Argonstrom wurde im Gleichgewichts- raum mit MeC1, gesattigt. AnschlieBend wurde die mitgefiihrte MeC1,-Menge in einem Auffangrohrchen kondensiert und als Me,O, ausgewogen. _ _ _ ~

1 0 ) Eigene Auswertung der von 0. u. F1.Z) zwischen 120 und 210°C gemessenen Drucke.

11) Eigene Auswertung der von T. u. K.4) zwischen 174 und 203°C gemessenen Drucke. Die bei niedrigeren Temperaturen statisch gemessenen Drucke sind durchFremdgas- gehalte systematisch verfalscht.

12) Eigene Auswertung der von A. u. F.,) zwischen 139,l und 214,8"C gemessenen Werte.

13) H. SCHAFER u. F. KAHLENBERG, Z. anorg. allg. Chem. 305, 178 (1960). 14) S. A. SCHTSCHUKAREW u. A. R. KURBANOW, Nachr. der Leningrader Universitat

l5) H. SCHAFER u. C. PIETRUCK, Z. anorg. allg. Chem. 267, 174 (1951). 10, Heft 2, 144 (1962).

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H. SCHAFER u. W. POLERT, Sublimationsdrucke der Pentachloride NbCl, und TsCl, 81

Arbeitstechnik Gasweg. Ein konstanter Strom von Argon (99,99proz.) passierte eine Falle (-78"),

eine Titanstrecke (700 "C), einen Stromungsmesser 16) und eine geeichte Gasuhr16) (20,O "C), dann abermals eine Falle (-78"), ein U-Rohr mit einsublimiertem NbCl, (20') und trat schliel3lich in den Gleichgewichtsraum ein. Das Gleichgewichtsgas gelangte durch eine Austrittskapillare in das Auffangrohr. Ein in gleicher Weise gereinigter Argon-Hilfsgas- strom sorgte dafur, daB kein Tragergas verlorenging. Tragergas und Hilfsgas stromten etwa mit gleicher Geschwindigkeit.

D e r G l e i c h g e w i c h t s r a u m bestand aus einem Jenaer Glasrohr von 190 mm Lange und 22 mm Durchmesser. Er war rnit ItAscHIG-Ringen (-4x4 mm) gefullt, auf die im Vakuum NbCl, (bzw. TaCI,) sublimiert worden war. Ein Dampfbad mit Tetrachlorkohlen- stoff, Wasser oder Toluol, das mit einem Mono~taten '~) in Verbindung stand, hielt die Temperatur des Gleichgewichtsraums (einschliefllich der Austrittskapillare) auf der ganzen Lange konstant.

Das als B o d e n k o r p e r verwendete NbCI, enthielt als starkste Verunreinigung 0,03% TaCl,. Die Reinheit des TaC1,-Bodenkorpers war noch groOer. Der Gleichgewichtsraum war so gestaltet, dal3 er vor der eigentlichen Messung abgeschmolzen und als EinschluOrohr verwendet werden konnte. Durch Umsetzung mit CCl, konnte so das Pentachlorid von jeder Spur Oxid oder Oxidchlorid befreit werden.

Im A u f f a n g r o h r ausQuarzglas (250mmLange, 6 mmlichter Durchmesser, amEingang verjungt) schlug sich MeCI, vollstiindig nieder. Wichtig war jedoch, daD der geringe MeC1,- Anteil, der bei der ersten Abkuhlung als (vom Gasstrom mitgetragener) Flugstaub anfiel mit einer kleinen Flamme verdampft und erneut kondensiert wurde. Der MeC1,-Gehalt des Auffangrohrs wurde schlieBlich mit 3proz. H F in einen Platintiegel gespult, durch Abrauchen mit H,SO, und Oleum in Me,O, ubergefuhrt und ausgewogen (&0,01 mg, Mikrowaage). Ein Blindwert (von Quarz, HF, Oleum) lag innerhalb der Wlgegenauigkeit. Die Me,O,- Auswaagen betrugen 7-68 mg.

T e m p e r a t ur mes s u n g u n d - E i c hung. Die von einer Kupfer-Konstanten-Thermo- saule gelieferte Spannung wurde auf einen Kompensationsschreiber gegeben. 1' entsprach einer Schreibbreite von 3 cm. Nebenlotstellen beim Eisschmelzpunkt. Als Siedeflussigkeiten dienten sowohl fur die Temperatureichung als auch fur die Gleichgewichtsmessung Tetra- chlorkohlenstoff ls), Wasser und Toluolls).

Eichung der Thermosaule im Dampf der Siedebader: T e t r a c h l o r k o h l e n s t of f : amtlich geeichtes Thermometer, & 0,05". W a s s e r : Siedetemperatur aus Barometerstand berechnetlg). Genauigkeit besser als

Toluol : Siedetemperatur aus Barometerstand berechnetzo); P in Torr: 10,050.

- 219,516 (10,002°)20). 1345,087 T "C = - ... - - - - 6,95508 - log P

16) Gefullt mit Siliconol, das bei einer Badtemperatur von 90 "C im C)lpumpenvakunm

17) Der Manostat glich Schwankungen des Luftdrucks weitgehend aus. LuftdruckLnde-

l8) Reinste Praparate des Handels, die noch uber eine Kolonne fraktioniert wurden. 19) LANDOLT-BORNSTEIN, Zahlenwerte und Funktionen 11, 2a, Seite 62; Berlin 1960. 20) A. F. FORZIATI, W. R. NORRIS u. F. D. ROSSINI, J. Res. nat. Bur. Standards 43,

von fluchtigen Stoffen befreit war.

rungen von 20 Torr anderten die Siedetemperaturen nur um 0,02".

555 (1949).

6 Z. anorg. allg. Chemie. Bd. 353.

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82 Zeitschrift fur anorganische und allgemeine Chemie. Band 353. 1967

Bei den Mitfiihrungsmessungen wurde die Gleichgewichtstemperatur sowohl aus der EMK der Thermosaule als auch uber den Da.mpfdruck der Siedeflussigkeit ermittelt. Die Unter- schiede waren stets kleiner als 0,2". Der Mittelwert wurde der Auswertung zugrunde gelegt.

S t r o m u n g s g e s c h w i n d i g k e i t d e s Tr a g e r g as es. Die Variation des Gastromes zwi- schen 1, 2 u n d 3 I/Stunde fuhrte bei keiner der MeBtemperaturen und weder mit NbCI, noch mit TaCI, zu systematischen Abweichungen. Die Sattigungsdrucke stellten sich voll- standig ein.

Ergebnisse Die Tab. 3 und 4 bringen die Einzelwerte. Bei der weiteren Auswertung

wurden die Molwarmen berucksichtigt ; sowohl fur NbCl, wie auch fur TaCl, gilt dCpo (g-f) = -6,4 - 0,7 . lo5 T-2.

Setzt man

ACpk dT

298 4,576 4,576 T '

f ACpo * dT

- - 298 C =

so wird AHo (298) ASo (298) + -- 4,576 T 4,576 log P(atm) - C = -

Die Tab. 5 und 6 enthalten die Werte fur die zuden dreiMefibereichen geho- renden Schwerpunkte. Man sucht nun denjenigen Wert fur dSO(298) auf, fur den dH0(298) (berechnet fur die 3 Mefitemperaturen) keinen systema- tischen Gang zeigt. Auf diese Weise erhalt man fur die Sublimation von NbCl, :

dSO(298) = 46,2 cl;

dH0(298) = 22,81; 22,83; 22,81 kcal.

Aus dem Schwerpunkt a l ler Messungen: 22,8, kcal

log P(NbCI,, atm) = -5352,57 - T-1 + 19,3779 - 3,2204 log T - 7648,9 * T-'

und fur die Sublimation von TaCl,:

dSO(298) = 46,40 cl

dH0(298) = 22,80; 22,79; 22,80 kcal.

Aus dem Schwerpunkt a l ler Messungen: 22,7,, kcal

log P(TaCl,, atm) = -5346,89 T-l + 19,4216 - 3,2204 log T - 7648,9 * T-2.

Es fallt auf, dafi die fur NbCl, und TaC1, gewonnenen Werte sehr nahe ubereinstimmen. In den Literaturwerten (Tab. 1 u. 2) kommt dies nicht zum Ausdruck.

Page 6: Beiträge zur Chemie der Elemente Niob und Tantal. LX. Sublimationsdrucke der Pentachloride NbCl5 und TaCl5

H. SCHAFER u. W. POLERT, Sublimationsdrucke der Pentachloride NbCI, und TaCI, 83

350,68 2,8516 -4,136 373,78 2,6754 -3,287 384,26 2,6024 -2,920 371,32 2,6931

Ta belle 3 P( NbCl,) uber NbCl,,f; T in OK; P in Torr

-0,019 -4,117 -- 0.037 -3,250 -0,046 -2,874

-3,333

T: 350,62 350,57 350,93 350,66 350,62 3i3,64 353,66 3i3.82 373,84 373.84 P: 0,0553 0,0565 0,0562 0,0544 0,0553 0,388 0,382 0,398 0,403 0,394

T: 37381 37330 373,59 373,59 373,79 373,79 3i3,78 373,78 373,80 384,30 P: 0,388 0,382 0,382 0,395 0,388 0,393 0,308 0,397 0,402 0,915

T: 384,27 384,27 38425 38425 38426 P: 0,900 0,930 0,913 0,907 0,920

2,8549 2,6768 2,5995 2,i005

350,527 373,58 38439 370,30

Tabelle 4 P(TaC1,) uber TaCl,,f ; T in OK; P in Torr

-4,102 -0,019 I -4,083 -3,229 -0,037 -3,192 -2,856 -0,046 ~ -2,810

~ -3,312

T: 35021 350,32 350,31 35028 373,54 373,55 373,54 373,54 373,56 373.61 P: 0,0606 0,0595 0,0600 0,0603 0,448 0,448 0,448 0,448 0,445 0,449

T : 373,56 373,69 373,69 384,56 384,53 384,83 38436 P: 0,447 0,456 0,449 1,068 1,061 1,053 1,053

Tabelle 5 P(NbC1,) u b e r NbCl,, f . Werte der Schwerpunkte fur log P(atm) und 1000/T. Die letzte Zeile entspricht dem Gesamtschwerpunkt

Tabelle 6 P(TaC1,) uber TaCI,, f . Werte der Schwerpunkte fur log P(atm) und 1000/T. Letzte Zeile: Gesamtschwerpunkt

T"K I 1000/T I logP I C I IogP-C

Kombination der eigenen Messungen mit Literaturangaben

MeBreihen, deren log P- l/T-Auswertung recht fehlerhafte Werte liefert, geben erfahrungsgemaB oft noch brauchbare Werte fur die Schwerpunkte der MeBreihe, d. h. fur die Mittelwerte von log P und 1/T. Bei den Litera- turangaben (Tab. l und 2) liegen die Schwerpunktstemperaturen bei etwa 450 OK. Unsere Beobachtungsreihen enthalten dagegen Schwerpunkts- temperaturen von rund 370 OK. Dieser Temperaturunterschied ist so groB, 6*

Page 7: Beiträge zur Chemie der Elemente Niob und Tantal. LX. Sublimationsdrucke der Pentachloride NbCl5 und TaCl5

84 Zeitschrift fur anorganische und allgemeine Chemie. Band 353. 196i

[l] [2] [3] [4] [5] [GI

da13 es sinnvoll ist, die beiderseitigen Schwerpunkte zu kombinieren :

- 1,395 ' 0,096 I 23,8 ~ 48,9 0

477,85 j -0,477 0,145 ~ 22,9 i 46,3 2

1 434,4 462,7 ~ -0,788 0,128 ~ 23,o j 46,7 449,O j -1,204 0,113 ~ 22,O I 44,O 0 457,4 ! -0,940 0,122 ' 22,7 45,9 3

477,85 i -0,458 I 0,145 j 23,O j 46,i , 2

dHO(298) dSO(998) 4,576 T 4,576 {log P-C} = - -I + -1-

AH0 (298) AS0 (298) 4,576 T'- -I - 4,576

{log P-C}' = -

AHo (298) {log P-C} - {log P-C}' = ~ - - - 4,5iG (T" ri) 4,576 AHO(298) = [{log P-C} - {log P-C}'] .

A HO (298) T

dSO(298) = 4,576 {log P-C} + ~ ~ ~ ~ .

NbCI,. Fur die in G1. (1) enthaltenen ,,gestrichenen" Gro13en vcrwenden wir unsere Werte aus Tab. 5:

(log P-C}' = -3,333; T' = 371,32 OK.

Damit und mit den in Tab. 1 angegebenen (sowie weiteren) Mrerten fur log P und T berechnet man Tab. 7.

Tabelle 7 dHO(298) u n d dSO(298) f u r d i e S u b l i m a t i o n v o n NbCI, Kombination verschiedener Beobachtungen nach GI. (1) und (2)

Nr. i T OK I I l o g P (atm) ~ j -C ~ dHO(298) I ASO(298) j statistisches , kcal cl i Gewicht

Mit te lwerte: dH0(298) = 22,9 kcal; ASO(298) = 46,s cl.

TaCI,. Die Auswertung geschieht wie bei NbCl,. Nach Tab. 6 gilt

(log P-C}' = -3,312; T' = 370,30"K.

Damit folgt Tab. 8.

Page 8: Beiträge zur Chemie der Elemente Niob und Tantal. LX. Sublimationsdrucke der Pentachloride NbCl5 und TaCl5

H. SCHAFER u. W. POLERT, Sublimationsdrucke der Pentachloride NbCJ, und TaCl, 85

Tabelle 8 AHO(298) u n d ASO(298) f u r d i e S u b l i m a t i o n v o n TaCJ, Kombination verschiedener Beobachtungen nach G1. (1) und (2)

Nr. 1 T OK 1 log P (atm) I ' -C ! dHO(298) 1 dSo(298) 1 i j kcal ~ cl

I I I I I 440,7 463,l 455,7 467 489,6.5 489,G5 489,65

-1,245 -0,789 -1,039 -0,958 -0,189 -0,246 - 0,226

0,103 0,129 0,120 0,121 0,158 0,158 0,158

23,O 22,4 21,6 22,l 22,8 22,4 22,6

47,O 45,4 43,3 44,6 46,4 45,4 46,7

statistisches Gewicht

Mit te lwerte: dHO(298) = 22,6 kcal; dSO(298) = 45,8 cl. E r l a u t e r u n g zu d e n Tab. 7 u n d 8

Man kann folgende Auswertungen unterscheiden : a) Der log P/T-'-Schwerpunkt einer Literatur-MeSreihe mit festem Bodenkorper wird

mit unserem Schwerpunkt kombiniert. Der Literaturwert stammt bei [l] und [7] von OPICHTINA und FLEISCHER~), bei [2] und [8] von TARASENKOW und KONANDIN4), bei [3] und [9] von ALEXANDER und FAIRBROTHER,), bei [4] von MEYER und Mitarb. 7 ) , bei [lo] von SCHTSCHUKAREW und K U R B A N O V ~ ~ ) .

b) Der von AINSCOUGH und Mitarb. 21) uber flussigem Bodenkorper gemessene Dampf- druck gibt durch Extrapolation den Sattigungsdruck am Schmelzpunkt (NbCI, 204,7"; TaCJ, 216,5 "C) l5). Diese Angaben werden mit unserem Schwerpunkt kombiniert. Man erhalt so [5] und [ll].

c) Die Messungen von ALEXANDER und FAIRBROTHER,) haben eine hohe r e l a t i v e Genauigkeit, jedoch spricht alles dafur, daS die Temperatur systematisch um einige Grad zu hoch gemessen wurde. Da die genannten Autoren sowohl mit festem als auch mit flussi- gem Bodenkorper gemessen haben, erhalt man den Sattigungsdruck beim Schmelzpunkt recht genau. Dieser wird auf die tatsachliche Schmelztemperatur15) bezogen und mit unse- rem Schwerpunkt kombiniert. Dies fuhrt zu [GI, [13]. Das gleiche Verfahren, durchgefuhrt mit Drucken von SCHTSCHUKAREW und KuRBANOW~~) gibt [12].

Die Kombinationen [l], [7] und [3], [9] liefern systematisch, d. h. f u r Tu'bCI, und TaCI, gleichsinnig, abweichende Werte. Sie sind, ebenso wie die Auswertung [lo], bei der Mittel- wertsbildung auszuschlieBen.

Neben den mit Tab. 7 und 8 gewonnenen Mittelwerten hat man noch die als besonders zuverlassig anzusehenden MeBwerte von MEYER und Mitarb. '), sowie die aus der vorliegenden Arbeit zur Verfugung. Damit ergibt sich fur die Subl imat ion von NbCl, und TaCl, folgendes Bild:

NbCl, Diese Arbeit : AHO(298) = 22,8 kcal; MEYER u. Mitarb. '): 23,l 46,8 Tab. 7: 22,9 46,3

ASO(298) = 46,2 cl

21) J. B. AINscoum, R. J. W. HOLT u. F. W. TROWSE, J. chem. SOC. [London] 1967, 1034.

Page 9: Beiträge zur Chemie der Elemente Niob und Tantal. LX. Sublimationsdrucke der Pentachloride NbCl5 und TaCl5

86 Zeitschrift fur anorganische und allgemeine Chemie. Band 353. 196i

TaCI, Diese Arbeit : Tab. 8: 22,6 45,8

dHO(298) = 22,8 kcal; dSO(298) = 46,4 cl

Hierdurch werden unsere MeBwerte sehr gut bestatigt.

log P

-I Abb. 1. Sattigungsdrucke (atm) iiber den festen und fliissigen Pentachloriden h%C1, und TaC1,

SchluBbcmerkung Die Subl imat ionsgrof ien stimmen fur NbCl, und TaC1, innerhalb der

Mefigenauigkeit iiberein (dHO(298) = 22,8 & 0,3 kcal; dSO(298) = 46,3 -+ 0,5 el). Dies ist verstandlich, weil NbCl, und TaC1, sowohl im kristalli- sierten Zustand als auch als Gasmolekeln gleiche Strukturen und Abmes- sungen besitzen. Im fliissigen Z u s t a n d unterscheiden sich dagegen die beiden Chloride merklich (Abb. 1) : Das flussige NbCl, ist thermodynamisch stabiler, der Schmelzpunkt 1,) (204,7 "C) ist niedriger und der Siedepunkt 21) (247,4 "C) hoher als bei TaCI, (216,s bzw. 232,9 "C). Die Wechselwirkungen zwischen den Molekeln sind also in der NbC1,-Schmelze deutlich groBer als in der TaC1,-Schmelze. Dies ist interessant, weil die Diskussion der Bildungs- enthalpien der Pentahalogenidel) NbX, und Tax, (X = F, C1, Br, J) zu dem SchluB fuhrt, dafi Niob(V) starker zur Ausbildung von Atombindungen neigt als Tantal(V).

Der Deutschen Forschungsgemeinschaft und dem Fonds der Chemie sind wir fur die Forderung unserer Arbeiten zu besonderem Dank verpflichtet.

Miin s t or (Westf.), Anorganisch-Chemisches Institut der Universitat.

Bei der Redaktion eingegangen am 5. Dezember 1966.