ПЛОТНОСТЬ И ВЯЗКОСТЬ ЖИДКИХ ПЕНТАХЛОРИДОВ НИОБИЯ И ТАНТАЛА
Л. А. НИСЕЛЬСОН, А. И. ПУСТИЛЬНИК
Ректификация пентахлоридов ниобия и тантала явилась очень эффективным методом их разделения и глубокой очистки [1, 2]. В то же время теплофизические свойства пентахлоридов, необходимые для расчета и исследования процесса ректификации, почти не изучены. В настоящем сообщении приводятся данные по плотности и вязкости жидких пентахлоридов ниобия и тантала в интервале температур от tпл до 300—320° С. Пентахлориды ниобия и тантала, используемые в работе, очищали ректификацией на тарельчато-ситчатой колонке, как это описано в работах [2]. Для исследования были взяты наиболее чистые фракции, суммарное содержание примесей в которых может быть оценено менее чем в 0,02%.
Плотность определяли в запаянных кварцевых пикнометрах объефмом 6—10 мл и диаметром капилляра около 2 мм. Пикнометры термостатировали в бане с нитрито-нитратной смесью. Температуру измеряли нормальными термометрами и хромель-копелевой термопарой с потенциометром Р-2/1. Точность поддержания температуры и её измерения составляла ±0,1° С. При расчёте плотности вносили поправки на коэффициент объемного расширения кварцевого стекла и вес паров пентахлоридов в свободном объёме пикнометра. Относительная ошибка определения плотности может быть оценена в 5·10-2%.
Вязкость определяли в несколько изменённом капиллярном вискозиметре Мартина [3], изготовленном из боросиликатного стекла. Заполненный соответствующим пентахлоридом и запаянный вискозиметр помещали для термостатирования в алюминиевый блок. Температуру измеряли и поддерживали при определении вязкости с точностью до 0,5° С. Рабочий объём жидкости между метками вискозиметра 3–4 мл. Время истечения измеряли в пределах 150—300 сек. При измерении вязкости принимали все меры предосторожности, рекомендуемые в работах [3, 4]. Относительная ошибка при определении вязкости не превышала 0,2%. Обработкой полученных данных методом наименьших квадратов были выведены уравнения изменения плотности (ρ, г/см3) и вязкости (η, с-пуаз) жидких пентахлоридов ниобия и тантала с температурой (Δt = t – tпл):
ρNbCl5 = 2.0737 – 3.115·10-3·Δt + 3.58·10-6·Δt2 (1)
от tпл = 204.2° до 325° С; средняя квадратичная ошибка измерения Δρкв < 0.002.
ρTaCl5 = 2.6840 – 4.100·10-3·Δt (2)
от tпл = 216.2° до 305° С; средняя квадратичная ошибка измерения Δρкв = 0.002.
ηNbCl5 = 0.921 – 1.325·10-3·Δt + 1.120·10-4·Δt2 – 4.30·10-7·Δt3 (3)
от tпл = 204.2° до 315° С; средняя квадратичная ошибка измерения Δηкв = 0.005.
ηTaCl5 = 1.003 – 1.667·10-3·Δt + 1.8·10-4·Δt2 – 8.455·10-7·Δt3 (4)
от tпл = 216.2° до 300° С; средняя квадратичная ошибка измерения Δηкв = 0.006.
Поступило в редакцию 31.I. 1963 г.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
- Нисельсон Л. А. Разделение и очистка тантала и ниобия ректификацией их пентахлоридов. Ж. неорган. химии, 1958, 3, вып, 12, 2603.
- Нисельсон Л. А. Разделение и очистка галогенидов циркония и гафния, ниобия и тантала методами, основанными на различии в летучестях. Сб. «Разделение близких по свойствам редких металлов». Металлургиздат, 1962.
- Барр Г. Вискозиметрия. ОНТИ, Л.– М., 1950.
- Гатчек Э. Вязкость жидкостей. ОНТИ, М. – Л., 1933.
