Synthesis and thermal decomposition of (NH₄)₂[M^IIIF₅(H₂O) (M=Al, Fe and Cr)

Abstract

Ammonium pentafluorometallate monohydrates were prepared by different methods and characterized by chemical analysis, IR spectrometry and X-ray diffraction. Unit cell parameters were determined for the Fe and Cr compounds, which were found to be isostructural with the known Al compound. The IR spectra, X-ray diffraction patterns and lattice data on the compounds are very similar, and point to the existence of isolated [M^IIIF₅(H₂O)]²⁻ octahedra. The water is coordinated to theM ^III cation.

Dehydration and thermal decomposition were investigated by thermal analysis (TG, DTG, DTA) on the Q-derivatograph and by high-temperature X-ray diffraction. Different dehydration temperatures and products were found, depending on the nature of theM ^III cation. NH₄F is liberated in several steps (Al or Fe) or continuously (Cr), leading to the formation ofM ^III fluorides.

Zusammenfassung

Ammoniumpentafluormetallat-monohydrate (NH₄)₂MeF₅ · H₂O (M=Fe, Al, Cr) wurden nach verschiedenen Methoden präpariert und durch chemische Analyse, IR-Spektren und Röntgenbeugung charakterisiert. Die Elementarzellen-Parameter der mit der Al-Verbindung isostrukturellen Fe- und Cr-Verbindung wurden ermittelt. IR-Spektren, Röntgenbeugungsdiagramme und Gitterdaten aller drei Verbindungen sind einander sehr ähnlich und beweisen das Vorliegen isolierter [M^IIIF₅(H₂O)]²⁻ -Oktaeder, in denen Wasser mit dem Kation koordiniert ist. Entwässerung und thermische Zersetzung wurden durch simultane TG-DTG-DTA und durch Hochtemperatur-Röntgenbeugung untersucht. Abhängig vom KationM ^III werden unterschiedliche Reaktionsprodukte und -temperaturen gefunden. Unter kontinuierlicher (M=Cr) oder schrittweiser Freisetzung von NH₄F (Fe, Al) wird das jeweilige Fluorid M^IIIF₃3 gebildet.

Резюме

Полученные различны ми методами моногидр аты пентафторметаллато в аммония, были охарактеризова ны химическим и рентг енофазовым анализом и ИК спектро скопией. Для соединений железа и х рома, изоструктурных известному соединению алюминия, были определены параметр ы кристаллической яч ейки. ИК спектры, данные ренте нофазового анализа и параметры р ешетки были подобны д ля всех соединений. Установл ено наличие изолированного окта эдра [M^IIIF₅(H₂O)]²⁻, в котором в ода координирована с кат ионом М^III. Дегидратация и терми ческое разложение бы ли исследованы на Q-дерив атографе методами ТГ, ДТГ и ДТА, а также высок отемпературным рентгенофазовым ана лизом. Определены различные температу ры и продукты дегидра тации, зависящие от природы катиона M^III. В случае алюминий и железосод ержащих соединений, ф торид аммония выделяется в несколько стадий, а в случае хромсодержа щих соединений — выде ляется непрерывно, приводя в о всех случаях к образованию фторидо в трехвалентных мета ллов.