Thermodynamic Properties of Bismuth Trifluoride

Abstract

Thermodynamic properties were determined for bismuth trifluoride that had been dried by heating in a stream of hydrogen fluoride. The melting point was found to be 649° C. The thermodynamic functions of the gaseous molecule were calculated from estimates of the molecular geometry and vibration frequencies. Heat capacities were measured for the solid and liquid, and the heat (5.16 kcal) and entropy of fusion (5.6 eu) were obtained.The vapor pressure over the solid was measured by a transpiration method. The vapor pressure of BiF3 over the solid is given by logp )(normalmm=−9753T+11.72 An equation for the vapor pressure over the liquid was derived and the boiling point calculated to be 900°C. The enthalpy of sublimation (48.1 kcal/mole) and the entropy of sublimation (46.6 eu) at 298°K were derived from the vapor pressures.The enthalpy of formation of bismuth trifluoride (−215 kcal/mole) was determined by solution calorimetry. The enthalpy of atomization of bismuth trifluoride gas (273 kcal/mole) was calculated from the enthalpy of formation. The derived bismuth‐fluorine bond energy is compared with those of the other group VA halides.

Thermal analysis and phase diagram of the LiF–BiF3 system

“…Significant mass loss occurred above 575 • C, which reflects the known high vapor pressure at higher temperatures which amounts to ca. 20 mbar at this temperature [9]. Several minor endothermic peaks are present in the curve in that range, likely related to heat loss due to sublimation.…”

“…An older study reports BiF 3 to be cubic [8] (gananite, pdf 39-345), and this is in agreement with X-ray spectra that were performed in the framework of the current study. BiF 3 is a stable chemical under ambient conditions, aside from minor hygroscopicity, and melts congruently at about 649 • C without polymorphism [3,9].…”

Análise térmica e diagramas de fase dos sistemas LiF - BiF3 e NaF - BiF3

“…O próprio fluoreto de bismuto é um composto que não foi amplamente investigado, havendo divergências acerca de seu comportamento térmico e de outras propriedades. As informações mais aceitas [7] sobre este material são: que é um composto de estrutura ortorrômbica (do grupo Pnma) estável em condições ambientes, embora apresente certa higroscopicidade [8] ; que ele funde de maneira congruente a aproximadamente 649°C; e não apresenta polimorfismo [7,17] .…”

“…O BiF 3 ainda apresenta algumas dificuldades adicionais por ser levemente tóxico e apresentar uma taxa de evaporação relativamente alta em temperaturas elevadas [7,17,18] . Relatos também indicam que, quando aquecido em cadinhos ou navículas de platina, um material normalmente muito utilizado em estudos de fluoretos por ser resistente à corrosão, o BiF 3 danifica os recipientes [17] ; problemas semelhantes também foram relatados em outros materiais resistentes aos fluoretos, como o níquel e o grafite [8,19] .…”

“…Relatos também indicam que, quando aquecido em cadinhos ou navículas de platina, um material normalmente muito utilizado em estudos de fluoretos por ser resistente à corrosão, o BiF 3 danifica os recipientes [17] ; problemas semelhantes também foram relatados em outros materiais resistentes aos fluoretos, como o níquel e o grafite [8,19] .…”