Eisenpentacarbonyl

Physikalische Eigenschaften

Eisenpentacarbonyl ist eine gelb bis rote Flüssigkeit, die unter Normaldruck bei 105 °C siedet. Die Dampfdruckfunktion ergibt sich nach Antoine entsprechend log₁₀(P) = A−(B/(T+C)) (P in bar, T in K) mit A = 5,18943, B = 1960,896 und C = −0.228 im Temperaturbereich von 267 bis 378 K.^[8]

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Zusammenstellung der wichtigsten physikalischen Eigenschaften^[2]

Eigenschaft	Typ	Wert [Einheit]	Bemerkungen
Standardbildungsenthalpie	ΔfH0liquid	−766,09 kJ·mol−1[9] −3911 kJ·kg−1	als Flüssigkeit
Verbrennungsenthalpie	ΔcH0liquid	−1606 kJ·mol−1 −8200 kJ·kg−1	als Flüssigkeit zu CO2 und Fe2O3
Wärmekapazität	cp	235 J·mol−1·K−1 (20 °C) 1,2 J·g−1·K−1 (20 °C)	als Flüssigkeit
Kritische Temperatur	Tc	285–288 °C
Kritischer Druck	pc	2,90 MPa
Viskosität	η	76 mPa·s (20 °C)
Wärmeleitfähigkeit	λ	0,139 W·m−1·K−1
Linearer Ausdehnungskoeffizient	α	0,00125 K−1
Schmelzenthalpie	ΔFH	13,6 kJ·mol−1 69,4 kJ·kg−1	am Schmelzpunkt
Verdampfungsenthalpie	ΔVH	37,2 kJ·mol−1 190 kJ·kg−1	am Normaldrucksiedepunkt
Brechungsindex	nD22	1,518

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Untersuchungen mittels Röntgendiffraktometrie bei −100 °C zeigten, dass das Molekül eine trigonal bipyrimidale Struktur besitzt.^[10][11] Die Verbindung ist vollständig mischbar mit Petrolether, n-Hexan, Benzol, n-Pentanol und anderen höheren Alkoholen, Diethylether, Aceton, Essigsäure und Ethylacetat.^[2]

Chemische Eigenschaften

Eisenpentacarbonyl reagiert bei Raumtemperatur nicht mit Luftsauerstoff.^[10] Die Verbindung ist gegenüber Wasser und schwachen bzw. verdünnten Säuren stabil. Mit konzentrierten Säuren werden die korrespondierenden Salze unter Freisetzung von Kohlenmonoxid und Wasserstoff gebildet. Aus den Reaktionen mit Halogenen resultieren die entsprechenden Eisenhalogenide.^[2] Die Verbindung wirkt gegenüber organischen Verbindungen als Reduktionsmittel. So können Nitroaromaten zu Anilinen oder Ketone zu Alkoholen reduziert werden. Die Hiebersche Basenreaktion führt zu Eisencarbonylsalzen, wie Natriumtetracarbonylferrat, die ebenfalls starke Reduktionsmittel darstellen.^[2]

${\displaystyle \mathrm {Fe(CO)_{5}\ +4\,NaOH\ \longrightarrow \ Na_{2}Fe(CO)_{4}+Na_{2}CO_{3}+2\,H_{2}O} }$

Die Photolyse der reinen Verbindung oder ihrer Lösungen ergibt das Dieisennonacarbonyl.^[2] Diese Reaktion erfolgt auch bei Einwirkung von Licht im sichtbaren Spektralbereich, sodass Dieisennonacarbonyl als Verunreinigung bei Einwirkung von Tageslicht gebildet werden kann.^[10]

${\displaystyle \mathrm {2\,Fe(CO)_{5}\ {\xrightarrow {h\nu }}\ Fe_{2}(CO)_{9}+CO} }$

Sicherheitstechnische Kenngrößen

Eisenpentacarbonyl bildet leicht entzündliche Dampf-Luft-Gemische. Die Verbindung hat einen Flammpunkt von −15 °C.^[1] Der Explosionsbereich liegt zwischen 3,7 Vol.‑% als unterer Explosionsgrenze (UEG) und 12,5 Vol.‑% als oberer Explosionsgrenze (OEG).^[1] Die Zündtemperatur beträgt 55 °C.^[1]