Платиновые металлы поглощение газов

Платиновые металлы соединений с водородом не дают. В тонкораздробленном состоянии у них очень сильно выражена способность сорбировать (поглощать) водород. Растворы водорода изучены только для платины и палладия. Последний поглощает очень большие объемы водорода, в связи с чем происходит значительное уменьшение плотности. Так, например, у палладия, поглотившего 936 объемов водорода на I объем металла, плотность снижается с 12,38 до 11,79 г см . Поглощение водорода и других газов палладием используют в вакуумной технике (геттер). С увеличением объема палладия за счет поглощенного водорода ухудшаются его механические свойства. Поглощенный палладием водород удаляется в вакууме при нагреве до 200° С. [c.144]

Характерным свойством платиновых металлов является способность абсорбировать на поверхности некоторые газы, особенно водород. Склонность к абсорбции значительно возрастает у металлов, находящихся в мелкораздробленном и коллоидном состояниях. Наибольшая способность к абсорбции водорода присуща палладию I объем палладия при комнатной температуре может поглотить 350—850 объемов водорода. При поглощении определенного объема водорода кристаллическая решетка палладия расширяется, так как образуются твердые растворы водорода в металле. Абсорбционная способность по отношению к водороду убывает в ряду иридий, родий, платина, рутений, осмий. Абсорбированный водород легче всего удаляется из палладия, труднее — из платины и иридия. Платина (особенно платиновая чернь) довольно сильно поглощает кислород 100 объемов кислорода на 1 объем платиновой черни . Палладий и другие платиновые металлы поглощают кислород значительно меньше. [c.9]

Все металлы платиновой группы поглощают водород и кислород особенно большой поглотительной способностью обладает Pd (1 объем Pd поглощает >900 объемов Hg). Поглощенные газы имеют повышенную активность. [c.405]

Свойства платиновых металлов. Платиновые металлы в свободном виде — серебристо-белые или серые металлы, очень тугоплавкие и малолетучие. По плотности их можно разделить на две группы рутений, родий и палладий характеризуются плотностя ьч - 12 г/см , а осмий, иридий и платина имеют плотность почти в 2 раза больше ( 22,5 г/см ). Палладий и платина хорошо поддаются механической обработке, тогда как остальные металлы платиновой группы более тверды и хрупки. Для большинства платиновых элементов характерна способность поглощать различные газы, в частности водород. Меньше других поглощает водород осмий (в компактном состоянии он практически не поглощает). Очень хорошо поглощает водород палладий один его обьем способен при нормальной те.мпера-туре поглотить более 700 объемов водорода. При этом палладий заметно вспучивается, становится хрупки.м и покрывается трещинами. Поглощенный водород может быть полностью выделен из палладия путем нагревания в вакууме до 100 С. [c.400]

Тугоплавкость, химическая инертность, способность к поглощению различных газов, твердость, высокая отражательная способность определили за платиновыми металлами различные области их применения в народном хозяйстве. [c.217]

Метод, разработанный Грубером [88], основан на специфической необратимой адсорбции окнси углерода на поверхности металлов при комнатной температуре. Поверхность образца металла вначале освобождалась от хемосорбированной окиси нагреванием при 500° в токе водорода в течение 2 нас, после этого образец охлаждался до 25° в токе гелия и в поток гелия вводили импульс окиси углерода. Смесь газов дважды проходила через катарометр до и после слоя образца. На ленте самописца вычерчивались два пика площади под пиками соответствовали количеству СО до и после адсорбции. Из разности площадей двух пиков вычислялось количество адсорбированной СО. Грубер изучил влияние температуры, размера частиц, скорости потока и количества введенной СО на результаты исследования платиновых катализаторов, в которых площадь поверхности металла на поверхности окиси алюминия составляла 1% всей площади поверхности. Экспериментальная ошибка в определении поглощения СО составляла 5%. [c.386]

Чтобы увеличить поверхность соприкосновения металла х водородом, платиновую пластинку покрывают слоем губчатой платины (чернью). Такую платинированную платиновую пластинку погружают наполовину в раствор кислоты (обычно серной), через который пропускают струю газообразного водорода. Платиновая пластинка играет роль растворителя водорода. Насыщенная водородом платиновая пластинка представляет как бы сплав газа с платиной, действующий как менее благородная составная часть (в данном случае как поглощенный водород). [c.218]

К гетерогенным каталитическим процессам следует отнести любую реакцию гидрирования органических соединений с участием платиновых металлов и других -элементов, которые образуют отдельную фазу. Одним из значительных достоинств гетерогенного катализа является отсутствие необходимости отделять продукты реакции от катализатора после завершения процесса. В гетерогенном катализе наличие границы раздела фаз обусловливает поглощение реагирующих веществ (газов, растворов) твердыми телами. Это явление (лат. зогЬео — поглощение получило общее название сорбции. Сорбция включает процессы абсорбции и адсорбции. При абсорбции поглощение вещества происходит во всем объеме поглотителя при этом могут образоваться твердые растворы внедрения (например, при поглощении водорода переходными металлами). При адсорбции характерно поглощение газообразных или растворенных веществ поверхностью твердого тела (сорбента-носителя, катализатора). [c.181]

Водород, полученный из водяного газа, содержит заметные количества-прнмесей оксида углерода, диоксида углерода, кислорода и азота, а иногда также АзНз и Ре(СО)в. Для поглощения диоксида углерода применяют гидроксид калия или натронную известь АзНз поглощают насыщенным раствором перманганата калия в присутствии избытка твердого КМпО . Для удаления кислорода газ пропускают, как это описано выше, над нагретой медьЮ или раскаленным докрасна платинированным асбестом (способ получения последнего описан в разделе Платиновые металлы , ч. II, гл. 29), причем одновременно происходит термическое разложение Ре(СО)б. Оксид углерода удаляется при пропускании газа через восстановленный В7 5-катализатор (см. выше), а также путем вымораживания жидким азотом. Вообще для получения очень чистого водорода следует по возможности исходить из электролитического водорода. [c.147]

Фотоактивности адсорбционных катализаторов отвечает также специфичность их люминесцентных и отражательных свойств. В работах [22,70] было найдено, что нанесение небольших количеств 10 монослоя) платины на силикагель и алюмогель резко снижает их отражательную и люминесцентную способность. Это тушащее действие зависит от природы металла и носителя, например для платины оно в 20 раз сильней, чем для серебра. Наиболее сильное тушение малыми дозами нанесенной платины происходит на носителях типа диэлектриков — на алюмогеле, сернокислом барие, двуокиси циркония и менее эффективно на полупроводниковых носителях, что соответствует найденному ряду фоточувствительности адсорбционных катализаторов. Эти центры высвечивания (они же центры люминесценции) представляют ловушки энергии, в которых поглощенная энергия излучается в виде световых квантов без значительной растраты на тепловые колебания. Чтобы прощупать более глубокие слои носителя и состояние его электронного газа, автором с Крыловой [55] были развиты исследования адсорбционных катализаторов методом экзоэлектронной эмиссии [71—75], вызывавшейся обработкой катализатора рентгеновыми лучами или бомбардировкой электронами с энергией в несколько киловольт. Экзоэлектронная эмиссия (эффект Крамера) представляет последствие такой обработки образцов и выражается в низкотемпературном доричардсоновском испускании электронов их поверхностью. Изучение экзоэлектронной эмиссии с пустого носителя и носителя, заполненного в той или иной степени атомами катализатора, позволяет охарактеризовать степень влияния электронного газа носителей различной природы на активность нанесенного металла и обратно — влияния этого металла на экзоэлектронную активность носителя. Было найдено, что концентрация и состояние электронного газа на разных носителях при разных степенях заполнения поверхности платиной сильно отлично. Однако это единообразно не сказывается на катализе. Следовательно, электронный газ носителя, в который погружены атомные, например платиновые, активные центры, определенным образом не сказывается [c.35]

Например, согласно [253], цинк начинает окислять водород только после длительной выдержки в реакционной смеси. Так же медленно устанавливается стационарная каталитическая активность меди. Скорость окисления водорода на Ре, Со, N1 особенно резко зависит от состава реакционной смеси при повышении концентрации кислорода скорость окисления водорода заметно падает, хотя фаза окислов, в отличие от таких металлов, как 2п, Т1, V, Сг, Мп, здесь не образуется. Подобные изменения активности металлов при варьировании концентраций реагирующих веществ, так же как и гистерезисные явления при окислении водорода на платине и некоторых других металлах, связаны, очевидно, с поглощением реактантов катализаторами [264]. Например, уменьшение скорости окисления водорода на никеле сопровождается изменением порядка по кислороду от первого к нулевому, что сеи-детельствует о насыщении поверхности катализатора кислородом. Именно это обратимое насыщение поверхности слоя контакта и обусловливает столь резкий спад активности (у N1 и Ре — в 12,5 раза, у Со — в 3,4 раза). В зависимости от природы металла этот спад наступает при разных концентрациях кислорода в смеси (для массивных Ре, N1, Со — при 0,06 0,1 0,3% соответственно). Существенное значение имеет также и структура катализатора. Например, на пористом катализаторе, содержащем 40—70% N1, падение скорости окисления водорода не наблюдается даже при концентрации кислорода 2,5% и температуре 40° С [297]. Это обусловлено протеканием реакции на пористых контактах в данных условиях во внешнедиффузионной области, исключающей насыщение поверхности катализатора кислородом. Несмотря на то что реакция взаимодействия кислорода с водородом в избытке последнего хорошо протекает при комнатной температуре на ряде контактов, для очистки водородсодержащих газов от примеси кислорода наиболее широко применяются никелевые катализаторы. Это связано, с одной стороны, с тем, что никель намного (на 3 порядка) активнее С03О4, а с другой — с тем, что он лишь в 5—6 раз менее активен, чем дорогие и дефицитные платина и палладий [296]. В отличие от металлов подгруппы железа, платина и палладий эффективно окисляют водород и в его стехиометрической смеси с кислородом [295]. В избытке же кислорода проявляется различие между этими металлами. Активность палладия падает с ростом концентрации кислорода, в то время как скорость окисления водорода на платине до 25 % -го избытка кислорода даже растет. Поэтому для низкотемпературной очистки инертных газов от примеси кислорода, когда в очищаемую смесь добавляется практически стехиометрическое количество водорода, целесообразно использовать палладиевый катализатор, а для очистки кислорода от водорода пригодны только платиновые контакты [296]. [c.245]

Импульсный метод с применением в качестве адсорбата был спользован для оценки величины адсорбции и дисперсност несенной пластины, никеля и иридия Однако применение водород наиболее часто используемого в статических методах, осложняется в условиях хроматографических опытов двумя обстоятельствами. Первое состоит в том, что водород адсорбируется на этих металлах обратимо и необратимо с различной прочностью связи с поверхностью, поэтому возникает необходимость в оценке обеих адсорбированных форм. Величина необратимо адсорбированного водорода может быть определена по количеству поглощенных порций водорода. Точный учет небольшой по величине обратимой адсорбции водорода не всегда возможен, особенно При медленной десорбции, когда концентрация выделяющегося с катализатора и поступающего в газ-носитель водорода может оказаться за пределами чувствительности детектора. Грубер и Хаузен оценили общую величину адсорбции водорода на платиновом катализаторе при 60 —370° С суммированием количества необратимо связанного водорода и обратимо адсорбированного, рассчитанного из растянутой границы хроматограммы. Второе затруднение связано с тем, что в импульсном методе удобно работать с небольшими порциями адсорбата (менее I см ), обеспечивающими линейную зависимость сигнала катарометра от концентрации, которая соответствует парциальному давлению 5— 10 лж рт. ст., в то время как для достижения монослойного покрытия поверхности металла водородом часто необходимы значительно большие давления. Поэтому для вычисления поверхности нанесенного металла приходится применять довольно далекую экстраполяцию величин адсорбции в область высоких давлений . Учитывая, что водород для некоторых металлов, является наиболее подходящим адсорбатом, необходимы дальнейшие исследования по выбору оптимальных условий проведения экспериментов, обеспечивающих максимальную точность измерений его адсорбции импульсным методом. [c.218]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология