Нитриды железа активность

Железо, кобальт, никель — металлы средней химической активности. В отсутствие влаги они не реагируют даже с активными металлоидами. При нагревании взаимодействие этих металлов с металлоидами (О2, 5, СЬ, Вгг) протекает энергично. С азотом все три металла не взаимодействуют. Нитриды получают при воздействии на порошки этих металлов газообразным ЫНз. Ре, Со, особенно N 1 при повышенных температурах поглощают значительное количество водорода. Выделенные из соединений в состоянии мелкодисперсных порошков Ре, Со, N1 обладают пирофорными свойствами — самовоспламеняются на воздухе при обычной температуре. [c.543]

Азотирование стали производят при температуре 500— 600° С в среде активного атомарного азота, который получается при диссоциации некоторых соединений, например аммиака, подаваемого непрерывно в ходе процесса в рабочее пространство печи. Атомарный азот в момент образования обладает большой химической активностью и, диффундируя в сталь, образует нитриды железа и других элементов. Однако нитриды железа — соединения непрочные, поэтому для азотирования применяют стали, легированные алюминием, хромом и молибденом, которые образуют прочные карбиды, в результате чего азотированный слой приобретает высокую твердость. Глубина и твердость азотированного слоя зависят от состава стали, температуры и продолжительности процесса и степени диссоциации аммиака. Азотированию подвергают также изделия из серого чугуна. Азотирование обычно проводят в электрических печах периодического действия шахтного или камерного типа. [c.292]

По отношению к реакциям синтеза на базе окиси углерода карбиды и в еще большей степени—нитриды железа активнее металлического железа. Карбиды кобальта и никеля малоактивны [280]. [c.730]

Аналогично при малых давлениях активности железа и нитрида железа будут меняться так слабо из-за малых значений их объемов по сравнению с изменением парциального давления (или более точно — парциальной летучести) азота, что их учет в выражении для К практически не повлияет на определение равновесного состава. [c.120]

Обычно легирующие элементы, имеющие большое сродство к азоту, уменьшают коэффициент его активности в железе (ен <С0), элементы же, не образующие прочных нитридов, наоборот, повышают /ы(еы>0)- Такие элементы, как [c.123]

Таким образом, ири высоком давлении, используя реакцию (I), необходимо учитывать изменения активности и летучести всех трех веществ железа, азота и нитрида железа, поскольку объемы и сжимаемости их в таких условиях близки друг к другу. [c.121]

Здесь величина 6 характеризует долю железа, находящегося в активной зоне катализатора в металлическом состоянии (свободное железо, карбид или нитрид железа). В этой зоне одновременно протекают окисление железа реакционной водой и обратная реакция — восстановление оксида железа оксидом углерода до металла. [c.274]

В предыдущей главе обсуждались химические процессы, протекающие в пробе за время возбуждения спектров. Химические взаимодействия между разрядными кратерами, их окружением и газовой атмосферой также очень важны, хотя еще недостаточно ясны. Материал электродов и газ взаимодействуют по окислительно-восстановительному механизму. Направление и скорость этих процессов определяются активностью взаимодействующих элементов и разностью между ними. Например, углерод является наиболее энергичным восстановителем, далее следуют алюминий, железо и медь. Диоксид углерода восстанавливается углеродом и алюминием, а медь и железо плохо реагируют с ним. Поэтому диоксид углерода можно использовать в качестве защитного газа для последних элементов. В азоте углерод и железо проявляют себя как восстановители, образуя в качестве продуктов реакции дициан и нитрид железа (И). На разрядной поверхности алюминиевых, медных и железных электродов на воздухе образуются соответствующие оксиды (а не нитриды) [2]. Водород действует как восстановитель, а во многих случаях (например, по отношению к Си, Ре и др.) — как инертный газ. Благородные газы инертны для всех элементов без исключений. [c.249]

В работе [425] предполагалось, что при разложении нитрида железа в условиях реакции разложения аммиака образующийся азот мигрирует на более активные места поверхности катализатора, откуда десорбируется. Тогда при обращении процесса следовало бы считать, что в синтезе аммиака происходит миграция азота на менее активные участки, что мало вероятно. [c.230]

Выразим химический потенциал азота через летучесть азота, а химические потенциалы железа и нитрида железа через активности этих веществ [c.336]

Избирательность действия карбонизированных железных катализаторов подобна избирательности соответствующих восстановленных катализаторов. Нитриды железа обычно более активны, чем восстановленные или карбонизированные катализаторы, и отличаются также по избирательности их действия. [c.270]

Активность и избирательность действия нитридов железа [c.270]

Наиболее прочными среди соединений этого типа являются нитриды, но и для их образования из элементов требуется первоначальное нагревание до высоких температур (300—400 для активных металлов и 1000—1200" для железа и титана). [c.79]

Заметим, что параметр взаимодействия хрома — отрицательная величина и присутствие хрома уменьшает коэффициент активности азота, который меньше единицы. Соответственно увеличивается равновесная концентрация. Для никеля, наоборот, параметр взаимодействия положителен, а коэффициент активности Вообще легирующие элементы, имеющие большее сродство к азоту, чем железо, уменьшают /n, а элементы, не образующие прочных нитридов, наоборот, повышают fN- Такая же закономерность наблюдается и во влиянии легирующих элементов на активность углерода как в расплавленном железе, так и в аустените. [c.100]

Андерсон, Шульц, Зелнгман, Холл и Сторч [74] изучили поведение нитридов железа, взятых в качестве катализаторов для синтеза углеводородов. s-Фаза нитридов, кристаллическая структура которых подобна структуре гексагонального карбида железа, РегС, оказывает такое же благоприятное влияние на каталитическую активность. Нитриды постепенно превращаются в соответствующие углеродистые соединения. Нитридные катализаторы более устойчивы по отношению к окислению и к образованию свободного углерода. Эти факторы могут иметь значение для удлинения срока службы указанных катализаторов [75а]. [c.230]

Нитриды d-элементов имеют типичный состав MeN (S N, TiN, VN, rN и др.) и представляют собой металлоподобные соединения с преимущественно металлической связью. Все они твердые непрозрачные вещества, тугоплавки, химически мало активны. Нитриды железа Fe4N, Fe3N образуются при азотировании стали и придают ей твердость, устойчивость к износу и коррозионную стойкость. Нитриды NbN и TaN не растворяются даже в царской водке и имеют температуру плавления около 3000 °С. [c.342]

Вторая часть статьи посвящена использованию нитридов железа как катализаторов реакции Фишера — Тропша, причем активность и избирательность действия нитридных катализаторов сопоставлены с этими же свойствами восстановленных и индуцированных катализаторов. Кроме того, ниже будут рассмотрены изменение нитридных катализаторов в процессе синтеза, а также возможность их промышленного использования. [c.259]

Описание этих структур в виде плотнейших упаковок галогенных или халькогенидных ионов является, с одной стороны, удобным, а с другой — довольно правдоподобным для октаэдрических структур (т. 1, разд. 4.2), поскольку в большинстве случаев эти ионы значительно больше по размеру, чем ионы металлов. Возможен и другой предельный случай, когда в структурах соединений металлов с неметаллами атомы неметалла небольших размеров занимают пустоты между атомами металла, расположенными по принципу плотнейшей упаковки. По причинам структурного порядка более удобно строение гидридов (т, 2, разд. 8.2) и боридов (разд. 24.4) рассматривать отдельно. У боридов важной особенностью многих структур является наличие связей В—В по составу и строению бориды обычно сильно отличаются от карбидов и нитридов. Строение карбидов ШС2 было описано в гл. 22. В структурах аСо и ТЬСг атомы углерода присутствуют в виде ионов 2 . Несмотря на то что этп структуры можно рассматривать и как КПУ атомов металла с иоиами С2 в октаэдрических пустотах, все же имеется существенное отклонение от кубической симметрии благодаря крупному размеру и несферической форме ионов С2 , так что эти карбиды не относят к соединениям внедрения. Совместно с карбидами и нитридами со структурой фаз внедрения иногда рассматривают некоторые оксиды, о которых будет сказано ниже. Поскольку карбиды и нитриды железа намного активнее химически, чем другие описанные здесь соединеиия, и отличаются от них строением, удобно рассматривать их отдельно. [c.495]

РегС (карбид Хегга) РегС нитрид железа 7.8—21,4 бар, активность карбидов и нитридов выше активности металлического железа [280] [c.738]

В начале XX в. теория промежуточных соединений завоевала большую популярность. Ее активным пропагандистом стал французский ученый Сабатье. В те времена, если и не удавалось обнаружить промежуточное соединение, все равно предполагалось, что оно существует. Однако в лабораториях накапливались данные, которые трудно было объяснить с точки зрения этой концепции. Одновременно развивалась другая область науки — кинетика, занимающаяся изучением скоростей химических реакций. Оказалось, что скорости paзлoнieния промежуточных продуктов и образования основных не сравнимы между собой. Разложение промежуточного продукта нитрида железа идет гораздо медленнее, чем синтез аммиака на том же контакте. Для беспрепятственного течения реакции образования ам,миака необходимо, чтобы скорость разложения нитрида железа была больше скорости основной реакции. На основе этих данных был сделан вывод, что нитрид железа не может быть промежуточным про-дуктом С1штеза. [c.70]

Адсорбция азота. Обычное железо и катализаторы синтеза аммиака не реагируют с азотом. Ранее приводившиеся в литературе утверждения об образовании нитридов железа под действием азота оказались ошибочными. Азот адсорбируется на катализаторах обычным образомпри низких температурах наблюдается физическая адсорбция, при более высоких (выше 100°) —хемосорбция значительно меньших количеств азота. Характер изменения хемосорбции такой же, как изменения активности. Например, при 400° и 1 ат. адсорбция азота на высокоактивном катализаторе протекает в 20 и более раз быстрее, чем на катализаторе, состоящем из чистого железа. По достижении состояния равновесия количество азота, адсорбированного активным катализатором, почти в 9 раз больше. Количество адсорбированного азота невелико, при атмосферном давлении оно составляет 8,2 мл на 10 мл высокоактивного катализатора, под давлением 50 ат увеличивается более чем в 2,5 раза. [c.501]

Существование нитридов железа может служить доказательством того, что хемосорбция азота на поверхности катализаторов вызывает разрушение молекул N2 и образование в активных центрах нитрида. Такого рода реакция возможна как пер-зая ступень синтеза аммиака. Этот вывод подтверледают некоторые экспериментальные данные , показывающие, что азот н водород из их смеси адсорбируются интенсивнее, чем каждый из этих газов в отдельности, в чистом виде. Особенно увеличивается при этом адсорбция водорода. При 350° и давлении выше 20 ат наблюдалась трехступенчатая адсорбция водорода (1 I, 2 1, 3 1 по отношению к азоту), что могло бы соответствовать Последовательно му образованию иа поверхности катализатора комплексов, содержащих группы =МН, —ЫН9 и МНз. [c.503]

В некоторых случаях поверхность изделия или детали допжна обладать механическими свойствами, отличными от свойств в ее массе. Например, автомобильная ось должна иметь твердую поверхность, хорошо сопротивляющуюся истиранию, и в то же время не быть хрупкой, т. е. обладать известной упругостью во избежание поломок при толчках. В таких случаях применяется х и м и -к о.терм и чес кая обработка стали. При химико-термической обработке поверх1гость изделия насыщается углеродом, азотом нли некоторыми другими элементами, что достигается диффузией элемента из внешней среды при повышенных температурах. Насыщение углеродом, или цементация, осуществляется нагреванием изделия в атмосфере СО, СН или в массе активного угля. Прн этом поверхностный слой стали глубиной 0,5—2 мм приобретает большую твердость и прочность, тогда как остальная масса стали остается вязкой и упругой. При азотировании стали, т. е. насыщении ее поверхности азотом, изделие подвергают длительному нагреванию в атмосфере аммиака при 500— 600 °С. Азотированная сталь обладает еще большей твердостью, чем цементированная, вследствие образования в поверхностном слое нитридов железа. Она вы-держ11вает иагреваиис до 500 °С, не теряя своей твердости. [c.664]

Перед синтезом осажденные железо-медные катализаторы обычно обрабатывают На, СО, МНз или смесями СО Ц-На- Предварительная обработка не оказывает влияния на активность катализаторов, однако существенно сказывается на селективности, стабильности и на продолжительности разработки [10, 83, 84]. В зависимости от продолжительности нагревания катализаторов в токе водорода при 230—250° С окислы железа либо почти полностью восстанавливаются до металла, либо до ГеО и соединений типа шпинелей РеО-ЕеаОз, СиО-ГеаОз, М 0-Геа0з, МпО-РеаОз [61, 85]. При обработке окисью углерода или смесью СО На образуется магнетит и карбид Хэгга, а при обработке аммиаком — магнетит и нитриды железа [80]. По сравнению с катализаторами, восстановленными смесью СО -[-На, катализаторы, обработанные водородом и особенно аммиаком, способствуют образованию продуктов более низкого молекулярного веса со значительным содержанием спиртов. Однако обработка смесью СО+Нг снижает чувствительность катализаторов к отравляющему воздействию сернистых соединений [86]. Азотированные катализаторы более стабильны, чем восстановленные водородом или смесью СО -[-Нг- Чем больше содержание щелочи и меньше меди, тем выше температура и больше продолжительность восстановления [83]. Присутствие СОа и особенно паров НаО приводит к снижению активности железо-медных катализаторов. После восстановления поверхность. [c.12]

Основные исследовательские работы. Некоторые исследовательские лаборатории в Германии занимались независимо друг от друга основными вопросами в области активности катализаторов, используемых для синтеза углеводородов. Шейерман (I. G.) [47] сообщил относительно рентгенографических исследований железных катализаторов. Тщательно восстановленные плавленые железные катализаторы, применявшиеся для проведения синтезов при средних давлениях, содержали гексагональный карбид железа (РегС), идентифицированный ранее Халле (I. G. Oppau). Структура этого карбида имеет большое сходство со структурой нитрида железа (РегН). Гексагональный карбид железа нестоек. При более высоких температурах он может быть, согласно данным Хербста (I. G.), превращен в карбид Хэгга, РегС [48]. Оба карбида идентичны с карбидами РегС, идентифицированными Пихлером и Меркелем [49] в железных осажденных катализаторах с помощью [c.221]

Для получения нитридов наиболее пригоден аммиак, который nqpeA азотом имеет некоторые преимущества. В молекуле аммиака химическая связь непрочная, и при нагревании наблюдается его разложение, которое ускоряется на поверхности металлов. Выделяющийся атомный азот активен, поэтому реакции образования нитридов идут при более низких температурах, по сравнению с реакциями, идущими с азотом. Атомный BOAqpoA восстанавливает оксидные пленки на металлах, которые ме-щают получению чистых нитридов. Небольшое количество кислорода или паров воды в аммиаке не мешает получению чистых нитридов, если исходные металлы (медь, железо, кобальт, никель и т. д.) не обладают большой активностью к кислороду. Активные металлы (магний, кальций, алюминий и т. д.) соединяются даже со следами кислорода, поэтому нитриды загрязняются оксидами. Если при нитровании использовать азот, то следы кислорода или паров воды будут переводить металлы или неметаллы в оксиды даже при небольшом сродстве к кислороду. Для получения нитридов с использованием аммиака применяют установку, изображенную на рисунке 19. [c.50]

Химические свойства. Железо является металлом со средней восстановительной активностью. При окислении его слабыми окислителями получаются производные двухвалентного железа сильные окислители переводят его в трехвалентное состояние. Эти два валентных состояния являются наиболее устойчивыми, хотя известны соединения железа с валентностью 1, 4 и 6. Являясь аналогом рутения и осмия (аналогия по подгруппе), железо имеет также много сходного с кобальтом и никелем (аналогия по периоду). При определенных условиях оно вступает в реакции почти со всеми неметаллами. При невысоких температурах (до 200° С) железо в атмосфере сухого воздуха покрывается тончайшей оксидной пленкой, предохраняющей металл от дальнейшего окисления. При высокой температуре оно сгорает в атмосфере кислорода с образованием Fe Oi. Во влажном воздухе и кислороде окисление идет с получением ржавчины 2Fe20a HgO. Галогены активно окисляют железо с образованием галидов FeHlgj или FeHlgg (иодид железа (III) не образуется). При нагревании железо соединяется с серой и селеном, образуя сульфиды и селениды. В реакциях с азотом и фосфором получаются нитриды и фосфиды в случае малых концентраций азота образуются твердые растворы внедрения. Нагревание с достаточным количеством [c.348]

Восстановительная активность этих металлов растет с уменьшением порядкового номера. Однако, благодаря устойчивой оксидной пленке, только хром является пассивным металлом в широком интервале температур. Молибден и вольфрам начинают окисляться на воздухе при 250—400° С. При 500° С быстро образуется желтого цвета оксид WO3, а при 600°—М0О3. Оксиды летучи (особенно МоОд), пленки их на металлах незащитные. Использование изделий из этих металлов при высокой температуре требует создания водородной или инертной среды. Хром окисляется при нагревании только в виде порошка. Сплавы железа с хромом (и никелем) нержавеющие. Молибден и вольфрам поглощают водород только при 1200° С и выше, а при охлаждении его содержание в металлах уменьшается. Хром с водородом образует неустойчивые гидриды СгН и СгНз, разлагающиеся при нагревании. Эги металлы не реагируют со ртутью и не образуют амальгам. При нагревании с углеродом и углеводородами до 1200— 1400°С образуются карбиды W2 , W , Moj , МоС (являющиеся фазами переменного состава) и различные карбиды хрома. Все три металла образуют силициды, бориды, сульфиды, фосфиды, нитриды различного состава. Нитриды весьма тверды, но не очень химически устойчивы, кар.1иды же в обычных условиях довольно устойчивы. [c.336]