Водород внедрение в металлы

СТОЙЧИВЫЙ гидрид РеН, образующийся в условиях сильной радиации. Тем не менее с водородом эти металлы образуют твердые растворы внедрения, концентрация водорода в которых зависит от фазовых превращений водород значительно растворяется в жидких металлах (N1), причем с повышением температуры его растворимость сначала растет, а затем падает, приближаясь к нулю при температуре кипения. На рис. 183 приведены изобары растворимости для железа и никеля. [c.368]

Предотвращение коррозии аппаратуры и оборудования. Характерной особенностью эксплуатации установок каталитичеокого риформинга и гидроочистки является наличие коррозионных процессов. В результате коррозии происходят расслоение металла аппаратуры и образование пузырей. Эти разрушения обусловлены наводороживанием в результате электрохимической сероводородной коррозии. Именно наличие в аппаратах водной фазы, содержащей сероводород, является необходимым условием коррозии с восстановлением ионов водорода и последующим внедрением атомарного водорода в металл.-Атомарный водород образуется вследствие реакции между железом и водой [c.199]

По-видимому, диполи первого типа образуются в результате внедрения водорода в решетку платины. При этом водород внедряется в виде протона, а поверхностный слой платины за счет его электрона приобретает некоторый отрицательный заряд. Диполи второго типа, появляющиеся при больших покрытиях, образуются вследствие того, что электроны оттягиваются от атомов водорода к металлу. Как видно из рнс. 42, на родии образуются только диполи первого типа, обращенные отрицательными концами к раствору. [c.79]

Однако в ряде случаев для правильного выбора материала аппаратуры этих характеристик недостаточно, особенно когда компоненты среды, насыщая объем или поверхность металла, оказывают значительное влияние на его механические свойства (пластичность, способность к хрупкому разрушению и др.). Например, в средах, содержащих водород, скорость коррозии часто близка к нулю, но прочность металла может резко снизиться вследствие внедрения водорода в кристаллическую решетку. Растворимость водорода в металле, а соответственно и прочность последнего, зависит от многих факторов — таких, как уровень и концентрация напряжений, режим термообработки, парциальное давление водорода, температура и др. [c.81]

К металлоподобным относят Г. переходных металлов и РЗЭ. Формально такие соед. могут рассматриваться как фазы внедрения водорода в металл. Их образованию всегда предшествует адсорбция Н2 на пов-сти металла. [c.552]

Внедрение водорода в тетраэдрические или октаэдрические дырки в структуре металла нередко разительно изменяет его свойства. Например, катодная зарядка ванадиевой проволоки приводит к внедрению в нее водорода в результате электродной реакции Н -> H . Большая часть образующегося атомарного водорода выделяется в виде Hj, однако некоторое количество атомарного водорода просачивается в октаэдрические дырки металла и вызывает его разбухание. Если на поверхности стального шарика от шарикоподшипника сделать насечки, а затем опустить его в разбавленный раствор НС1, шарик взрывается. Очевидно, это происходит в результате того, что напряжения, обусловленные нарушением поверхности и внедрением атомарного водорода внутрь металла, превышают его механическую прочность. Описанное явление называется водородным охрупчиванием и может проявляться не только сразу же после обработки, но и спустя большое время. [c.396]

Отношение к элементарным окислителям- Г и д р и д ы для металлов семейства железа не получены, так как их химическая активность слишком мала. Только для железа известен крайне неустойчивый гидрид FeH, образующийся в условиях сильной радиации. Тем не менее с водородом эти металлы образуют твердые растворы внедрения, концентрация водорода в которых зависит от фазовых превращений водород растворяется значительно в жидких- металлах (Ni), причем с повышением температуры его растворимость сначала растет, а затем падает, приближаясь к нулю при температуре кипения. На рис. 168 приведены изобары растворимости для железа и никеля. [c.368]

Рассмотрим задачу об энергетическом спектре атома водорода, внедренного в металл. Пренебрегая кристаллическим потенциалом и считая, что он целиком экранируется электронами проводимости металла, запишем эффективное уравнение Шредингера в виде [c.65]

При катодной поляризации стального катода в щ,елочах с высокими плотностями тока наблюдается повышение потенциала катода со временем [8, 32, 115]. Внедрение атомов водорода в металл катода наблюдалось только в случае, когда в растворе или в н елезном катоде присутствовали примеси [116—119]. В некоторых работах [c.255]

Несомненно, что причиной увеличения параметра решетки палладия на 3,5% во втором случае мог быть только водород, внедренный внутрь металла. Известно, что водород растворяется в металлах в атомарном состоянии и что он входит именно в решетку, а не располагается по межкристаллитным границам. Приведенные рентгенограммы не только это подтверждают, но и свидетельствуют, что водород располагается в решетке палладия правильным образом, ибо иначе при исследованных здесь больших углах рассеяния наблюдался бы сильный фон, чего на самом деле нет. Это заключение находится в согласии с результатами нейтронографических исследований системы Р(1—Н, где были найдены стехиометрические соединения [48]. Возможно, впрочем, что в нашем опыте с водородом, выделенным на катоде, гидрид был не тот, который рассматривался в упомянутой работе, где водород поглощался палладием из газовой фазы. Однако это не меняет того вывода, что водород, по крайней мере в данном случае, только расширяет решетку, а другие включения приводят к уменьшению упорядоченности и даже к полной аморфизации вещества. В дальнейшем такие случаи будут рассмотрены подробнее. [c.137]

Полагают, что при поглощении водорода металлами атомный водород в некоторой степени восполняет дефицит электронов на внутренних электронных оболочках атомов переходных металлов. Именно благодаря обобщению электронов внутренних атомных уровней водород не вступает в химические соединения с рядом металлов (т. е. не взаимодействует с электронами наружных оболочек, а растворяется в металле). В таких случаях речь идет о явлениях окклюзии (внедрения) водорода в металлы. [c.500]

Производственный опыт в СССР и за рубежом показывает, что в результате контакта оборудования с водородосодержащими средами может происходить внедрение водорода в металл. Опасность наводороживания связана с резким снижением прочности и хрупкими разрушениями ответственного оборудования, содержащего ядовитые, огнеопасные и взрывчатые вещества при высоких температурах и давлениях. Наводороживание протекает с одним из двух качественно различных механизмов. [c.3]

Анализ условий работы аппаратов с расслоившимся металлом показал, что коррозионная активность соприкасающихся с ними нефтяных сред обусловлена присутствием воды, содержащей сероводород. Сами же по себе эти нефтепродукты (тяжелые фракции, бензины, различные углеводородные газы) без при.меси фазовой воды и при невысоких температурах (при которых отмечалось коррозионное расслоение нефтеаппаратуры) неагрессивны. Именно наличие содержащей сероводород водной фазы в аппаратах является необходимым условием протекания коррозии с восстановлением ионов водорода и последующим внедрением атомарного водорода в металл. [c.78]

Абсорбция водорода связана с внедрением его в решетку переходного металла, обычно качественно при этом не изменяющуюся, но лишь претерпевающую некоторое расширение. Но при достижении стехиометрических отношений поглощенного водорода к металлу, как правило, появляются гидридные фазы типа внедрения [25—28] со структурой, отличной от структуры для чистого металла, как, например, это имеет место для церия, урана, элементов подгруппы титана и др. [c.13]

Развитие техники работы с изотопами способствовало внедрению точнейших методов определения водорода, основанных на определение радиоактивности [56—58]. Также достигнуты успехи и в области применения спектроскопических методов для определения водорода в металлах [58а, 586], дающих особенно точные результаты при сочетании с методом изотопического уравновешивания [58в]. [c.16]

В металлах этого типа вероятна ионизация водорода Н Н++е и внедрение протонов в кристаллическую решетку. Образуемые гидриды представляют собой твердые растворы водорода в металле. Как показано для никеля [82], водород внедряется в октаэдрические пустоты кристаллической решетки. На границе фаз гидрид никеля — никель возникают значительные напряжения, обуславливающие появление трещин при распаде гидридной фазы. Образование макроскопических вздутий на поверхности железа после продолжительной поляризации наблюдали многие авторы. С наводороживанием связывается наблюдающееся при электролизе разрушение стальных катодов, По данным [83] наводороживание железа приводит к повышению его электросопротивления, а также перенапряжения водорода. [c.47]

Для других систем наводороживание может, по-видимому, играть большую роль при катодной обработке металла в растворе электролита. Так, катодное распыление палладия, по мнению Грэма [271], можно связать именно с поглощением водорода этим металлом. По данным Кудрявцева [210], рассмотренное выше катодное разрушение платины связано не только с внедрением в нее щелочного или щелочноземельного, металла, но частично и с наводороживанием платины. [c.55]

При теоретическом объяснении растворимости водорода в металлах используют модель диссоциации абсорбированных атомов водорода на протоны и электроны . Этой диссоциации предшествует процесс диссоциативной хемнсорбции молекул водорода на поверхности металла. Можно предположить, что в гидридах никеля, палладия и платины (в известной степени прототипах металлических гидридов вообще) освобождающиеся электроны переходят в d-зоны, у которых плотность электронных термов гораздо выше, чем в s-зонах <разд. 36.1.1). Внедренный водород находится преимущественно в виде протонов в октаэдрических пустотах кубической гранецентрированной решетки этих металлов (протонная модель растворения водорода). [c.645]

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]

Металлы, получаемые восстановлением их оксидов водородом, в той или иной степени насыщаются водородом. Во многих случаях образуются фазы внедрения— твердые растворы водорода в металле. При этом поглощается теплота, а растворимость водорода изменяется пропорционально квадрапюму корню из числа, равного значению давления, т. е. увеличивается с гювышением давления. Так ведут себя железо, кобальт, никель, хром, молибден, алюминий, серебро, платина и другие металлы. Водород находится в металле в виде положительно заряженных ионов. [c.15]

Тригидрид церия можно рассматривать как раствор внедрения водорода в металле, в котором атомы водорода занимают все тетраэдрические и октаэдрические пустоты плотнейшей упаковки атомов церия. Размер октаэдрических пустот больше, чем тетраэдрических. Какой тип пустот будет более обогащен дейтерием, если для приготовления тригидрида использовалась смесь протия и дейтерия [c.108]

Карбиды. Карбиды, т. е. соединения металлов с углеродом, делят на несколько классов карбиды, которые представляют собой результат замещения водорода на металл в метане (например AI4 3), карбиды, являющиеся металлическими производными ацетилена (ацетилениды, например карбиды кальция, магния, щелочных металлов, металлов группы меди, цинка и др.), ковалентные карбиды (карбиды кремния и бора) и карбиды, представляющие собой фазы внедрения углеродных атомов в решетку металла. [c.291]

Наличие границы раздела фаз приводит к повышению концентрации вещества у поверхности раздела ио сравнению с объемом. Это явление называется сорбцией. Сорбция твердыми поверхностями включает в себя два основных процесса 1) абсорбция — проникновение сорбируемого вещества в массу сорбента, в некоторых случаях с образованием твердых растворов внедрения (например, водород в металлах) 2) адсорбция — увеличение концентрации вещества на поверхности в результате поглощения его сорбентом. [c.32]

Температурная зависимость процесса растворения водорода в металлах определяется знаком теплового эффекта. Для многих металлов (хром, железо, кобальт, никель, медь, серебро, платина, молибден и др.) ДЯ > О и с повышением температуры растворимость растет. Экзотермически поглощают водород (ДЯ < < 0) титан, цирконий, гафний, ванадий, ниобий, тантал, торий, уран и РЗЭ за счет образования металлидных фаз внедрения. В то же время есть металлы, в которых водород практически не растворяется. Это вольфрам, золото, цинк, кадмий, ртуть, индий. Если при растворении водорода кристаллохимическое строение металла не изменяется, в результате возникают твердые растворы внедрения. При растворении значительного количества водорода, как правило, кристаллохимическое строение металла-растворителя претерпевает изменения. Тогда образуются фазы внедрения. [c.295]

Сульфиды скандия и РЗЭ отвечают валовым составам Э5, ЭгЗу, Эз84, ЭгЗз, ЭЗг- Большинство сульфидов — фазы переменного состава с преобладающим металлическим типом связи. Для многих РЗЭ характерны тугопдавкие моносульфиды, кристаллизующиеся в кубической структуре. В сульфидах Э8 степень окисления РЗЭ +2 чисто формальная, так как при растворении в кислотах они выделяют сероводород и водород. Правильнее считать их фазами внедрения металлов в ЭгЗз. Состав селенидов и теллуридов чаще всего отвечает формулам [c.352]

Помимо образования гидридов вполне определенного состава, водород способен реагировать с металлами с образованием соединений внедрения. Соединения внедрения (см. разд. 22.4) являются нестехиометрическими (другими словами, к ним неприменим закон постоянства состава). В этих соединениях часть свободного пространства между атомами металла или все это пространство занимают маленькие атомы неметалла природа химической связи в соединениях внедрения остается еще далеко не выясненной, и для объяснения их строения пока что не предложено удовлетворительной модели. Однако какова бы ни была природа такой химической связи, она должна быть довольно прочной, поскольку ее образование приводит к некоторому расширению (до 7%) металла и заметному изменению многих его свойств. Среди соединений внедрения наибольшим отношением водорода к металлу характеризуются гидриды тория и церия (ТЬНз и СеНз). В гидриде палладия РёзН количество внедренного водорода изменяется в зависимости от температуры и давления весь водород можно выкачать из металла, поместив его в вакуумную систему. Формулы соединений внедрения всегда соответствуют максимальному содержанию в них водорода, а не тому количеству водорода, которое содержится в образце при конкретных условиях. [c.334]

Полученные результаты могут быть полезны при выборе растворителя для проведения реакций металлокомплексообразования с участием лигандов природных порфиринов. Можно предположить, что наличие специфических л-л-комплексов с бензолом будет препятствовать внедрению металла в реакционную полость порфирина за счет стерических и энергетических факторов. С другой стороны достаточно сильное кислотно-основное взаимодействие электронодонорных молекул пиридина с >МН-группами реакционного центра должно приводить к ослаблению Ы-Н ст-связи и облегчать процесс замещенр1я водорода ионом металла при образовании металлопорфирина. Кроме того, достаточно высокие значения энергии межмолекулярных взаимодействий, выявленные для комплексов НгОР с бензолом и пиридином, позволяют заключить, что величины Аа// , рассчитанные ранее [6] из калориметрических данных для соответствующих металлоаналогов, [c.305]

Другой вариант металлирования, обусловленный направляющим влиянием ацильной группы либо в положении 3, либо в положении 4 пиридинового цикла и проводимый с использованием каталитических количеств комплекса рутения в присугствии алкенов связан с восстановительным вариантом реакции Хека, как показано ниже. Механизм такого превращения включает стадию внедрения металла по связи углерод — водород. Такие процессы не включают образования ионных интермедиатов, поэтому с одинаковой эффективностью применимы к различным гетероциклическим соединениям, например, ктаким, как индол [143]. [c.69]

Исследования по диффузии газов через металлы начались сравнительно давно, но дальнейшее развитие их связано главным образам с внедрением химических проце осов под давлением. Большинстео этих процессо1В связано с применением водорода, который особенно хорошо по. сравнению с другими газами проникает в металлы. Экспериментальна установлено, что скорость диффузии водорода через металлы подчиняется следующему уравнению [c.370]

Учитывая возрастание плотности анодного тока растворения наводорожен-ного металла у острия трещины на порядок и более и внедрение водорода в металл непосредственно вблизи анода (отрицательный днфференц-эффект и возрастание потока водорода через металл при анодной поляризации в хлориде [1.72], следует признать важную роль водорода по крайней мере на некоторых стадиях сложного электрохимического процесса КР (см. ниже). [c.111]

Переходящий в кристаллическую решетку металла водород занимает в ней узлы или располагается между ними и образует твердый раствор. При злектроосаждении металлов образование твердых растворов возможно также в результате непосредственного внедрения протонов в кристаллическую решетку. Ю. В. Баймакови М. И. Замоторин [42] убедительно показали это при исследовании растворения в электроосажденном и металлургическом железе водорода, выделяемого электролитическим путем. Одна ко в последнем случае этот твердый раствор, как отмечают указанные авторы, менее устойчив, чем твердый раствор, образующийся в электролитически осажденном металле (в данном случае железо), вследствие того, что протоны внедряются в уже готовую решетку железа. Большое влияние на процесс перехода водорода в металл оказывают концентрация ионов водорода в растворе и толщина двойного приэлектродного слоя. [c.82]

Установлено [5, 11] отсутствие однозначной зависимости адсорбции и диффузии водорода в стали Ст. 3, 0X13 и Х18Н10Т от температуры при коррозии в сероводородных растворах типа дренажных из нефтезаводских аппаратов в диапазоне от 25 до 90 °С. Это объясняется конкурирующим действием различных факторов, влияющих на внедрение водорода в сталь и по-разному меняющихся с температурой (ионизация железа, перенапряжение водорода, соотношение адсорбции и десорбции водорода, диффузия водорода в металле). [c.46]

Большинство современных работ дает представление о поглощении водорода сталью в форме атомов. Внедрение молекул водорода в сталь невозможно вследствие их относительна больших размеров. Атомы водорода растворяются в кристаллической решетке железа, превращаясь при этом в протоны с отдачей электронов в обобществленный электронный комплекс металла. Помимо протонов, растворенных в междоузлиях кристаллической решетки (а-фаза) предполагается существование также протонов, связанных электронами, перешедшими с водородных атомов на rf-уровни axoMOEi железа (р-фаза). Некоторые исследователи считают воз-можног неполную ионизацию водорода в металле [26, 28]. При ia-ложении на наводороженный образец постоянного тока обнаружено перемещение водорода в стали не только к отрицательному, но и к положительному полюсу, что связывается с наличием в металле определенного количества отрицательно поляризованных атомов водорода [26]. [c.5]

При рассмотрении вопроса о химической природе гидрида урана и отклонения состава его от стехиометрического следует отметить теоретическую работу Либовица [224], в которой автор показывает, что большинство гидридов переходных металлов не отвечает целому и кратному отношению компонентов и характеризуется недостаточностью водорода. Это объясняется тем, что они являются фазами внедрения или твердыми растворами водорода в металле с водородом, расположенным в промежутках решетки металла. [c.65]

Изучение внедрения щелочных металлов проводилось Кабановым, в первую очередь, путем исследования влияния этого процесса на перенапряжение водорода на металлах. Было установлено [191 —193], что перенапряжение водорода на свинцовом, цинковом, серебряном, кадмиевом и алюминиевом катодах в щелочных растворах изменяется во времени и при высоких плотностях тока сильно зависит от природы катиона щелочи, а тафелевские катодные кривые характеризуются повышенным коэффициентом наклона. Такие результаты принципиально могли быть объяснены на основе теории внедрения щелочного металла. Подтверждение этой точки зрения оказалось возможным в результате применения специальных методов исследования. Один из них был основан на появлении задержек [194] на катодных и последующих анодных кривых заряжения на серебре, кадмии, свинце, цинке в шелочах при потенциале вблизи —1,3 в, что связывалось с катодным образованием и анодным разложением соответствующих ин-терметаллических соединений. Снятие анодных хронопотенцио-грамм после катодной поляризации явилось поэтому методом оценки количества образовавшегося сплава [195—198]. [c.39]