Гидрид титана(II)
Гидрид титана (дигидрид титана) — бинарное химическое соединение металла титана и водорода с формулой TiH2. Гидрид титана стехиометрического состава устойчив только под давлением водорода в 1 атм. и температуре 400 °C [1]. Содержит 4,04% водорода по массе.
| Гидрид титана | |
|---|---|
 | |
| Общие | |
| Систематическое наименование |
дигидрид титана |
| Традиционные названия | гидрид титана |
| Хим. формула | TiH2 |
| Физические свойства | |
| Состояние | твёрдое |
| Молярная масса | 49,915 г/моль |
| Плотность | 3,76 г/см³ |
| Термические свойства | |
| Температура | |
| • разложения | 300 °C |
| • самовоспламенения | 342 °C |
| Мол. теплоёмк. | 7,19 Дж/(моль·К) |
| Классификация | |
| Рег. номер CAS | 7704-98-5 |
| PubChem | 197094 |
| Рег. номер EINECS | 231-726-8 |
| SMILES | |
| InChI | |
| RTECS | XR2130000 |
| ChemSpider | 170691 |
| Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное. | |
 Медиафайлы на Викискладе | |
Физические свойства править
Гидрид титана представляет собой серовато-чёрный порошок, хрупок. Имеет магнитную восприимчивость равную 4,58∙10−6[2].
Гидрид титана существует в двух кристаллических модификациях:
- тетрагональная, пространственная группа I4/mmm, с параметрами решетки a = 0,4528 нм, c = 0,4279 нм при температуре ниже 37 °C;
- кубическая гранецентрированная, пространственная группа Fm3m, с параметром решетки a = 0,4454 нм при температуре выше 37 °C[3].
Получение править
Гидрид титана можно получить одним из следующих способов.
- Непосредственным гидрированием титана:
- Перед процессом непосредственного насыщения титана водородом, титановую губку отжигают в вакууме при температуре 700 °C, после чего, в камеру подают водород и понижают температуру до 500 °C;
- Восстановлением соединений титана:
- TiO2 + 2CaH2 = TiH2 + 2CaO + H2
- Оксиды и хлориды титана можно восстанавливать кальцием, натрием, магнием, литием в среде водорода[4];
- Электрохимическим методом:
- Насыщение титана водородом проводят при электролизе однонормального раствора H2SO4, где катодом служит титановая пластинка;
- Исходный металл в виде порошка или спрессованной стружки помещают в реактор, в котором создают давление водорода 0,1-0,3 МПа и производят локальный нагрев контейнера, что приводит к дальнейшему самопроизвольному горению и образованию гидридов[3].
Химические свойства править
Негигроскопичен и устойчив по отношению к разбавленным кислотам[1]. Разложение гидрида титана начинается при температуре 300 °C, но дегидрирование даже при температуре 1100 °C не приводит к полному удалению водорода из титана. Глубокое вакуумирование позволяет снизить температуру дегидрирования[4]. Тонкоизмельчённые порошки могут самовозгораться на воздухе.
Применение править
Применяемый на практике гидрид титана по существу имеет состав TiH1,8 – TiH1,99. Используется как порообразователь для изготовления пенометаллов; как источник чистого водорода; как катализатор в реакциях гидрирования органических соединений[3]. Применяется в порошковой металлургии титана для получения активного титана, а также процесс гидрирования и дегидрирования позволяет получать мелкие порошки титана за счет значительного различия параметров кристаллической решетки гидрида и исходного металла. Гидрид титана находит применение в пиротехнике для получения белого цвета свечения[4][5]. Добавляется во флюсы для пайки металла с керамикой[6]. Используется в мощных импульсных тиратронах с водородным наполнением и оксидным катодом в составе накаливаемого генератора водорода.
Примечания править
- ↑ 1 2 Лучинский Г. П. Химия титана. — Химия, 1971. — С. 164-166. — 472 с.
- ↑ Под ред. В. Мюллера, Д. Блэкледжа, Дж. Либовца. Гидриды металлов. — Атомиздат, 1973. — С. 432.
- ↑ 1 2 3 Андриевский Р. А. Материаловедение гидридов. — Металлургия, 1986. — С. 128.
- ↑ 1 2 3 Устинов В. С., Олесов Ю. Г., Антипин Л. Н., Дрозденко В. А. Порошковая металлургия титана. — Металлургия, 1973. — С. 28-70. — 248 с.
- ↑ Гармата В. А., Петрунько А. Н., Галицкий Н. В., Олесов Ю. Г., Сандлер Р. А. Титан. — Металлургия, 1983. — С. 44-58. — 539 с.
- ↑ Петрунин И. Е. и др. Справочник по пайке. — Машиностроение, 2003. — С. 309-312. — 480 с.