Pera 

Hydride ng mga elemento ng paglipat. Imbakan ng hydrogen sa mga metal Mga metal na hindi natutunaw ang hydrogen

Nickel hydride

NiH (g). Ang mga thermodynamic na katangian ng gaseous nickel hydride sa karaniwang estado sa mga temperatura na 100 - 6000 K ay ibinibigay sa Talahanayan. Nih.

Ang IR spectrum ng NiH at NiD molecule sa isang mababang temperatura na matrix [78WRI/BAT, 97LI/VAN] ay pinag-aralan. Ang pangunahing mga frequency ng mga molekula sa mga matrice ng Ne, Ar, Kr, pati na rin ang mga transition X 2 2 ∆ 3/2 - X 1 2 Δ 5/2 (928 at 916 cm -1 , ayon sa pagkakabanggit sa Ar at Kr) at 2 Π 3/2 - X 1 2 Δ 5/2 (2560cm -1 sa Ar). Ang vibrational-rotational [88NEL/BAC, 89LIP/SIM] at rotational [88BEA/EVE, 90STE/NAC] spectra ng NiH at NiD molecules ay pinag-aralan. Ang photoelectron spectrum ng NiH - at NiD - [87STE/FEI] ay nakuha. Ang spectrum ay binibigyang-kahulugan bilang mga paglipat mula sa ground state ng anion hanggang sa lupa at ilang nasasabik na estado ng neutral na molekula: X 2 Δ, B 2 Π, A 2 Σ at mga estado na may energies na 7400 at 11600 cm -1, na kung saan ay itinuturing na 4 D at nagsasapawan ng 4 P at 4 S na hinulaang sa [82BLO/SIE].

Mayroong ilang mga kalkulasyon ng abinitio [82BLO/SIE, 86CHO/WAL, 86ROH/HAY, 90HAB, 90MAR] na naglalarawan sa elektronikong istraktura ng NiH. Ang mga kalkulasyon [90HAB, 82BLO/SIE, 86CHO/WAL ], pati na rin ang isang pag-aaral ng dipole moment [85GRA/RIC], ay nagpakita na ang bono sa lupa X 2 Δ estado ng NiH molecule ay nagmumula pangunahin mula sa asymptote 3d 9 4s na may maliit na paghahalo ng character 3 d 8 4s 2. Karamihan sa mga kalkulasyon ay nakatuon sa pag-aaral ng tatlong estado X 2 Δ, A 2 Σ, B 2 Π, na bumubuo, ayon sa pinakabagong interpretasyon (Ni + 3 d 9 2 D)-supermultiplet [ 82BLO/SIE, 86ROH/HAY, 90MAR, 91GRA/LI2 ] at mahusay na sumasang-ayon sa pang-eksperimentong data. Ang pagkalkula ng [ 82BLO/SIE ] alinsunod sa pang-eksperimentong pag-aaral [ 91KAD/SCU ] ay nagpakita na sa hanay ng enerhiya na higit sa 5000 hanggang ~ 32000 cm-1 mayroong mga estado ng superconfiguration. d 8 σ 2 σ * (σ at σ * - pagbubuklod at pagluwag ng mga molecular orbital na nabuo ng 1 s atom H at 4 s Ni atom). Sa hanay ng enerhiya mula 32000 cm -1 hanggang 40000 cm -1, ang pagkalkula [ 82BLO/SIE ] ay nagbibigay ng mga estado (na may kabuuang istatistikal na timbang p=20) na kabilang sa superconfiguration d 9 σσ * . Ang mga eksperimento na naobserbahang estado ay kasama sa pagkalkula ng mga thermodynamic function X 2 Δ, PERO 2 Σ, B 2 a. Ang mga enerhiya ng mga estado na higit sa 5000 cm -1 ay kinuha mula sa data ng pagkalkula [ 82BLO/SIE ], na isinasaalang-alang na ang pagkalkula ay nagbibigay ng mga enerhiya na minamaliit ng 2000 - 3000 cm -1, at ang mga istatistikal na timbang ng lahat ng nasasabik na estado ay pinagsama sa nakapirming mga enerhiya. Sa mga antas ng enerhiya sa itaas ng enerhiya ng dissociation, ang istatistikal na timbang na tinantiya mula sa data ng [82BLO/SIE] ay hinati sa ilalim ng pagpapalagay na kalahati lamang ng mga estado ang matatag. Ang error sa mga enerhiya ng tinantyang estado ay ipinapalagay na 10%.

Ang vibrational constants sa ground X 2 Δ state ay kinakalkula mula sa mga value ng ΔG 1/2 at ΔG 3/2 na matatagpuan sa [90KAD/SCU] batay sa pagsusuri ng rotational structure ng mga band na nauugnay sa mga transition sa X 2 Δ 5/2 (v = 0, 1 at 2).

Ang mga rotational constant sa ground state ay kinakalkula mula sa mga halaga B 0 at D 0 [ 87KAD/LOE ], tinutukoy ng pormula ng Hill at Van Vleck para sa mga doublet state kapag nagpoproseso ng mga termino ng estado X 2 Δ (v = 0, J < 12.5), и постоянной α, полученной в работе [ 88NEL/BAC ] в результате анализа колебательно-вращательного спектра. Принятые значения хорошо согласуются с приведенными в [ 84ХЬЮ/ГЕР ]. Небольшое различие с результатами последних работ [ 88NEL/BAC, 91GRA/LI2 ] связано с различными методами обработки данных.

Ang mga molecular constants sa A 2 S at B 2 P states ay kinuha mula sa data ng [91GRA/LI2], kung saan nakuha ang mga ito bilang resulta ng pinagsamang pagproseso ng lahat ng eksperimentong data sa vibrational-rotational na antas ng mga estado na bumubuo ng (Ni + 3d 9 2 D)-supermultiplet [ 88NEL/BAC, 90KD/SCU, 91KD/SCU, 90HIL/FIE].

Ang mga thermodynamic function ng NiH(g) ay kinakalkula gamit ang mga equation (1.3) - (1.6), (1.9), (1.10) , (1.93) - (1.95). Ang mga halaga ng Q at ang mga derivatives nito ay kinakalkula ayon sa mga equation (1.90) - (1.92) na isinasaalang-alang ang labing-isang excited na estado (Ω-mga bahagi ng X 2 Δ at В 2 P na estado ay itinuturing bilang hiwalay na estado ng kaso mula sa Gunda) sa palagay na Q no.vr ( i) = (pi/p X)Q no.vr ( X). Vibrational-rotational partition function ng estado X Ang 2 D 5/2 at ang mga derivatives nito ay kinakalkula ng mga equation (1.70) - (1.75) sa pamamagitan ng direktang pagsusuma sa mga antas ng enerhiya. Isinasaalang-alang ng mga kalkulasyon ang lahat ng antas ng enerhiya na may mga halaga J < J max ,v , saan J max ,v ay natagpuan mula sa mga kondisyon (1.81). Vibrational-rotational na antas ng estado X 2 D 5/2 ay kinakalkula ng mga equation (1.65), (1.41), coefficients Y kl sa mga equation na ito ay kinakalkula gamit ang mga relasyon (1.66) para sa isotopic modification na naaayon sa natural na pinaghalong nickel isotopes mula sa molecular constants 58 Ni 1 H na ibinigay sa Table Ni.7. Mga halaga ng koepisyent Y kl , pati na rin ang dami v max at J lim ay ibinigay sa Talahanayan Ni.8.

Ang mga pangunahing error sa kinakalkula na thermodynamic function ng NiH(g) sa mga temperaturang 1000–6000 K ay dahil sa error sa mga pangunahing constant. Sa mga temperaturang higit sa 3000 K, nagiging kapansin-pansin ang mga error dahil sa kawalan ng katiyakan sa mga enerhiya ng nasasabik na mga estadong elektroniko. Mga error sa mga halaga ng Φº( T) sa T= 298.15, 1000, 3000 at 6000 Ang K ay tinatantya sa 0.02, 0.06, 0.2, at 0.6 J× K -1 × mol -1 , ayon sa pagkakabanggit.

Ang mga thermodynamic function ng NiH(g) ay dating kinakalkula nang hindi isinasaalang-alang ang mga excited na estado hanggang sa 5000 K [74SCH], bago ang 2000 Sa [ 76MAH/PAN ] at hanggang 1000 K[ 81XAR/KRA ]) sa matibay na rotator-harmonic oscillator approximation. Sa pagsasaalang-alang na ito, ang paghahambing ng mga kinakalkula na pag-andar ay hindi isinasagawa.

Ang equilibrium constant ng reaksyon NiH(g) = Ni(g) + H(g) ay kinakalkula mula sa halaga:

D° 0 (NiH) = 254 ± 8 kJ × mol -1 = 21300 ± 700 cm.

Ang halaga ay kinuha batay sa mga resulta ng mass spectrometric measurements nina Kant at Moon (Ni(g) + 0.5H 2 (g) = NiH(g), 1602-1852K, 21 measurements, D r H° (0) = -38.1 ± 8 kJ× mol -1 (III batas ng thermodynamics) [79KAN/MOO]). Ang error ay nauugnay sa hindi kawastuhan ng ionization cross section at sa hindi kawastuhan ng thermodynamic function ng NiH (humigit-kumulang 5-6 kJ × mol -1 dahil sa bawat isa). Ang pagproseso gamit ang batas ng II ay humahantong sa halaga D° 0 (NiH) = 254 ± 20 kJ × mol -1.

Ang magagamit na spectral data ay hindi nagpapahintulot sa amin na mapagkakatiwalaang tantiyahin ang dissociation energy sa pamamagitan ng extrapolation ng vibrational level: 3 level lamang ng ground state ang naobserbahan para sa NiH. X 2 D 5/2 states, para sa NiD - 2 level (isang magaspang na pagtatantya ng bilang ng mga antas: N = w e / w e x e / 2 = 2003 / 2 / 37 = 27). Ang linear na extrapolation ay nagreresulta sa isang halaga D° 0 = 26100 cm. Sa spectrum ng NiH, ang pagpapalawak ay nagsisimula sa J ~ 12.5 at J ~ 11.5 sa mga banda 0-0 2 D 5/2 - X 2 D 5/2 at 2 D 3/2 - X 2 D 3/2 , ayon sa pagkakabanggit, mga subband 1-0 sa J ~ 9.5). Naniniwala ang mga may-akda na ito ay dahil sa predissociation sa pamamagitan ng pag-ikot. Ayon sa kanila, ang enerhiya ng kaukulang limitasyon E< 26000 см -1 . Состояние С 2 D является третьим состоянием такой симметрии и может коррелировать только с третьим пределом диссоциации Ni(1 D) + H(2 S), что дает верхнюю границу для энергии диссоциации, равную ~ 26000-3400 = 22600 см -1 . С другой стороны начальные линии нормальные, что позволяет предположить, что уровень v = 0 NiH лежит ниже предела диссоциации и принять T 0 (2 D 5/2 - X 2 D 5/2) = 20360 cm -1 na lampas sa mas mababang limitasyon ng katumbas na limitasyon. Mula rito ay makakakuha tayo ng 20360< D° 0 < 22600 см ‑1 . Теоретические вычисления приводят к величинам энергии диссоциации, заключенным в интервале 220 - 265 кДж× моль ‑1 [ 82BLO/SIE, 86CHO/WAL, 90HAB ].

Ang tinatanggap na enerhiya ng dissociation ay tumutugma sa mga halaga:

D f H° (NiH, g, 0) = 383.996 ± 8.2 kJ× mol -1 .

D f H° (NiH, g, 298.15) = 383.736 ± 8.2 kJ× mol -1 .

Nickel hydride inilalarawan ang isang haluang metal na ginawa sa pamamagitan ng pagsasama-sama ng nickel at hydrogen. Ang nilalaman ng hydrogen sa nickel hydride ay hanggang sa 0.002% ayon sa timbang.

Ang hydrogen ay gumaganap bilang isang hardening agent, na pumipigil sa mga dislokasyon sa kristal na sala-sala ng nickel atom mula sa pag-slide sa isa't isa. Ang pagbabago sa dami ng produksyon ng hydrogen alloy at ang anyo ng presensya nito sa nickel hydride (accelerated phase) ay kinokontrol ang mga katangian tulad ng tigas, ductility at tensile strength ng nagreresultang nickel hydride. Ang mataas na hydrogen nickel hydride ay maaaring gawing mas mahirap at mas malakas kaysa sa nickel, ngunit ang naturang nickel hydride ay hindi gaanong malleable kaysa sa nickel. Ang pagkawala ng ductility ay dahil sa mga bitak na sumusuporta sa mga matutulis na punto dahil sa pagsugpo sa elastic deformation ng hydrogen at mga voids na nabubuo sa ilalim ng tensyon dahil sa decomposition ng hydride. Ang hydrogen embrittlement ay maaaring maging problema sa nickel para magamit sa mga turbine sa mataas na temperatura.

Sa makitid na hanay ng mga konsentrasyon na bumubuo sa nickel hydride, ang mga pinaghalong hydrogen at nickel ay maaari lamang bumuo ng ilang iba't ibang mga istraktura na may ibang mga katangian. Ang pag-unawa sa mga naturang katangian ay mahalaga upang lumikha ng mataas na kalidad na nickel hydride. Sa temperatura ng silid, ang pinaka-matatag na anyo ng nickel ay ang face-centered cubic (FCC) α-nickel structure. Ito ay isang medyo malambot na metal na materyal na maaari lamang matunaw ang isang napakaliit na konsentrasyon ng hydrogen, hindi hihigit sa 0.002 wt.% w, at 0.00005 wt.% lamang. Ang solid solution phase na may dissolved hydrogen, na nagpapanatili ng parehong kristal na istraktura gaya ng orihinal na nickel, ay tinatawag na α-phase. Sa 25°C, 6 kbar ng hydrogen pressure ang kailangan upang masira sa b=nickel, ngunit ang hydrogen ay babalik mula sa solusyon kung ang presyon ay bumaba sa ibaba 3.4 kbar.

Ibabaw

Ang mga atomo ng hydrogen ay malakas na nagbubuklod sa ibabaw ng nikel, kasama ang mga molekula ng hydrogen na naghihiwalay upang magawa ito.

Ang pag-decoupling ng dihydrogen ay nangangailangan ng sapat na enerhiya upang makatawid sa hadlang. Sa Ni(111) ang crystal surface barrier ay 46 kJ/molecular weight, habang sa Ni(100) ang barrier ay 52 kJ/molecular weight. Ang Ni(110) crystal plane surface ay may pinakamababang activation energy para masira ang isang hydrogen molecule sa 36 kJ/molecular weight. Ang ibabaw na layer ng hydrogen sa nickel ay maaaring ilabas sa pamamagitan ng pag-init. Wala alinman sa (111) ang nawalan ng hydrogen sa pagitan ng 320 at 380 K. Wala sa alinman (100) ang nawalan ng hydrogen sa pagitan ng 220 at 360 K. Wala alinman sa (110) na kristal na ibabaw ang nawalan ng hydrogen sa pagitan ng 230 at 430 K.

Upang maghiwa-hiwalay sa nickel, ang hydrogen ay dapat lumipat mula sa ibabaw sa pamamagitan ng mukha ng nickel crystal. Hindi ito nangyayari sa isang vacuum, ngunit maaaring mangyari kapag ang ibang mga molekula ay nakakasagabal sa ibabaw ng hydrogen-nickel plated. Ang mga molekula ay hindi kailangang maging hydrogen, ngunit tila gumagana ang mga ito tulad ng mga martilyo, pagsuntok ng mga atomo ng hydrogen sa ibabaw ng nikel patungo sa loob. Ang isang activation energy na 100 kJ/molecular weight ay kinakailangan upang tumagos sa ibabaw.

Mga yugto ng mataas na presyon

Ang isang tunay na crystallographically natatanging nickel hydride phase ay maaaring gawin sa isang mataas na presyon ng hydrogen gas na 600 MPa. Bilang kahalili, maaari itong gawin sa isang electrolytic na paraan. Ang mala-kristal na anyo ay nakasentro sa mukha na kubiko o β-nickel hydride. Hydrogen sa nickel atomic ratios hanggang sa isa, na may hydrogen na sumasakop sa isang octahedral na posisyon. Ang density ng β-hydride ay 7.74 g/cm. Kinulayan ito ng grey. Sa kasalukuyang density na 1 ampere bawat square decimeter sa 0.5 mol/liter ng sulfuric acid at thiourea, ang layer ng nickel surface ay mako-convert sa nickel hydride. Ang ibabaw na ito ay masikip na mga bitak hanggang millimeters ang haba. Ang direksyon ng pag-crack ay nasa (001) na eroplano ng orihinal na nickel crystals. Ang lattice constant ng nickel hydride ay 3.731 Å, na 5.7% na mas malaki kaysa sa nickel.

Ang karaniwang mga paraan ng pag-iimbak (sa mga cylinder) na naka-compress o natunaw na hydrogen ay medyo mapanganib na trabaho. Bilang karagdagan, ang hydrogen ay tumagos nang napakaaktibo sa karamihan ng mga metal at haluang metal, na ginagawang napakamahal ng mga shut-off at transport valve.

Ang pag-aari ng hydrogen upang matunaw sa mga metal ay kilala mula noong ika-19 na siglo, ngunit ngayon lamang ang mga prospect para sa paggamit ng mga metal hydride at intermetallic compound bilang mga compact hydrogen storage facility ay naging nakikita.

Mga uri ng hydride

Ang mga hydride ay inuri sa tatlong uri (ang ilang mga hydride ay maaaring magkaroon ng maramihang mga katangian ng bono, tulad ng pagiging metal-covalent): metallic, ionic, at covalent.

Ionic hydride - bilang panuntunan, nilikha ang mga ito sa matataas na presyon (~100 atm.) at sa mga temperaturang higit sa 100°C. Ang mga karaniwang kinatawan ay alkali metal hydride. Ang isang kawili-wiling tampok ng ionic hydride ay isang mas mataas na antas ng atomic density kaysa sa orihinal na sangkap.

covalent hydride- halos hindi mahanap ang aplikasyon dahil sa mababang katatagan at mataas na toxicity ng mga metal at intermetallic compound na ginamit. Ang isang tipikal na kinatawan ay beryllium hydride, na nakuha sa pamamagitan ng "wet chemistry" na pamamaraan sa pamamagitan ng reaksyon ng dimethylberyllium na may lithium aluminum hydride sa isang solusyon ng diethyl ether.

Metal hydride- maaaring ituring bilang mga haluang metal ng hydrogen, ang mga compound na ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng mataas na kondaktibiti ng kuryente, tulad ng mga metal na magulang. Ang mga metal hydride ay bumubuo ng halos lahat ng mga metal na transisyon. Depende sa mga uri ng mga bono, ang metal hydride ay maaaring covalent (halimbawa, magnesium hydride) o ionic. Halos lahat ng metal hydride ay nangangailangan ng mataas na temperatura para sa dehydrogenation (hydrogen release reaction).

Karaniwang metal hydride

  • Lead hydride - PbH4 - isang binary inorganic chemical compound ng lead na may hydrogen. Napakaaktibo, sa pagkakaroon ng oxygen (sa hangin) ay kusang nag-aapoy.
  • Zinc hydroxide - Zn (OH) 2 - amphoteric hydroxide. Ito ay malawakang ginagamit bilang isang reagent sa maraming industriya ng kemikal.
  • Ang Palladium hydride ay isang metal kung saan ang hydrogen ay matatagpuan sa pagitan ng mga atomo ng palladium.
  • Nickel hydride - NiH - ay kadalasang ginagamit kasama ng mga additives ng lanthanum LaNi5 para sa mga electrodes ng baterya.

Ang mga metal hydride ay maaaring bumuo ng mga sumusunod na metal:
Ni, Fe, Ni, Co, Cu, Pd, Pt, Rh, Pd-Pt, Pd-Rh, Mo-Fe, Ag-Cu, Au-Cu, Cu-Ni, Cu-Pt, Cu-Sn.

Mga metal-record na may hawak sa mga tuntunin ng dami ng nakaimbak na hydrogen

Ang pinakamahusay na metal para sa pag-iimbak ng hydrogen ay palladium (Pd). Ang isang volume ng palladium ay maaaring maglaman ng halos 850 volume ng hydrogen. Ngunit ang posibilidad na mabuhay ng naturang repositoryo ay nagdudulot ng matinding pagdududa dahil sa mataas na halaga ng metal na pangkat ng platinum na ito.
Sa kabaligtaran, ang ilang mga metal (halimbawa, tanso Cu) ay natutunaw lamang ng 0.6 na dami ng hydrogen bawat dami ng tanso.

Ang Magnesium hydride (MgH2) ay maaaring mag-imbak ng hanggang 7.6% mass fractions ng hydrogen sa crystal lattice. Sa kabila ng mga nakatutukso na halaga at mababang tiyak na gravity ng naturang mga sistema, ang isang malinaw na balakid ay ang mataas na temperatura ng direkta at reverse charge-discharge reactions at mataas na endothermic na pagkalugi sa panahon ng dehydrogenation ng compound (halos isang katlo ng nakaimbak na enerhiya ng hydrogen) .
Crystal na istraktura ng β-phase ng MgH2 hydride (figure)

Ang akumulasyon ng hydrogen sa mga metal

Ang reaksyon ng pagsipsip ng hydrogen ng mga metal at intermetallic ay nangyayari sa mas mataas na presyon kaysa sa paglabas nito. Ito ay tinutukoy ng mga natitirang plastic deformation ng kristal na sala-sala sa panahon ng paglipat mula sa isang saturated α-solusyon (orihinal na substansiya) patungo sa isang β-hydride (mga sangkap na may nakaimbak na hydrogen).

Mga metal na hindi natutunaw ang hydrogen

Ang mga sumusunod na metal ay hindi sumisipsip ng hydrogen:
Ag, Au, Cd, Pb, Sn, Zn
Ang ilan sa mga ito ay ginagamit bilang mga balbula para sa pag-iimbak ng compressed at liquefied hydrogen.

Ang mga low-temperature na metal hydride ay kabilang sa mga pinaka-promising na hydride. Ang mga ito ay may mababang pagkalugi sa panahon ng dehydrogenation, mataas na rate ng pag-charge-discharge cycle, halos ganap na ligtas at may mababang toxicity. Ang limitasyon ay ang medyo mababang tiyak na density ng imbakan ng hydrogen. Ang teoretikal na maximum ay ang imbakan ng 3%, ngunit sa katotohanan ay 1-2% ng mass fraction ng hydrogen.

Ang paggamit ng powdered metal hydride ay nagpapataw ng mga paghihigpit sa rate ng "charge-discharge" na mga cycle dahil sa mababang thermal conductivity ng mga pulbos at nangangailangan ng isang espesyal na diskarte sa disenyo ng mga lalagyan para sa kanilang imbakan. Karaniwang ipasok ang mga lugar sa sisidlan ng imbakan upang mapadali ang paglipat ng init at upang makagawa ng manipis at patag na mga silindro. Maaaring makamit ang ilang pagtaas sa rate ng mga cycle ng discharge-charge sa pamamagitan ng paglalagay ng inert binder sa metal hydride, na may mataas na thermal conductivity at mataas na threshold ng inertness sa hydrogen at base substance.

Intermetallic hydride

Bilang karagdagan sa mga metal, ang pag-iimbak ng hydrogen sa tinatawag na "intermetallic compounds" ay may pag-asa. Ang ganitong mga pasilidad ng imbakan ng hydrogen ay malawakang ginagamit sa mga baterya ng metal hydride ng sambahayan. Ang bentahe ng naturang mga sistema ay nakasalalay sa medyo mababang halaga ng mga reagents at mababang epekto sa kapaligiran. Sa ngayon, ang mga metal hydride na baterya ay halos lahat ay pinapalitan ng mga sistema ng pag-iimbak ng enerhiya ng lithium. Ang pinakamataas na nakaimbak na enerhiya ng mga pang-industriyang disenyo sa mga baterya ng nickel-metal hydride (Ni-MH) ay 75 Wh / kg.

Ang isang mahalagang pag-aari ng ilang mga intermetallic compound ay ang kanilang mataas na pagtutol sa mga impurities na nilalaman ng hydrogen. Ang ari-arian na ito ay nagpapahintulot sa mga naturang compound na magamit sa mga polluted na kapaligiran at sa pagkakaroon ng moisture. Maramihang mga "charge-discharge" na mga cycle sa pagkakaroon ng mga impurities at tubig sa hydrogen ay hindi nakakalason sa gumaganang substance, ngunit binabawasan ang kapasidad ng mga kasunod na cycle. Ang pagbaba sa kapaki-pakinabang na kapasidad ay nangyayari dahil sa kontaminasyon ng base substance na may mga metal oxide.

Paghihiwalay ng intermetallic hydride

Ang intermetallic hydride ay nahahati sa mataas na temperatura (dehydrogenating sa temperatura ng silid) at mataas na temperatura (higit sa 100°C). Ang presyon kung saan nangyayari ang agnas ng hydride phase) ay karaniwang hindi hihigit sa 1 atm.
Sa totoong pagsasanay, ang mga kumplikadong intermetallic hydride ay ginagamit, na binubuo ng tatlo o higit pang mga elemento.

Karaniwang intermetallic hydride

Ang Nickel lanthanum hydride, LaNi5, ay isang hydride kung saan ang isang unit ng LaNi5 ay naglalaman ng higit sa 6 H atoms. Posible ang hydrogen desorption mula sa nickel lanthanum sa mga temperatura ng silid. Gayunpaman, ang mga elemento na kasama sa intermetallic compound na ito ay napakamahal din.
Ang dami ng yunit ng lanthanum-nickel ay naglalaman ng isa at kalahating beses na mas maraming hydrogen kaysa sa likidong H2.

Mga tampok ng intermetallic-hydrogen system:

  • mataas na nilalaman ng hydrogen sa hydride (wt. %);
  • exo (endo)-thermicity ng reaksyon ng pagsipsip (desorption) ng hydrogen isotopes;
  • pagbabago sa dami ng metal matrix sa proseso ng pagsipsip - desorption ng hydrogen;
  • nababaligtad at pumipili ng pagsipsip ng hydrogen.

Mga lugar ng praktikal na aplikasyon ng intermetallic hydride:

  • nakatigil na mga imbakan ng hydrogen;
  • imbakan kadaliang mapakilos at transportasyon ng hydrogen;
  • mga compressor;
  • paghihiwalay (paglilinis) ng hydrogen;
  • mga heat pump at air conditioner.

Mga halimbawa ng aplikasyon ng mga sistema ng metal-hydrogen:

  • pinong paglilinis ng hydrogen, lahat ng uri ng mga filter ng hydrogen;
  • reagents para sa pulbos metalurhiya;
  • mga moderator at reflector sa mga nuclear fission system (nuclear reactors);
  • paghihiwalay ng isotopes;
  • thermonuclear reactors;
  • water dissociation installation (electrolyzers, vortex chambers para sa paggawa ng gaseous hydrogen);
  • electrodes para sa mga baterya batay sa tungsten-hydrogen system;
  • mga baterya ng metal hydride;
  • mga air conditioner (mga heat pump);
  • mga converter para sa mga power plant (nuclear reactors, thermal power plants);
  • transportasyon ng hydrogen.

Binanggit ng artikulo ang mga metal:


Magsimula tayo sa komposisyon ng mga interstitial compound. Isaalang-alang natin ang isyung ito gamit ang halimbawa ng transition element hydride. Kung, sa panahon ng pagbuo ng interstitial phase, ang mga atomo ng hydrogen ay nahuhulog lamang sa mga tetrahedral void sa metal na sala-sala, kung gayon ang paglilimita ng nilalaman ng hydrogen sa naturang tambalan ay dapat na tumutugma sa formula na MeH 2 (kung saan ang Me ay isang metal na ang mga atomo ay bumubuo ng isang malapit na packing. ). Pagkatapos ng lahat, mayroong dalawang beses na mas maraming tetrahedral voids sa sala-sala kaysa sa mga atomo na bumubuo ng isang siksik na packing. Kung, sa kabilang banda, ang mga atomo ng hydrogen ay nahuhulog lamang sa mga octahedral void, pagkatapos ay sumusunod mula sa parehong mga pagsasaalang-alang na ang paglilimita ng nilalaman ng hydrogen ay dapat tumutugma sa formula na MeH, - mayroong kasing daming octahedral voids sa isang malapit na packing gaya ng mga atom na gawin itong packing.

Karaniwan, sa panahon ng pagbuo ng mga compound ng mga transition metal na may hydrogen, alinman sa octahedral o tetrahedral voids ay napuno. Depende sa likas na katangian ng mga paunang sangkap at mga kondisyon ng proseso, kumpleto o bahagyang pagpuno lamang ang maaaring mangyari. Sa huling kaso, ang komposisyon ng tambalan ay lilihis mula sa integer formula, ay magiging hindi tiyak, halimbawa, MeH 1-x; MeH 2-x. Ang pag-embed ng mga koneksyon, samakatuwid, ayon sa kanilang likas na katangian ay dapat mga compound ng variable na komposisyon, ibig sabihin, yaong ang komposisyon, depende sa mga kondisyon para sa kanilang paghahanda at karagdagang pagproseso, ay nag-iiba sa loob ng medyo malawak na mga limitasyon.

Isaalang-alang natin ang ilang tipikal na katangian ng mga interstitial phase gamit ang halimbawa ng mga compound na may hydrogen. Upang gawin ito, inihambing namin ang mga hydride ng ilang mga elemento ng paglipat sa hydride ng isang alkali metal (lithium).

Kapag ang lithium ay pinagsama sa hydrogen, isang sangkap ng isang tiyak na komposisyon LiH ay nabuo. Sa mga tuntunin ng pisikal na katangian, wala itong kinalaman sa orihinal na metal. Ang Lithium ay nagsasagawa ng electric current, may metallic luster, plasticity, sa isang salita, ang buong complex ng mga metal na katangian. Ang Lithium hydride ay walang alinman sa mga katangiang ito. Ito ay isang walang kulay na bagay na parang asin, hindi katulad ng isang metal. Tulad ng iba pang alkali at alkaline earth metal hydride, ang lithium hydride ay isang tipikal na ionic compound, kung saan ang lithium atom ay may makabuluhang positibong singil, at ang hydrogen atom ay may parehong negatibong singil. Ang density ng lithium ay 0.53 g / cm 3, at ang density ng lithium hydride ay 0.82 g / cm 3 - nangyayari kapansin-pansing pagtaas ng density. (Ang parehong ay sinusunod sa pagbuo ng mga hydride ng iba pang alkali at alkaline na mga metal na lupa).

Ang Palladium (isang tipikal na elemento ng paglipat) ay sumasailalim sa ganap na magkakaibang mga pagbabago kapag nakikipag-ugnayan sa hydrogen. Mayroong isang kilalang demonstrasyon na eksperimento kung saan ang isang palladium plate na pinahiran sa isang gilid ng isang gas-tight varnish ay nakabaluktot kapag hinipan ng hydrogen.

Ito ay dahil ang density ng nagreresultang palladium hydride ay bumababa. Ang ganitong kababalaghan ay maaaring maganap lamang kung ang distansya sa pagitan ng mga atomo ng metal ay tumataas. Ang ipinakilala na mga atomo ng hydrogen ay "itulak" ang mga atomo ng metal, na binabago ang mga katangian ng kristal na sala-sala.

Ang pagtaas sa dami ng mga metal sa panahon ng pagsipsip ng hydrogen na may pagbuo ng mga interstitial phase ay kapansin-pansin na ang density ng metal na puspos ng hydrogen ay lumalabas na makabuluhang mas mababa kaysa sa density ng orihinal na metal (tingnan ang Talahanayan 2)

Sa mahigpit na pagsasalita, ang sala-sala na nabuo ng mga atomo ng isang metal ay karaniwang hindi nananatiling ganap na hindi nagbabago pagkatapos ng pagsipsip ng hydrogen ng metal na ito. Gaano man kaliit ang hydrogen atom, nagpapakilala pa rin ito ng mga distortion sa sala-sala. Sa kasong ito, kadalasan ay hindi lamang isang proporsyonal na pagtaas sa mga distansya sa pagitan ng mga atomo sa sala-sala, kundi pati na rin ang ilang pagbabago sa simetrya nito. Samakatuwid, madalas na sinasabi, para lamang sa pagiging simple, na ang mga atomo ng hydrogen ay ipinapasok sa mga void sa malapit na pag-iimpake - ang siksik na pag-iimpake ng mga atomo ng metal mismo ay nilalabag pa rin kapag ang mga atomo ng hydrogen ay ipinakilala.

Talahanayan 2 Mga pagbabago sa density ng ilang transition metal sa panahon ng pagbuo ng mga interstitial phase na may hydrogen.

Malayo ito sa tanging pagkakaiba sa pagitan ng tipikal at transition metal hydride.

Sa panahon ng pagbuo ng interstitial hydride, ang mga tipikal na katangian ng mga metal tulad ng metallic luster at electrical conductivity ay napanatili. Totoo, maaari silang hindi gaanong binibigkas kaysa sa mga metal ng magulang. Kaya, ang mga interstitial hydride ay mas katulad ng mga parent na metal kaysa sa alkali at alkaline earth metal hydride.

Ang gayong pag-aari tulad ng ductility ay nagbabago nang mas malakas - ang hydrogen-saturated na mga metal ay nagiging malutong, madalas na mahirap gawing pulbos ang orihinal na mga metal, at mas madaling gawin ito sa mga hydride ng parehong mga metal.

Sa wakas, ang isang napakahalagang pag-aari ng interstitial hydride ay dapat tandaan. Kapag ang mga transition metal ay nakikipag-ugnayan sa hydrogen, ang sample ng metal ay hindi nasisira. Bukod dito, napapanatili nito ang orihinal nitong hugis. Ang parehong nangyayari sa panahon ng reverse na proseso - ang agnas ng hydrides (pagkawala ng hydrogen).

Maaaring lumitaw ang isang natural na tanong: maaari bang ituring na kemikal ang proseso ng pagbuo ng mga interstitial phase sa buong kahulugan ng salita? Marahil ang pagbuo ng mga may tubig na solusyon - isang proseso na may higit na "kimika"?

Ang sagot ay gumamit ng chemical thermodynamics.

Ito ay kilala na ang pagbuo ng mga compound ng kemikal mula sa mga simpleng sangkap (pati na rin ang iba pang mga proseso ng kemikal) ay kadalasang sinasamahan ng mga kapansin-pansing epekto ng enerhiya. Kadalasan, ang mga epektong ito ay exothermic, at mas maraming enerhiya ang inilabas, mas malakas ang resultang koneksyon.

Ang mga thermal effect ay isa sa pinakamahalagang senyales na hindi lamang isang halo ng mga sangkap ang nagaganap, ngunit isang kemikal na reaksyon ang nagaganap. Dahil ang panloob na enerhiya ng system ay nagbabago, samakatuwid, ang mga bagong bono ay nabuo.

Tingnan natin ngayon kung anong mga epekto ng enerhiya ang dulot ng pagbuo ng mga interstitial hydride. Medyo malaki pala ang spread dito. Sa mga metal ng pangalawang subgroup III, IV at V ng mga pangkat ng periodic system, ang pagbuo ng interstitial hydride ay sinamahan ng isang makabuluhang pagpapalabas ng init, sa pagkakasunud-sunod ng 30-50 kcal / mol (kapag nabuo ang lithium hydride mula sa mga simpleng sangkap , mga 21 kcal / mol ay inilabas). Makikilala na ang mga interstitial hydride, hindi bababa sa mga elemento ng ipinahiwatig na mga subgroup, ay medyo "tunay" na mga kemikal na compound. Gayunpaman, dapat tandaan na para sa maraming mga metal na matatagpuan sa ikalawang kalahati ng bawat hilera ng paglipat (halimbawa, para sa bakal, nikel, tanso), ang mga epekto ng enerhiya ng pagbuo ng interstitial hydrides ay maliit. Halimbawa, para sa isang hydride na may tinatayang komposisyon ng FeH 2, ang thermal effect ay 0.2 kcal / mol lamang. .

Ang maliit na halaga ng DN arr ng naturang mga hydrides ay nagdidikta ng mga pamamaraan ng kanilang paghahanda - hindi ang direktang pakikipag-ugnayan ng metal sa hydrogen, ngunit isang hindi direktang paraan.

Tingnan natin ang ilang halimbawa.

Ang nickel hydride, na ang komposisyon ay malapit sa NiH 2, ay maaaring makuha sa pamamagitan ng pagkilos sa isang ethereal na solusyon ng nickel chloride na may phenylmagnesium bromide sa isang stream ng H 2:

Ang nickel hydride na nakuha bilang resulta ng reaksyong ito ay isang itim na pulbos, na madaling nagbibigay ng hydrogen (na karaniwang katangian ng interstitial hydride), at nag-aapoy kapag bahagyang pinainit sa isang oxygen na kapaligiran.

Sa parehong paraan, ang mga hydride ng mga kapitbahay ng nikel sa periodic system, kobalt at bakal, ay maaaring makuha.

Ang isa pang paraan para sa pagkuha ng transition hydrides ay batay sa paggamit ng lithium alanate LiAlH. Kapag ang chloride ng kaukulang metal ay tumutugon sa LiAlH 4 sa isang eter solution, isang alanate ng metal na ito ay nabuo:

MeCl 2 + LiAlH 4 > Ako(AlH 4 ) 2 + LiCl(5)

Para sa maraming mga metal, ang mga alanate ay mga marupok na compound na nabubulok sa pagtaas ng temperatura.

Ako(AlH 4 ) 2 >MeH 2 + Al + H 2 (6)

Ngunit para sa ilang mga metal ng pangalawang subgroup, may ibang proseso na nangyayari:

Ako(AlH 4 ) 2 >MeH 2 +AlH 3 (7)

Sa kasong ito, sa halip na isang halo ng hydrogen at aluminyo, ang aluminum hydride ay nabuo, na natutunaw sa eter. Sa pamamagitan ng paghuhugas ng produkto ng reaksyon na may eter, ang purong transition metal hydride ay maaaring makuha bilang isang nalalabi. Sa ganitong paraan, halimbawa, ang mga low-stable hydride ng zinc, cadmium at mercury ay nakuha.

Maaari itong tapusin na ang paghahanda ng mga hydride ng mga elemento ng pangalawang subgroup ay batay sa mga tipikal na pamamaraan ng inorganic synthesis: mga reaksyon ng palitan, thermal decomposition ng mga marupok na compound sa ilalim ng ilang mga kundisyon, atbp Ang mga pamamaraang ito ay ginamit upang makakuha ng hydrides ng halos lahat ng mga elemento ng paglipat, kahit na napakarupok. Ang komposisyon ng mga nakuhang hydride ay karaniwang malapit sa stoichiometric: FeH 2 , CoH 2 , NiH 2 ZnH 2 , CdH 2 , HgH 2 . Tila, ang pagkamit ng stoichiometry ay pinadali ng mababang temperatura kung saan isinasagawa ang mga reaksyong ito.

Suriin natin ngayon ang epekto ng mga kondisyon ng reaksyon sa komposisyon ng mga nagresultang interstitial hydride. Direkta itong sumusunod sa prinsipyo ng Le Chatelier. Kung mas mataas ang presyon ng hydrogen at mas mababa ang temperatura, mas malapit sa limitasyon ng halaga ng saturation ng metal na may hydrogen. Sa madaling salita, ang bawat tiyak na temperatura at bawat presyon ay tumutugma sa isang tiyak na antas ng saturation ng metal na may hydrogen. At kabaligtaran, ang bawat temperatura ay tumutugma sa isang tiyak na equilibrium na presyon ng hydrogen sa ibabaw ng metal.

Ito ay humahantong sa isa sa mga posibleng aplikasyon ng transition element hydride. Ipagpalagay, sa ilang sistema, kinakailangan na lumikha ng isang mahigpit na tinukoy na presyon ng hydrogen. Ang isang metal na puspos ng hydrogen ay inilalagay sa naturang sistema (ginamit ang titan sa mga eksperimento). Sa pamamagitan ng pag-init nito sa isang tiyak na temperatura, posible na lumikha ng kinakailangang presyon ng hydrogen gas sa system.

Ang anumang klase ng mga compound ay kawili-wili para sa likas na kemikal nito, ang komposisyon at istraktura ng mga particle na binubuo nito, at ang likas na katangian ng bono sa pagitan ng mga particle na ito. Inilaan ng mga chemist ang kanilang teoretikal at eksperimentong gawain dito. Ang mga ito ay walang pagbubukod sa yugto ng pagpapatupad.

Wala pang pinal na pananaw sa likas na katangian ng interstitial hydride. Madalas na magkaiba, kung minsan ang magkasalungat na pananaw ay matagumpay na nagpapaliwanag ng parehong mga katotohanan. Sa madaling salita, sa ngayon ay walang pinag-isang teoretikal na pananaw sa istruktura at katangian ng mga interstitial compound.

Isaalang-alang natin ang ilang mga eksperimentong katotohanan.

Ang proseso ng pagsipsip ng hydrogen sa pamamagitan ng palladium ay pinag-aralan nang detalyado. Ang transition metal na ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng katotohanan na ang konsentrasyon ng hydrogen na natunaw dito sa isang pare-parehong temperatura ay proporsyonal sa square root ng panlabas na presyon ng hydrogen.

Sa anumang temperatura, ang hydrogen sa ilang lawak ay naghihiwalay sa mga libreng atom, kaya mayroong isang ekwilibriyo:

Ang pare-pareho ng equilibrium na ito ay:

saan R H -- presyon (konsentrasyon) ng atomic hydrogen.

Mula dito (11)

Makikita na ang konsentrasyon ng atomic hydrogen sa gas phase ay proporsyonal sa square root ng pressure (konsentrasyon) ng molekular hydrogen. Ngunit ang konsentrasyon ng hydrogen sa palladium ay proporsyonal din sa parehong halaga.

Mula dito maaari nating tapusin na ang palladium ay natutunaw ang hydrogen sa anyo ng mga indibidwal na atomo.

Ano, kung gayon, ang likas na katangian ng bono sa palladium hydride? Ilang mga eksperimento ang isinagawa upang sagutin ang tanong na ito.

Napag-alaman na kapag ang isang electric current ay dumaan sa hydrogen-saturated palladium, ang mga non-metal atoms ay lumilipat patungo sa cathode. Dapat ipagpalagay na ang hydrogen na matatagpuan sa metal na sala-sala ay ganap o bahagyang naghihiwalay sa mga proton (i.e., H + ions) at mga electron.

Ang data sa elektronikong istraktura ng palladium hydride ay nakuha sa pamamagitan ng pag-aaral ng magnetic properties. Ang pagbabago sa mga magnetic na katangian ng hydride depende sa dami ng hydrogen na kasama sa istraktura ay pinag-aralan. Batay sa pag-aaral ng mga magnetic properties ng isang substance, posibleng tantiyahin kung gaano karaming mga hindi magkapares na electron ang nakapaloob sa mga particle na bumubuo sa substance na ito. Sa karaniwan, mayroong humigit-kumulang 0.55 na hindi magkapares na mga electron sa bawat atom ng palladium. Kapag ang palladium ay puspos ng hydrogen, ang bilang ng mga hindi magkapares na electron ay bumababa. At sa isang sangkap na may komposisyon na PdH 0.55, ang mga hindi magkapares na electron ay halos wala.

Batay sa mga datos na ito, maaari nating tapusin na ang hindi magkapares na mga electron ng palladium ay bumubuo ng mga pares na may hindi magkapares na mga electron ng mga atomo ng hydrogen.

Gayunpaman, ang mga katangian ng interstitial hydrides (sa partikular, elektrikal at magnetic) ay maaari ding ipaliwanag sa batayan ng kabaligtaran na hypothesis. Maaaring ipagpalagay na ang interstitial hydride ay naglalaman ng mga H - ions, na nabuo dahil sa pagkuha ng mga atomo ng hydrogen ng bahagi ng mga semi-libreng electron na nasa metal na sala-sala. Sa kasong ito, ang mga electron na natanggap mula sa metal ay bubuo din ng mga pares sa mga electron na nasa mga atomo ng hydrogen. Ipinapaliwanag din ng diskarteng ito ang mga resulta ng mga magnetic measurement.

Posible na ang parehong uri ng mga ion ay magkakasamang nabubuhay sa interstitial hydride. Ang mga metal na electron at hydrogen electron ay bumubuo ng mga pares at, samakatuwid, ang isang covalent bond ay nangyayari. Ang mga pares ng elektron na ito ay maaaring ilipat sa isang degree o isa pa sa isa sa mga atomo - metal o hydrogen.

Ang pares ng elektron ay mas malakas na kumikiling sa metal na atom sa mga hydrides ng mga metal na iyon na mas malamang na mag-donate ng mga electron, tulad ng palladium o nickel hydride. Ngunit sa mga hydrides ng scandium at uranium, tila, ang pares ng elektron ay malakas na inilipat patungo sa hydrogen. Samakatuwid, ang mga hydrides ng lanthanides at actinides sa maraming aspeto ay katulad ng mga hydrides ng alkaline earth metals. Sa pamamagitan ng paraan, ang lanthanum hydride ay umabot sa komposisyon na LaH 3 . Para sa mga tipikal na interstitial hydride, ang hydrogen content, gaya ng alam na natin ngayon, ay hindi mas mataas kaysa sa naaayon sa mga formula na MeH o MeH 2 .

Ang isa pang pang-eksperimentong katotohanan ay nagpapakita ng kahirapan sa pagtukoy ng likas na katangian ng bono sa interstitial hydride.

Kung ang hydrogen ay tinanggal mula sa palladium hydride sa mababang temperatura, posible na mapanatili ang distorted ("pinalawak") na sala-sala na natagpuan sa hydrogen-saturated palladium. Ang magnetic properties (tandaan ito), electrical conductivity at tigas ng naturang paleydyum ay karaniwang pareho sa hydride.

Kaya't sumusunod na sa pagbuo ng mga interstitial hydride, ang pagbabago sa mga katangian ay sanhi hindi lamang ng pagkakaroon ng hydrogen sa kanila, kundi pati na rin ng isang pagbabago sa mga interatomic na distansya sa sala-sala.

Kailangan nating aminin na ang tanong ng likas na katangian ng interstitial hydride ay napakakomplikado at malayo sa pangwakas na solusyon.

Ang sangkatauhan ay palaging sikat sa katotohanan na, kahit na hindi lubos na nalalaman ang lahat ng mga aspeto ng anumang mga phenomena, nagawa nitong praktikal na gamitin ang mga phenomena na ito. Ito ay ganap na nalalapat sa interstitial hydride.

Ang pagbuo ng interstitial hydrides sa ilang mga kaso ay sadyang ginagamit sa pagsasanay, sa ibang mga kaso, sa kabaligtaran, sinusubukan nilang iwasan ito.

Ang mga interstitial hydride ay medyo madaling naglalabas ng hydrogen kapag pinainit, at minsan sa mababang temperatura. Saan maaaring gamitin ang ari-arian na ito? Siyempre sa mga proseso ng redox. Bukod dito, ang hydrogen na ibinibigay ng interstitial hydride ay nasa atomic state sa ilang yugto ng proseso. Ito ay malamang na nauugnay sa aktibidad ng kemikal ng interstitial hydride.

Ito ay kilala na ang Group VIII metals (iron, nickel, platinum) ay magandang catalysts para sa mga reaksyon kung saan ang hydrogen ay idinagdag sa ilang substance. Marahil ang kanilang catalytic role ay nauugnay sa intermediate formation ng hindi matatag na interstitial hydride. Ang karagdagang paghihiwalay, ang mga hydride ay nagbibigay sa sistema ng reaksyon ng isang tiyak na halaga ng atomic hydrogen.

Halimbawa, pinong dispersed platinum (ang tinatawag na platinum black) catalyzes ang oksihenasyon ng hydrogen na may oxygen - sa presensya nito, ang reaksyon na ito ay nagpapatuloy sa isang kapansin-pansin na rate kahit na sa temperatura ng silid. Ang pag-aari na ito ng platinum black ay ginagamit sa mga fuel cell - mga aparato kung saan ang mga kemikal na reaksyon ay ginagamit upang direktang makagawa ng elektrikal na enerhiya, na lumalampas sa produksyon ng init (stage ng pagkasunog). Ang tinatawag na hydrogen electrode, isang mahalagang tool para sa pag-aaral ng mga electrochemical properties ng mga solusyon, ay batay sa parehong ari-arian ng pinong dispersed platinum.

Ang pagbuo ng interstitial hydride ay ginagamit upang makakuha ng mataas na purong metal powder. Ang metallic uranium at iba pang actinides, pati na rin ang napakadalisay na titanium at vanadium, ay ductile, at samakatuwid ay halos imposible na maghanda ng mga pulbos mula sa kanila sa pamamagitan ng paggiling ng metal. Upang alisin ang metal ng plasticity, ito ay puspos ng hydrogen (ang operasyon na ito ay tinatawag na "embrittlement" ng metal). Ang resultang hydride ay madaling triturated sa pulbos. Ang ilang mga metal, kapag puspos ng hydrogen, ang kanilang mga sarili ay pumasa sa isang estado ng pulbos (uranium). Pagkatapos, kapag pinainit sa isang vacuum, ang hydrogen ay aalisin at ang purong metal na pulbos ay nananatili.

Ang thermal decomposition ng ilang hydrides (UH 3, TiH 2) ay maaaring gamitin upang makagawa ng purong hydrogen.

Ang pinaka-kagiliw-giliw na mga lugar ng aplikasyon ng titanium hydride. Ginagamit ito para sa paggawa ng mga foam metal (halimbawa, aluminum foam). Upang gawin ito, ang hydride ay ipinakilala sa tinunaw na aluminyo. Sa mataas na temperatura, ito ay nabubulok, at ang nagresultang mga bula ng hydrogen ay bumubula ng likidong aluminyo.

Ang titanium hydride ay maaaring gamitin bilang pampababa ng ahente para sa ilang mga metal oxide. Maaari itong magsilbi bilang isang panghinang para sa pagsali sa mga bahagi ng metal, at bilang isang sangkap na nagpapabilis sa proseso ng sintering ng mga particle ng metal sa metalurhiya ng pulbos. Ginagamit din ng huling dalawang kaso ang mga nagpapababang katangian ng hydride. Karaniwang nabubuo ang isang layer ng mga oxide sa ibabaw ng mga particle ng metal at mga bahagi ng metal. Pinipigilan nito ang pagdirikit ng mga katabing seksyon ng metal. Ang Titanium hydride, kapag pinainit, ay binabawasan ang mga oksido na ito, sa gayon ay nililinis ang ibabaw ng metal.

Ang titanium hydride ay ginagamit upang makagawa ng ilang mga espesyal na haluang metal. Kung ito ay nabubulok sa ibabaw ng isang produktong tanso, isang manipis na layer ng tanso-titanium na haluang metal ay nabuo. Ang layer na ito ay nagbibigay sa ibabaw ng produkto ng mga espesyal na mekanikal na katangian. Kaya, posible na pagsamahin ang ilang mahahalagang katangian sa isang produkto (electrical conductivity, lakas, tigas, abrasion resistance, atbp.).

Sa wakas, ang titanium hydride ay isang napaka-epektibong proteksyon laban sa mga neutron, gamma ray at iba pang hard radiation.

Minsan, sa kabaligtaran, ang isa ay kailangang makipagpunyagi sa pagbuo ng interstitial hydride. Sa metalurhiya, kemikal, langis at iba pang industriya, ang hydrogen o mga compound nito ay nasa ilalim ng presyon at nasa mataas na temperatura. Sa ilalim ng gayong mga kondisyon, ang hydrogen ay maaaring magkalat sa isang kapansin-pansing lawak sa pamamagitan ng pinainit na metal, "iwanan" lamang ang kagamitan. Bilang karagdagan (at marahil ito ang pinakamahalagang bagay!), Dahil sa pagbuo ng mga interstitial hydride, ang lakas ng mga kagamitang metal ay maaaring mabawasan nang malaki. At ito ay puno na ng isang seryosong panganib kapag nagtatrabaho na may mataas na presyon.