Лития оксид

Р’ 1817 Рі.

шведский химик и минералог Август Арфведсон, анализируя природный минерал петалит, установил, что в нем содержится «огнепостоянная щелочь до сих пор неизвестной природы». Позднее он нашел аналогичные соединения в составе других минералов. Арфведсон предположил, что это соединения нового элемента и дал ему название литий (от греческого liqoz – камень).
Металлический литий был выделен в 1818 году английский химиком Гемфри Дэви электролизом расплава гидроксида лития.

Нахождение в природе и получение:

Природный литий состоит из двух стабильных изотопов — 6Li (7,42%) и 7Li (92,58%).
Литий — сравнительно мало распространенный элемент (массовая доля в земной коре 1,8*10-3%, 18 г/тонну).

Кроме петалита LiAl[Si4O10], основными минералами лития являются слюда, лепидолит — KLi1,5Al1,5[Si3AlO10](F,OH)2 и пироксен сподумен — LiAl[Si2O6].

В настоящее время для получения металлического лития его природные минералы или обрабатывают серной кислотой, или спекают с CaO или CaCO3, а затем выщелачивают водой.

Получают растворы сульфата или гидроксида лития, из которых осаждают плохо растворимый карбонат Li2CO3, который затем переводят в хлорид LiCl.

Электролизом расплава хлорида лития в смеси с хлоридом калия или бария получают металлический литий.

Физические свойства:

Простое вещество литий — мягкий щелочной металл серебристо-белого цвета.

Р�з всех щелочных металлов он самый твердый, высокоплавкий (Ткип=180,5 и Тпл=1340В° С).

Это самый легкий металл (плотность 0,533 г/СЃРј3), он плавает не только в воде, но и в керосине. Литий и его соли окрашивают пламя в карминно-красный цвет.

Химические свойства:

Литий проявляет типичные свойства щелочных металлов, взаимодействуя с водой, кислородом, другими неметаллами.

Хранить его приходится под слоем под слоем минерального масла, придавливая сверху, чтобы не всплывал.
В соответствии с положением в ПСХЭ, литий наименее активный щелочной металл.

Так в реакции с кислородом он образует в основном оксид лития, а не пероксиды как другие металлы. Подобно натрию литий растворяется в жидком аммиаке, образуя синий раствор с металлической проводимостью.

Растворенный литий постепенно реагирует с аммиаком: 2Li + 2NH3 = 2LiNH2 + H2.
Литий отличается повышенной активностью при взаимодействии с азотом, образуя с ним уже при обычной температуре нитрид Li3N.

По некоторым свойствам литий и его соединения напоминают соединения магния (диагональное сходство в таблице Менделеева).

Важнейшие соединения:

Оксид лития, Li2O — белое кристаллическое вещество, основный оксид, с водой образует гидроксид

Гидроксид лития — LiOH — белый порошок, обычно моногидрат, LiOH*H2O, сильное основание

Соли лития — бесцветные кристаллические вещества, гигроскопичны, образуют кристаллогидраты состава LiX*3H2O.

Карбонат и фторид лития подобно аналогичным солям магния малорастворимы.

Карбонат и нитрат лития при нагревании разлагаются, образуя оксид лития:
Li2CO3 = Li2O + CO2; 4LiNO3 = 2Li2O + 4NO2 + O2

Пероксид лития — Li2O2 — белое кристаллическое вещество, получают реакцией гидроксида лития с пероксидом водорода: 2LiOH + H2O2 = Li2O2 + 2H2O Р�спользуют в космических аппаратах и подводных лодках для получения кислорода:

2Li2O2 + 2CO2 = 2Li2CO3 +O2

Гидрид лития LiH получают взаимодействием расплавленного лития с водородом. Бесцветные кристаллы, реагирует с водой и кислотами с выделением водорода. Р�сточник водорода в полевых условиях.

Применение:

Металлический литий — высокопрочные и сверхлегкие сплавы с магнием и алюминием для авиационной и космической техники. Легирующая добавка в металлургии (связывает азот, кремний, углерод). Теплоноситель (расплав) в ядерных реакторах.

Р�з лития изготовляют аноды химических источников тока и гальванических элементов с твёрдым электролитом.

Соединения: специальные стекла, глазури, эмали, керамика.

Монокристаллы фторида лития используются для изготовления высокоэффективных (КПД 80 %) лазеров
LiOH как добавка в электролит щелочных аккумуляторов.

Карбонат лития – добавка в расплав при производстве алюминия: снижает температуру плавления электролита, увеличивает силу тока, уменьшает нежелательное выделение фтора.

Металлоорганические соединения лития (например бутиллитий LiРЎ4Рќ9) — широко применяются в промышленном и лабораторном органическом синтезе и как катализаторы полимеризации.

Дейтерид лития-6: как источник дейтерия и трития в термоядерном оружии (водородная бомба). См. Ядерные реакции дейтерида лития. (анимированные модели).

Содержание лития в организме человека составляет около 70 мг. В течение суток в организм взрослого человека поступает около 100 мкг лития.

Литий способствует высвобождению магния из клеточных В«депоВ» и тормозит передачу нервного импульса, ингибируя проводимость нервной системы.

Соли лития применяются психотропные лекарственные средства, оказывая успокаивающий эффект при лечении шизофрении и депрессии.

Однако передозировка может привести к тяжелым осложнениям и летальному исходу.

Нурмаганбетов Т.
ТюмГУ, 582 группа, 2011 г.