Степень окисления лития (li), формула и примеры

Степень окисления лития (li), формула и примеры

ЛИТИЙ (лат. Lithium), Li, химический элемент с атомным номером 3, атомная масса 6,941. Химический символ Li читается так же, как и название самого элемента.

alt

Узнай стоимость своей работы

Бесплатная оценка заказа!

Оценим за полчаса!

Литий встречается в природе в виде двух стабильных нуклидов 6Li (7,52% по массе) и 7Li (92,48%). В периодической системе Д. И. Менделеева литий расположен во втором периоде, группе IA и принадлежит к числу щелочных металлов. Конфигурация электронной оболочки нейтрального атома лития 1s22s1. В соединениях литий всегда проявляет степень окисления +1.

Металлический радиус атома лития 0,152 нм, радиус иона Li+ 0,078 нм. Энергии последовательной ионизации атома лития 5,39 и 75,6 эВ. Электроотрицательность по Полингу 0,98, самая большая у щелочных металлов.

В виде простого вещества литий — мягкий, пластичный, легкий, серебристый металл.

Физические и химические свойства: из металлов литий самый легкий, его плотность 0,534 г/см3. Температура плавления 180,5°C, температура кипения 1326°C. При температурах от –193°C до температуры плавления устойчива кубическая объемно центрированная модификация лития с параметром элементарной ячейки а = 0,350 нм.

Из-за небольшого радиуса и маленького ионного заряда литий по своим свойствам больше всего напоминает не другие щелочные металлы, а элемент группы IIA магний (Mg). Литий химически очень активен. Он способен взаимодействовать с кислородом (O) и азотом (N) воздуха при обычных условиях, поэтому на воздухе он быстро окисляется с образованием темного налета продуктов взаимодействия:

alt

Узнай стоимость своей работы

Бесплатная оценка заказа!
Читайте также:  Аксиомы геометрии и следствия из них

Оценим за полчаса!
  • 4Li + O2 = 2Li2O,
  • 6Li + N2 = 2Li3N
  • При контактах с галогенами литий самовоспламеняется при обычных условиях. Подобно магнию (Mg), нагретый литий способен гореть в CO2:
  • 4Li + CO2 = C + 2Li2O
  • Стандартный электродный потенциал Li/Li+ имеет наибольшее отрицательное значение (E°298 = –3,05 B) по сравнению со стандартными электродными потенциалами других металлов. Это обусловлено большой энергией гидратации маленького иона Li+, что значительно смещает равновесие в сторону ионизации металла:
  • Liтвердый Li+раствор + e
  • Для слабо сольватирующих растворителей значение электродного потенциала лития соответствует его меньшей химической активности в ряду щелочных металлов.

Соединения лития — соли — как правило, бесцветные кристаллические вещества. По химическому поведению соли лития несколько напоминают аналогичные соединения магния (Mg) или кальция (Ca).

Плохо растворимы в воде фторид LiF, карбонат Li2CO3, фосфат Li2PO4, хорошо растворим хлорат лития LiClO3 — это, пожалуй, одно из самых хорошо растворимых соединения в неорганической химии (при 18°C в 100 г воды растворяется 313,5 г LiClO3).

Оксид лития Li2O — белое твердое вещество — представляет собой типичный щелочной оксид. Li2O активно реагирует с водой с образованием гидроксида лития LiOH.

Этот гидроксид получают электролизом водных растворов LiCl:

2LiCl + 2H2O = 2LiOH + Cl2 + H2

LiOH — сильное основание, но оно отличается по свойствам от гидроксидов других щелочных металлов. Гидроксид лития уступает им в растворимости. При прокаливании гидроксид лития теряет воду:

  1. 2LiOH = Li2O + H2O
  2. Большое значение в синтезе органических и неорганических соединений имеет гидрид лития LiH, который образуется при взаимодействии расплавленного лития с водородом (H):
  3. 2Li + H2 = 2LiH

LiH — ионное соединение, строение кристаллической решетки которого похоже на строение кристаллической решетки хлорида натрия NaCl. Гидрид лития можно использовать в качестве источника водорода для наполнения аэростатов и спасательного снаряжения (надувных лодок и т.п.), так как при его гидролизе образуется большое количество водорода (1 кг LiH дает 2,8 м3 H2):

  • LiH + H2O = LiOH + H2
  • Он также находит применение при синтезе различных гидридов, например, борогидрида лития:
  • BCl3 + 4LiH = Li[BH4] + 3LiCl.

Литий образует соединения с частично ковалентной связью Li—C, т. е. литийорганические соединения. Например, при реакции иодбензола C6H5I с литием в органических растворителях протекает реакция:

Читайте также:  Строение атома бериллия (be), схема и примеры

C6H5I + 2Li = C6H5Li + LiI.

Литийорганические соединения широко используются в органическом синтезе и в качестве катализаторов.

История открытия: литий был открыт в 1817 году шведским химиком и минералогом А. Арфведсоном сначала в минерале петалите (Li,Na)[Si4AlO10], а затем в сподумене LiAl[Si2O6] и в лепидолите KLi1.5Al1.5[Si3AlO10](F,OH)2. Свое название получил из-за того, что был обнаружен в «камнях» (греч. Litos — камень).

Характерное для соединений лития красное окрашивание пламени впервые наблюдал немецкий химик Х. Г. Гмелин в 1818 году. В этом же году английский химик Г. Дэви электролизом расплава гидроксида лития получил кусочек металла.

Получить свободный металл в достаточных количествах удалось впервые только в 1855 году путем электролиза расплавленного хлорида:

2LiCl = 2Li + Cl2

в настоящее время для получения металлического лития его природные минералы или разлагают серной кислотой (кислотный способ), или спекают с CaO или CaCO3 (щелочной способ), или обрабатывают K2SO4 (солевой способ), а затем выщелачивают водой.

В любом случае из полученного раствора выделяют плохо растворимый карбонат лития Li2CO3, который затем переводят в хлорид LiCl. Электролиз расплава хлорида лития проводят в смеси с KCl или BaCl2 (эти соли служат для понижения температуры плавления смеси).

В дальнейшем полученный литий очищают методом вакуумной дистилляции.

Нахождение в природе: литий довольно широко распространен в земной коре, его содержание в ней составляет 6,5·10–3% по массе.

Как уже упоминалось, основные минералы, содержащие литий, — это петалит (содержит 3,5-4,9 % Li2O), сподумен (6-7 % Li2O), лепидолит (4-6 % Li2O) и амблигонит LiAl[PO4] — 8-10 % Li2O.

В виде примеси литий содержится в ряде породообразующих минералов, а также присутствует в рапе некоторых озер и в минерализованных водах. В морской воде содержится около 2·10–5 % лития.

Применение: из лития изготовляют аноды химических источников тока, работающих на основе неводных твердых электролитов. Жидкий литий может служить теплоносителем в ядерных реакторах. С использованием нуклида 6Li получают радиоактивный тритий 31H (Т):

63Li + 10n = 31H + 42He.

Литий и его соединения широко применяют в силикатной промышленности для изготовления специальных сортов стекла и покрытия фарфоровых изделий, в черной и цветной металлургии (для раскисления, повышения пластичности и прочности сплавов), для получения пластичных смазок. Соединения лития используются в текстильной промышленности (отбеливание тканей), пищевой (консервирование) и фармацевтической (изготовление косметики).

Биологическая роль: литий в незначительных количествах присутствует в живых организмах, но, по-видимому, не выполняет никаких биологических функций. Установлено его стимулирующее действие на некоторые процессы в растениях, способность повышать их устойчивость к заболеваниям.

В организме среднего человека (масса 70 кг) содержится около 0,7 мг лития. Токсическая доза 90-200 мг.

Особенности обращения с литием: как и другие щелочные металлы, металлический литий способен вызывать ожоги кожи и слизистых, особенно в присутствии влаги. Поэтому работать с ним можно только в защитной одежде и очках. Хранят литий в герметичной таре под слоем минерального масла. Отходы лития нельзя выбрасывать в мусор, для уничтожения их следует обработать этиловым спиртом:

2С2Н5ОН + 2Li = 2С2Н5ОLi + Н2

Образовавшийся этилат лития затем разлагают водой до спирта и гидроксида лития LiOH.

А знаете ли Вы, что…

Источник: http://WebElements.narod.ru/elements/Li.htm

Гидрид лития — Lithium hydride

Гидрид лития представляет собой неорганическое соединение с формулой Li H . Этот гидрид щелочного металла представляет собой бесцветное твердое вещество, хотя коммерческие образцы серого цвета.

Характеристика солевого типа (ионный) гидрид, он имеет высокую температуру плавления, и он не растворит , но реактивный со всеми органическими и протонными растворителями.

Он растворит и не взаимодействует с некоторыми расплавленными солями , такими как фторид лития , боргидрид лития и гидрид натрия . С молекулярной массой чуть меньше , чем 8,0, это самый легкий ионное соединение .

Физические свойства

LiH является диамагнитным и ионный проводник с проводимостью постепенно увеличивается от 6995200000000000000 ♠2 × 10 -5  Ω -1 см -1 при 443 ° С до 0,18 Ω -1 см -1 при 754 ° С; нет разрыва в этом увеличении через точку плавления.

Диэлектрическая проницаемость в LiH уменьшается от 13,0 (статических, низких частот) до 3,6 (видимого света частот). LiH представляет собой мягкий материал с твердостью по Моосу 3,5.

Его сжимающая ползучесть ( в расчете на 100 ч) быстро возрастает от 100% при 475 ° С, а это означает , что LiH не может обеспечить механическую поддержку при нагревании.

Теплопроводность от LiH уменьшается с температурой и зависит от морфологии: соответствующие значения равны 0,125 Вт / (см · К) для кристаллов и 0,0695 Вт / (см · К) для прессовок при 50 ° С и 0,036 Вт / (см · к) для кристаллов и 0,0432 Вт / (см · к) для прессовок при 500 ° С. Линейный коэффициент термического расширения составляет 4,2 × 10 — 5 / ° С при комнатной температуре.

Синтез и обработка

LiH получают путем обработки лития металла с водородом газа:

2 Li + Н 2 → 2 LiH

Эта реакция особенно быстро при температурах выше 600 ° С. Добавление 0,001-0,003% углерода, или / и повышением температуры и / или давления, повышает выход до 98% при 2-часовой продолжительности пребывания. Однако реакция протекает при температурах ниже 29 ° C. Выход составляет 60% при 99 ° C и 85% при 125 ° С, а скорость существенно зависит от состояния поверхности LiH.

Менее распространенные способы синтеза LiH включают термическое разложение литий — алюминий гидрида (200 ° C), боргидрид лития (300 ° С), н-бутиллитий (150 ° C), или этиллитий (120 ° C), а также несколько реакций с участием литиевые соединения низкой стабильности и доступного содержания водорода.

Химические реакции дают LiH в виде порошка сосредоточенного, который может быть сжат в гранулы без связующего. Более сложные формы могут быть получены путем отливки из расплава. Большие монокристаллы (около 80 мм в длину и 16 мм в диаметре) могут быть затем выращивают из расплавленного порошка LiH в атмосфере водорода по методике Бриджмена-Стокбаргер .

Они часто имеют голубоватый цвет , благодаря наличию коллоидного Li. Этот цвет может быть удален путем отжига после роста при более низких температурах (~ 550 ° С) и ниже , тепловых градиентов. Основные примеси в этих кристаллах Na (20-200 частей на миллион, м.д.

), O (10-100 частей на миллион), Mg (0,5-6 частей на миллион), Fe (0,5-2 частей на миллион) и Cu (0,5-2 частей на миллион).

Крекинг в литом LiH после обработки с помощью фрезы летать . Шкала в дюймах.

Объемная холодная отжимом часть LiH может быть легко обработана с использованием стандартных методов и инструментов для микрометра точности. Тем не менее, бросок LiH является хрупкими и легко трещинами в процессе обработки.

Реакции

LiH порошок быстро реагирует с воздухом с низкой влажностью, образуя LiOH , Li2 OиLi2 СО3 . В влажном воздухе порошок самовоспламеняется, образуя смесь продуктовтом числе некоторых азотсодержащих соединений.

Комок материал реагирует с влагой воздуха, образуя поверхностную пленку, которая представляет собой вязкую жидкость. Это препятствует дальнейшей реакции, хотя появление фильма «налетом» вполне очевидна. Мало или нет нитрид формируется под воздействием влажного воздуха.

Комок материал, содержащийся в металлической чашке, можно нагревать на воздухе до чуть ниже 200 ° С без воспламенения, хотя она воспламеняется легко при прикосновении открытого пламени. Состояние поверхности LiH, наличие окислов на металлической тарелке и т.д.

, оказывают существенное влияние на температуру воспламенения. Сухой кислород не реагирует с кристаллической LiHесли не сильно нагревается, когда происходит почти взрывное горение.

LiH обладает высокой реакционной способностью по отношению к воде и других протонных реагентов:

LiH + H 2 O → Li + + H 2 + ОН —

LiH меньше реагирует с водой, чем Li и, таким образом, является гораздо менее мощным восстановителем для воды, спиртов и других средах, содержащих восстанавливаемые растворенные вещества. Это верно для всех бинарных солевых гидридов.

LiH гранулы медленно расширяться во влажном воздухе, образуя LiOH; Однако, скорость расширения составляет менее 10% в течение 24 часов в давлении 2  Торр водяного пара.

Если влажный воздух содержит двуокись углерода, затем продукт представляет собой карбонат лития. LiH , реагирует с аммиаком, медленно при комнатной температуре, но реакция ускоряется значительно выше 300 ° С.

LiH медленно реагирует с высшими спиртами и фенолами , но энергично низшие спирты.

LiH, реагирует с диоксидом серы:

2 LiH + 2 SO 2 → Li 2 S 2 O 4 + Н 2

хотя выше 50 ° С продукт лития дитионит.

LiH, реагирует с ацетиленом с образованием карбида лития и водорода.

С безводными органическими кислотами, фенолами и ангидридами кислот LiH реагирует медленно, производя газообразный водород и литиевую соль кислоты. С водосодержащими кислотами, LiH реагирует быстрее, чем с водой.

Многие реакции LiH с кислородсодержащими выход LiOH, который, в свою очередь, необратимо реагирует с LiH при температурах выше 300 ° C:

LiH + LiOH → Li 2 O + Н 2

Приложения

Хранение водорода и топливо

При содержании водорода в пропорции к его массе в три раза превышает NaH, LiH имеет самое высокое содержание водорода любого гидрида.

LiH периодически представлять интерес для хранения водорода, но приложения были сорваны его устойчивостью к разложению.

Таким образом , удаление H 2 требует температур выше 700 ° C , используемые для его синтеза, такие температуры являются дорогостоящими , чтобы создавать и поддерживать. Соединение сразу протестировали в качестве компонента топлива в модели ракеты.

LiH обычно не является гидрид-восстановительный агент, за исключением того, в синтезе гидридов некоторых металлоидов. Так , например, силан получают в результате реакции гидрида лития и тетрахлорида кремния с помощью процесса Sundermeyer:

4 LiH + SiCl 4 → 4 LiCl + SiH 4

Гидрид лития используется в производстве различных реагентов для органического синтеза , такие как гидрид лития — алюминия (LiAlH 4 ) и боргидрид лития (LiBH 4 ). Триэтилборан реагирует с получением superhydride (LiBHEt 3 ).

В ядерной физике и химии

Гидрид литии (LiH) иногда желательный материал для экранирования ядерных реакторов , с изотопом литий-7 (литий-7), и она может быть изготовлена путем литья.

литий и дейтерий

Литий дейтерид, в виде лития-7 дейтерида, является хорошим замедлителем для ядерных реакторов , так как дейтерий (Н-2) имеет более низких нейтроны поперечного сечения поглощения по сравнению с обычным водородом (Н-1) делает, и поперечное сечение для Li-7 также низко, уменьшая поглощение нейтронов в реакторе. Литий-7 является предпочтительным для модератора , потому что он имеет поперечное сечение нижнего захвата нейтронов, и она также образует меньше тритий (Н-3) при бомбардировке нейтронами.

Соответствующий литий-6 дейтерид , 6 LiH или 6 LiD, является основным слитым топливом в термоядерном оружии .

В водородных боеголовок в конструкции Теллера-Улама , а деление ядер триггер взрывается , чтобы нагреть и сжать дейтеридом лития-6, и бомбардировать 6 LiD с нейтронами , чтобы произвести тритий в экзотермической реакции: Li-6 + п -> Он -4 + Н-3.

Дейтерия и трития (оба изотопы водорода) , то предохранитель , чтобы произвести гелий -4, один нейтрон и 17,59 МэВ свободной энергии в виде гамма — лучей , кинетической энергии и т.д. гелий представляет собой инертный побочный продукт.

До замка Браво испытания ядерного оружия в 1954 году, считалось , что только менее распространенный изотоп литий-6 породит трития при ударе быстрых нейтронов. Тест Замок Браво показал (случайно) , что более обильный литий-7 также делает это в экстремальных условиях, хотя и с помощью эндотермической реакции.

Читайте также:  Физические и химические свойства циклоалканов

безопасности

LiH бурно реагирует с водой с получением газообразного водорода и LiOH, который является каустической.

Следовательно, LiH пыль может взорваться во влажном воздухе или даже в сухом воздухе из — за статическое электричество.

При концентрации 5-55 мг / м 3 в воздухе пыль чрезвычайно раздражает слизистую оболочку и кожу и может вызвать аллергическую реакцию. Из — за раздражения, LiH обычно отвергнуто , а не накапливается в организме.

Некоторые соли лития, которые могут быть получены в реакциях LiH, являются токсичными.

LiH огонь не должен быть потушен с помощью диоксида углерода, четыреххлористый углерод, или водные огнетушители; они должны быть подавленное покрытие с металлическим предметом или графитом или доломитом порошком.

Песок менее подходит, так как она может взорваться при смешивании с горящей LiH, особенно если не сухой.

LiH , как правило , транспортируется в масле, с использованием контейнеров , изготовленных из керамики, некоторых видов пластмасс или стали, и обрабатывается в атмосфере сухого аргона или гелия. Азот может быть использован, но не при повышенных температурах, так как он реагирует с литием. LiH обычно содержит некоторое количество металлического лития, который разъедает стали или кремнезема контейнеров при повышенных температурах.

Рекомендации

внешняя ссылка

Источник: https://ru.qwe.wiki/wiki/Lithium_hydride

Литий

   Литий находит очень широкое применение в современной промышленности.  Термоэлектрические материалы — сплав сульфида лития и сульфида меди — эффективный полупроводник для термоэлектропреобразователей (ЭДС около 530 мкВ/К).

  Химические источники тока — из лития изготовляют аноды химических источников тока (аккумуляторов, например литий-хлорных аккумуляторов) и гальванических элементов с твёрдым электролитом (например, литий-хромсеребряный, литий-висмутатный, литий-окисномедный, литий-двуокисномарганцевый, литий-иодсвинцовый, литий-иодный, литий-тионилхлоридный, литий-оксидванадиевый, литий-фторомедный, литий-двуокисносерный элементы), работающих на основе неводных жидких и твёрдых электролитов (тетрагидрофуран, пропиленкарбонат, метилформиат, ацетонитрил). Кобальтат лития и молибдат лития показали лучшие эксплуатационные свойства и энергоёмкость в качестве положительного электрода литиевых аккумуляторов. Гидроксид лития используется как один из компонентов для приготовления электролита щелочных аккумуляторов. Добавление гидроксида лития к электролиту тяговых железо-никелевых, никель-кадмиевых, никель-цинковых аккумуляторных батарей повышает их срок службы в 3 раза и ёмкость на 21 % (за счёт образования никелатов лития).  Алюминат лития — наиболее эффективный твёрдый электролит (наряду с цезий-бета-глинозёмом). Лазерные материалы — монокристаллы фторида лития используются для изготовления высокоэффективных (КПД 80 %) лазеров на центрах свободной окраски, и для изготовления оптики с широкой спектральной полосой пропускания.  Окислители — перхлорат лития используют в качестве окислителя.  Дефектоскопия — сульфат лития используют в дефектоскопии.  Пиротехника — нитрат лития используют в пиротехнике.  Сплавы — лития с серебром и золотом, а также медью являются очень эффективными припоями. Сплавы лития с магнием, скандием, медью, кадмием и алюминием — новые перспективные материалы в авиации и космонавтике. На основе алюмината и силиката лития создана керамика, затвердевающая при комнатной температуре и используемая в военной технике, металлургии, и, в перспективе, в термоядерной энергетике. Огромной прочностью обладает стекло на основе литий-алюминий-силиката, упрочняемого волокнами карбида кремния. Литий очень эффективно упрочняет сплавы свинца и придает им пластичность и стойкость против коррозии.

  Электроника — триборат лития-цезия используется как оптический материал в радиоэлектронике. Кристаллические ниобат лития LiNbO3 и танталат лития LiTaO3 являются нелинейными оптическими материалами и широко применяются в нелинейной оптике, акустооптике и оптоэлектронике. Литий также используется при наполнении осветительных газоразрядных металлогалогеновых ламп.

  Металлургия — в чёрной и цветной металлургии литий используется для раскисления и повышения пластичности и прочности сплавов. Литий иногда применяется для восстановления методами металлотермии редких металлов.  Металлургия алюминия — карбонат лития является важнейшим вспомогательным веществом (добавляется в электролит) при выплавке алюминия, и его потребление растет с каждым годом пропорционально объёму мировой добычи алюминия (расход карбоната лития 2,5-3,5 кг на тонну выплавляемого алюминия.  Легирование алюминия — введение лития в систему легирования позволяет получить новые сплавы алюминия с высокой удельной прочностью. Добавка лития снижает плотность сплава и повышает модуль упругости. При содержании лития до 1,8 % сплав имеет низкое сопротивление коррозии под напряжением, а при 1,9 % сплав не склонен к коррозионному растрескиванию. Увеличение содержания лития до 2,3 % способствует возрастанию вероятности образования рыхлот и трещин. Механические свойства при этом изменяются: пределы прочности и текучести возрастают, а пластические свойства снижаются. Наиболее известны системы легирования Al-Mg-Li (пример — сплав 1420, применяемый для изготовления конструкций летательных аппаратов) и Al-Cu-Li (пример — сплав 1460, применяемый для изготовления емкостей для сжиженных газов).  Ядерная энергетика — Изотопы 6Li и 7Li обладают разными ядерными свойствами (сечение поглощения тепловых нейтронов, продукты реакций) и сфера их применения различна. Гафниат лития входит в состав специальной эмали, предназначенной для захоронения высокоактивных ядерных отходов, содержащих плутоний. Литий-6 (термояд) применяется в термоядерной энергетике. При облучении нуклида 6Li тепловыми нейтронами получается радиоактивный тритий 3H. Благодаря этому литий-6 может применяться как замена радиоактивного, нестабильного и неудобного в обращении трития как в военных (термоядерное оружие), так и в мирных (управляемый термоядерный синтез) целях. В термоядерном оружии обычно применяется дейтерид лития-6 6LiD. Перспективно также использование лития-6 для получения гелия-3 (через тритий) с целью дальнейшего использования в дейтерий-гелиевых термоядерных реакторах.   Литий-7 (теплоноситель) — применяется в ядерных реакторах, использующих реакции с участием тяжёлых элементов, таких как уран, торий или плутоний. Благодаря очень высокой удельной теплоёмкости и низкому сечению захвата тепловых нейтронов, жидкий литий-7 (часто в виде сплава с натрием или цезием) служит эффективным теплоносителем. Фторид лития-7 в сплаве с фторидом бериллия (66 % LiF + 34 % BeF2) носит название «флайб» (FLiBe) и применяется как высокоэффективный теплоноситель и растворитель фторидов урана и тория в высокотемпературных жидкосолевых реакторах, и для производства трития.

  Сушка газов — высокогигроскопичные соединения с бромом и хлором — бромид LiBr и хлорид лития LiCl — применяются для осушения воздуха и других газов.

  Медицина — Соли лития обладают нормотимическими и другими лечебными свойствами. Поэтому они находят применение в медицине.  Смазочные материалы — стеарат лития («литиевое мыло или литол») используется в качестве высокотемпературной смазки.

  Регенерация кислорода в автономных аппаратах — гидроксид лития LiOH, пероксид Li2O2 и супероксид LiO2 применяются для очистки воздуха от углекислого газа; при этом последние два соединения реагируют с выделением кислорода (например, 4LiO2 + 2CO2 → 2Li2CO3 + 3O2), благодаря чему они используются в изолирующих противогазах, в патронах для очистки воздуха на подлодках, на пилотируемых космических аппаратах и т. д.

  Силикатная промышленность — литий и его соединения широко применяют в силикатной промышленности для изготовления специальных сортов стекла и покрытия фарфоровых изделий.

  Прочие области применения — Соединения лития используются в текстильной промышленности (отбеливание тканей), пищевой (консервирование) и фармацевтической (изготовление косметики).

Источник: http://30school.ru/referaty/khimiya/litij-khim-element.html

Химические и физические свойства лития, его реакция с кислородом

[Deposit Photos]

Литий (Li) — химический элемент с порядковым номером «3» и атомной массой 6,941. Литий встречается в природе в виде двух стабильных нуклидов: 6Li (7,6% по массе) и 7Li (92,4%). В периодической таблице Менделеева литий расположен во втором периоде, первой группе. Элемент принадлежит к щелочным металлам. В соединениях литий проявляет степень окисления +1. В виде простого вещества литий — это пластичный легкий металл серебристого цвета.

[Deposit Photos]

Литий — самый легкий из металлов. Имеет плотность 0,534 г/см³. Плавится при температуре 180,5 °С, кипит при температуре 1330 °С.

Литий очень активен. Вступает в реакцию с кислородом и азотом воздуха при нормальных условиях. По этой причине на воздухе литий быстро окисляется с образованием темного налета продуктов взаимодействия. Уравнения реакций:

4Li + O₂ = 2Li₂O;

6Li + N₂ = 2Li₃N.

Кусочки лития в масле [Wikimedia]

Нажмите здесь, чтобы узнать больше о свойствах лития и других металлов.

Открытие лития и нахождение элемента в природе

Литий был открыт шведским ученым Арфведсоном в 1817 году. Сначала химик обнаружил элемент в минерале петалите, а затем — в сподумене и в лепидолите. Свое название металл получил из-за того, что был обнаружен в «камнях» (в переводе с греческого litos означает «камень»).

В 1818 году немецкий химик Гмелин впервые наблюдал характерное для солей лития пламя красного цвета. В 1821 году английскому химику Уильяму Томасу Бранду удалось выделить металл путем электролиза. В бóльших количествах литий смогли получить в 1855 году путем электролиза расплавленного хлорида. Уравнение реакции:

2Li­Cl = 2Li + Cl₂.

Литий распространен в земной коре, содержание металла в ней составляет примерно 3% по массе. Литий содержится в преимущественно в таких минералах: петалит, сподумен, лепидолит и амблигонит.

Лепидолит [Deposit Photos]

В виде примеси литий содержится в некоторых породообразующих минералах и присутствует в минерализованных водах и рапе некоторых озер.

Литий: реакция с кислородом, применение металла

Щелочные металлы и их соединения широко используются в технике. Литий применяется в ядерной энергетике. В частности, изотоп 6Li служит промышленным источником для производства трития, а изотоп 7Li используется как теплоноситель. LiF используется при плавке алюминия. Литий и его соединения используются и в качестве добавок к ракетному топливу.

[Flickr, Creative commons by Steve Jurvetson is licensed under CC BY 2.0]

Смазки, содержащие соединения лития, сохраняют свои свойства при повышенных температурах.

Гидроксид лития входит в состав электролита щелочных аккумуляторов, благодаря чему в два-три раза возрастает срок их службы.

Применяется литий также в керамической, стекольной и других отраслях химической промышленности. В целом, по значимости в современной технике этот металл является одним из важнейших элементов.

Реакция лития с кислородом приводит к образованию оксида Li₂O — бесцветного кристаллического вещества, имеющего температуру плавления 1438 °С и температуру кипения — около 2600 °С. Оксид лития получается при непосредственном окислении металлического лития при температуре выше 200 °С, а также разложением гидроксида LiOH, нитрата LiNO₃, карбоната LiNO₃.

Оксид лития Li₂O легко взаимодействует с водой с образованием гидроксида, LiOH. Данная реакция сопровождается сильным разогревом; LiOH поглощает CO₂ из воздуха, образуя карбонат, Li₂­CO₃.

Источник: https://melscience.com/RU-ru/articles/himicheskie-i-fizicheskie-svojstva-litiya-ego-reak/

Ссылка на основную публикацию