Wodorek litu | |||
__ Li + __ H - Struktura krystaliczna wodorku litu |
|||
Identyfikacja | |||
---|---|---|---|
N O CAS | |||
N O ECHA | 100,028,623 | ||
N O WE | 231-484-3 | ||
N O RTECS | OJ6300000 | ||
PubChem | 62714 | ||
ChEBI | 30146 | ||
UŚMIECHY |
[H -]. [Li +] , |
||
InChI |
Std. InChI: InChI = 1S / Li.H / q + 1; -1 Std. InChIKey: SRTHRWZAMDZJOS-UHFFFAOYSA-N |
||
Wygląd | bezwonne, białe, krystaliczne ciało stałe ciemniejące w świetle, palne, ale niełatwo zapalne, które reaguje z wodą, uwalniając palne gazy | ||
Właściwości chemiczne | |||
Brute formula | LiH | ||
Masa cząsteczkowa | 7,949 ± 0,002 g / mol H 12,68%, Li 87,32%, |
||
Moment dwubiegunowy | 5,884 ± 0,001 D | ||
Właściwości fizyczne | |||
T ° fuzja | 688 ° C | ||
Masa objętościowa | 0,78 g · cm -3 do 20 ° C | ||
Środki ostrożności | |||
SGH | |||
Niebezpieczeństwo H260, H301, H314, EUH014, P223, P280, P231 + P232, P301 + P310, P370 + P378, P422, H260 : W kontakcie z wodą uwalniają łatwopalne gazy, które mogą ulegać samozapaleniu H301 : Działa toksycznie po połknięciu H314 : Powoduje poważne oparzenia skóry i uszkodzenia oczu EUH014 : Reaguje gwałtownie z wodą P223 : Unikać kontaktu z wodą ze względu na ryzyko gwałtownej reakcji i samozapłonu. P280 : Nosić rękawice ochronne / odzież ochronną / ochronę oczu / ochronę twarzy. P231 + P232 : Używać w atmosferze gazu obojętnego. Chronić przed wilgocią. P301 + P310 : W przypadku połknięcia: natychmiast skontaktować się z OŚRODKIEM ZATRUĆ lub lekarzem. P370 + P378 : W przypadku pożaru: Użyć… do gaszenia. P422 : Przechowuj zawartość pod ... |
|||
WHMIS | |||
B6, E, B6 : Łatwopalny materiał reaktywny uwalnia łatwopalny gaz w kontakcie z wodą: wodór E : Materiał żrący tworzy substancję korozyjną w kontakcie z wodą: wodorotlenek litu Poziom ujawnienia 1,0% zgodnie z wykazem składników |
|||
NFPA 704 | |||
2 3 0 W | |||
Transport | |||
X423 : substancja stała łatwopalna, która niebezpiecznie reaguje z wodą, uwalniając łatwopalne gazy) Numer UN : 1414 : WODOREK LITU Klasa: 4.3 Etykieta: 4.3 : Substancje, które w kontakcie z wodą wydzielają gazy palne Opakowanie: Grupa pakowania I : bardzo towary niebezpieczne; |
|||
Ekotoksykologia | |||
DL 50 | 77,5 mg · kg -1 (mysz, doustnie ) | ||
Jednostki SI i STP, chyba że określono inaczej. | |||
Wodorek litowo jest związek chemiczny o wzorze LiH. Występuje on w postaci łatwopalnych proszku białego na szary kolor - ciemnieje w świetle, które - o gęstości od 0,76 g / cm 3 , jest jednym z najlżejszych nieporowatych cząstek stałych - i lżejsze niejonowe substancje stałe . To krystalizuje w skale solną jak struktura topi się w temperaturze 688 ° C , a jego entalpii tworzenia się -90,43 kJ mol -1 . Jest to stabilny związek, który, biorąc pod uwagę niską masę molową litu, umożliwia przechowywanie 2,8 m 3 z wodorem na kilogram wodór, który może być uwalniany w wyniku reakcji z wodą :
LiH + H 2 O⟶ LiOH + H 2.Wodorek litowo jest jonowy i przenikalnością magnetyczną przewodu , którego przewodność elektryczną stopniowo zwiększa się od 2 x 10 -5 Ω -1 cm -1 do 443 ° C przy 0,18 omów -1 cm -1 w 754 ° C , bez nieciągłości w temperaturze topnienia : 36 . Jego przenikalność spada z 13,0 (statyczna, niska częstotliwość) do 3,6 ( widmo widzialne ) : 35 .
Jest to dość miękki materiał, o twardości 3,5 w skali Mohsa : 42 . Jego pełzanie przy ściskaniu wzrasta gwałtownie od mniej niż 1% przy 350 ° C do ponad 100% przy 475 ° C , co oznacza, że nie może zapewnić wsparcia mechanicznego w wysokiej temperaturze : 39 .
Przewodność cieplna wodorku litu maleje wraz z temperaturą i zależy od morfologii materiału: przy 50 ° C wynosi ona 0,125 W / (cm K) dla kryształów i 0,069 5 W / (cm K) dla kryształów. 500 ° C 0,036 W / (cm K) dla kryształów i 0,043 2 W / (cm K) dla zagęszczonych materiałów : 60 . Współczynnik rozszerzalności cieplnej o wartości 4,2 x 10 -5 K -1 , w temperaturze pokojowej : 49 .
Wodorek litowo tworzy się przez reakcję ciekłej litu z wodoru H 2 :
2 Li + H 2 ⟶ 2 LiH.Reakcja ta jest szczególnie szybki powyżej 600 ° C . Dodano 10 do 30 ppm na węglu , wzrost temperatury i / lub wzrostu ciśnienia pozwalają zwiększyć wydajność dwóch godzinach reakcji do 98% : 147 . Reakcja jest jednak również występować w temperaturach tak niskich, jak 29 ° C . Wydajność wynosi 60% przy 99 ° C i 85% przy 125 ° C , kinetyka reakcji silnie zależy od stanu powierzchni wodorku litu : 5 .
Istnieją także inne sposoby wytwarzania wodorek litu, takie jak rozkład termiczny z wodorku litowo-glinowego LiAlH 4w 200 ° C , borowodorkiem litu LiBH 4w 300 ° C , n-butylolit CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 Liw 150 ° C lub etylolit CH 3 CH 2 Liw 120 ° C , a także różne reakcje z udziałem niestabilnych związków litu zawierających wodór : 144-145 .
W wyniku reakcji chemicznych powstaje wodorek litu w postaci bloków proszku, który można sprasować w granulki bez konieczności stosowania środka wiążącego. Bardziej złożone kształty można uzyskać przez formowanie ze stopionego materiału : 160 m2 . W procesie Bridgman-Stockbarger ze stopionego proszku LiH w atmosferze wodoru można otrzymać duże monokryształy o długości do 8 cm i średnicy 1,6 cm . Często mają niebieskawy odcień z powodu obecności litu koloidalnego . Odcień ten można usunąć przez wyżarzanie następcze w temperaturze około 550 ° C i zmniejszony gradient temperatury : 154 . Główne zanieczyszczenia w tych kryształach to sód (20 do 200 ppm ), tlen (10 do 100 ppm ), magnez (0,5 do 6 ppm ), żelazo (0,5 do 2 ppm ) i miedź. (0,5 do 2 ppm ) : 155 .
Wodorek litu zagęszczony na zimno można łatwo obrabiać przy użyciu standardowych narzędzi i technik z dokładnością mikrometryczną, ale wodorek litu odlewany jest kruchy i łatwo pęka podczas przetwarzania : 171 .
Możliwe jest również wytwarzanie wodorku litu przy użyciu metody z mniejszym zużyciem energii przez obróbkę litu elementarnego w młynie kulowym pod wysokim ciśnieniem wodoru. Problem związany z tą metodą polega na tym, że należy unikać spawania na zimno między ziarnami litu ze względu na ich wysoką ciągliwość , którą można osiągnąć przez dodanie niewielkich ilości proszku wodorku litu do młyna.
Proszki wodorku litu szybko reagują z suchym powietrzem dając wodorotlenek litu LiOH, tlenek litu Li 2 Oi węglan litu Li 2 CO 3. Z drugiej strony zapalają się samorzutnie w wilgotnym powietrzu, tworząc mieszaninę produktów spalania zawierającą związki azotu. Wodorek litu jako całość reaguje z wilgotnym powietrzem, tworząc warstwę powierzchniową, która jest lepkim płynem, który blokuje dalszą reakcję. Ten matowy film jest dość widoczny. W tym przypadku w wilgotnym powietrzu praktycznie nie powstają azotki . Możliwe jest podgrzanie bloku wodorku litu na metalowym krążku do temperatury nieco poniżej 200 ° C na wolnym powietrzu bez samozapłonu, chociaż zapala się on natychmiast po zetknięciu z nim. ”Płomień. Stan powierzchni wodorku litu, obecność tlenków na metalowym krążku oraz różne inne parametry znacząco wpływają na temperaturę, w której zapala się blok. Krystalizowany wodorek litu nie reaguje z suchym tlenem, chyba że jest mocno podgrzany, co prowadzi do prawie wybuchowego spalania : 6 .
2 LiH + O 2 ⟶ 2 LiOH.Wodorek litu jest bardzo reaktywny z wodą i innymi odczynnikami protonowymi : 7 :
LiH + H 2 O⟶ Li + + OH - + H 2.Jest mniej reaktywny z wodą niż lit i dlatego jest znacznie słabszym środkiem redukującym wodę, alkohole i inne media zawierające substancje rozpuszczone, które można zredukować . Dotyczy to wszystkich dwuskładnikowych wodorków solnych : 22 .
Granulki wodorku litu zwiększają swoją objętość w wilgotnym powietrzu, gdy są naładowane wodorotlenkiem litu LiOH. Szybkość rozszerzania nie przekracza jednak 10% w ciągu 24 godzin w obecności 267 Pa do ciśnienia cząstkowego w parze wodnej : 7 . Jeśli wilgotne powietrze zawiera dwutlenek węgla CO 2następnie powstaje węglan litu Li 2 CO 3: 8 . Wodorek litu reaguje z amoniakiem NH 3powoli w temperaturze pokojowej, ale znacznie szybciej powyżej 300 ° C : 10 . Wolniej reaguje z ciężkimi alkoholami i fenolami , ale silniej z lekkimi alkoholami : 14 .
Wodorek litu reaguje z dwutlenkiem siarki SO 2poprzez podanie ditionianu litu Li 2 S 2 O 4i wodór powyżej 50 ° C : 9 :
2 LiH + 2 SO 2⟶ Li 2 S 2 O 4+ H 2.Reaguje z acetylenem C 2 H 2aby otrzymać węglik litu Li 2 C 2i wodór. Reaguje powoli z bezwodnymi kwasami organicznymi , fenolami i bezwodnikami kwasowymi, dając odpowiednią sól litową i wodór. Z wodnym kwasem wodorek litu reaguje szybciej niż woda : 8 . Wiele reakcji z udziałem wodorek litu i utleniacze - takie jak zmniejszenie do związków organicznych , na przykład formaldehydu HCHO do metanolu CH 3 OH - dać wodorotlenek litu LiOH, który z kolei w temperaturze powyżej 300 ° C reaguje nieodwracalnie z wodorkiem litu, dając tlenek litu Li 2 Oi wodór : 10 :
HCHO + LiH + H 2 O⟶ CH 3 OH+ LiOH ; LiH + LiOH ⟶ Li 2 O+ H 2.Ponieważ wodorek litu zawiera trzy razy więcej wodoru na jednostkę masy niż wodorek sodu NaH, jest on regularnie badany w kontekście zastosowania do przechowywania wodoru . Jednak badania te podważają stabilność związku, który rozkłada się na lit i wodór podczas ogrzewania w temperaturze około 900 do 1000 ° C , co czyni go najbardziej stabilnym termicznie wodorem metalu alkalicznego i czyni go nieekonomicznym w tych zastosowaniach. Wodorek litu został również przetestowany jako paliwo w astronautyce .
Wodorek litowo zwykle nie jest ograniczenie z wodorków , z wyjątkiem związku z syntezy wodorków pewnym niemetalu . Na przykład silan SiH 4można wytworzyć w reakcji wodorku litu z czterochlorkiem krzemu SiCl 4 w procesie Sundermeyera:
4 LiH + SiCl 4⟶ 4 LiCl + SiH 4.Wodorek litu jest używany do produkcji zestawu odczynników do syntez organicznych, takich jak wodorek litowo - glinowy LiAlH 4oraz borowodorek litu LiBH 4. Reaguje z trietyloboranem (CH 3 CH 2 ) 3 Bdając superwodnik LiBH (CH 2 CH 3 ) 3.
4 LiH + AlCl 3⟶ LiAlH 4+ 3 LiCl .Litowo wodorkowe 7 7 LiH może być stosowany do zapewniania osłony przed radioaktywności z reaktorów i mogą być ukształtowane poprzez formowanie.
Ze względu na jego moment dipolowy High, wodorek litowo ciekawe uzyskać BEC z atomami Ultrazimne.
Deuterek litu 7 7 LiD jest dobrym moderatorem dla reaktorów jądrowych, ponieważ deuter 2
1D mamniejszy przekrój absorpcji neutronów niż wodór 1
1H i lit 7 7
3Li ma również niższy przekrój absorpcji neutronów niż lit 6 6
3Li , co oznacza, że 7 LiD pochłania niewiele neutronów z reaktora. Litu 7 stanowi również mniej niż trytu 3
1T po bombardowaniu neutronami.
Deuterku z litu-6 6 pokrywy jest głównym paliwem fuzji z bomby wodoru . W głowicach typu Teller-Ulam ładunek rozszczepienia , na przykład pluton 239 , wybucha, wyzwalając fuzję pod wpływem uwolnionego ciepła, kompresji deuterku litu 6 i bombardowania tego ostatniego przez strumień neutronów generowany podczas rozszczepienia. , który ma wpływ na produkcję trytu 3
1T podczas reakcji egzotermicznej :
Następnie deuter i tryt łączą się, tworząc hel 4 , neutron i 17,59 MeV energii, która jest rozprowadzana z prędkością 3,52 MeV dla helu, a resztę dla neutronu:
3Badanie jądrowych z Zamek Bravo wykazały przypadkowo w 1954 roku litu 7 może również generować tryt w ekstremalnych warunkach po dokonaniu endotermicznej reakcji ; podczas gdy wcześniej sądzono, że tylko lit 6 może ulec przemianie w tryt pod wpływem przepływu neutronów:
7Wodorek litu reaguje gwałtownie w kontakcie z wodą, dając wodór H 2, łatwopalny i wodorotlenek litu LiOH, który jest żrący . Pył LiH może zatem powodować wybuchy w wilgotnym powietrzu, a nawet w suchym powietrzu w obecności elektryczności statycznej . Przy stężeniach od 5 do 55 mg / m 3 w powietrzu pył działa silnie drażniąco na błony śluzowe i skórę oraz może powodować alergie . Podrażnienie, które powoduje, powoduje, że wodorek litu na ogół uwalnia się, a nie gromadzi się w organizmie : 157,182 .
Niektóre sole litu, które można ewentualnie wytworzyć w reakcjach z wodorkiem litu, są toksyczne. Pożarów LiH nie należy gasić dwutlenkiem węgla , tetrachlorometanem ani gaśnicami wodnymi, ale raczej należy je gasić , zamykając je w metalowym przedmiocie lub pokrywając je proszkiem grafitowym lub dolomitowym . Piasek , jest mniej korzystny, ponieważ może on eksplodować, gdy miesza się za pomocą LiH zapalnym, w szczególności jeżeli nie jest sucha.
Wodorek litu jest zwykle transportowany w oleju zawartym w pojemnikach ceramicznych , czasem plastikowych lub stalowych , i jest obsługiwany w atmosferze argonu lub suchego helu : 156 . Atmosfera azotowa może być odpowiednia, ale nie w wysokiej temperaturze, ponieważ wtedy azot reaguje z litem : 157 . Wodorek litu zwykle zawiera pewną ilość litu, który powoduje korozję pojemników stalowych lub krzemionkowych w wysokiej temperaturze : 173, 174, 179 .