Lítium - tulajdonságainak kémiai elemek
Lítium (lat. Lítium), Li, egy kémiai elem a csoport a periódusos táblázat, a atomszáma 3, az atomi tömege 6,941, egy alkálifém. Természetes Li két stabil izotópok - 6 Li (7,42%) és a 7 Li (92,58%). Lítium-ben fedezték fel 1817-svéd kémikus A. arfvedsonite ásványi petalit; nevét a görög. lithos - kő. Lítium fém először elő 1818-ban a brit kémikus H. Davy.
A fizikai tulajdonságok a lítium. Kisméretű lítium ezüstös fehér fém, amely gyorsan terjed egy sötét szürke bevonatot, amely egy-nitrid és oxid lian Li2 O. Amikor a közönséges hőmérsékleten lítium-kristályosodik egy kocka alakú test-központú rács, a = 3,5098 Å. Az atomi sugara 1,57 Å, Az ionos sugara LI + 0,68 Å. Az alábbiakban -195 ° C rács Li hep. Lítium - a legkönnyebb fém; sűrűsége 0,534 g / cm 3 (20 ° C); olvadáspont: 180,5 ° C forráspontú. 1317 ° C-on Fajlagos hőkapacitás (0-100 ° C) 3,31 × 10 3 J / (kg · K), azaz 0.790 cal / (g · °); termikus lineáris tágulási együtthatója 5,6 × 10 -5. Az elektróda elektromos ellenállása (20 ° C) 9,29 x 10 -4 ohm · m (9,29 mO-cm); hőmérsékleti együtthatója (0-100 ° C) 4,50 × 10 -3. A lítium paramágneses. A fém nagyon képlékeny és viszkózus, jól kezeli tömörítésére és gördülő, könnyen beálltunk huzal. 0,6 Mohs keménység (nehezebb, mint a Na és K), könnyen vágható késsel. lejárati nyomáson (15-20 ° C) 17 MN / m 2 (1,7 kgf / mm 2). Modulus 5 GN / m 2 (500 kgf / mm2), szakítószilárdsága 116 MN / m 2 (11,8 kgf / mm 2), nyúlás 50-70%. Párok Lithium festett láng kármin-vörös színű.
A kémiai tulajdonságai a lítium. A konfiguráció a külső elektron héj az atom Li 2s 1; az összes ismert vegyületek, ez egyértékű. A reakcióelegyet oxigénnel vagy levegőn végzett hevítéssel (égő kék láng) képez a lítium-oxid Li2 O (Li2 O2-peroxid kapott csak közvetve). Mivel a víz reagál kevésbé erősen, mint a többi alkálifémek, és a képződött hidroxid LiOH és hidrogén. Ásványi savak erőteljesen oldott Li (ez az első egy sor, a stressz, a normál elektród potenciálját - 3,02 in).
Li egyesíti halogénekkel (jód vagy melegítés) alkotnak halogenidek (fő - lítium-klorid). Amikor melegítjük kénnel ad lítium-szulfid Li2 S, és a hidrogén - lítium-hidrid. A nitrogén-lítium reagál lassan szobahőmérsékleten is, erőteljesen - 250 ° C hőmérsékleten, így egy nitrid fénypor Li2 N. C. lítium nem lépnek közvetlenül kölcsönhatásba, de különleges körülmények között állíthatjuk elő foszfidok. Fűtés lítium szén eredményeket a karbid Li2 C2. skremniem- lítium-szilicid. Bináris vegyületek Li - Li2 O, lítium-hidrid, LI3 N, Li2 C2. LiCI, és mások, valamint a LiOH nagyon reakcióképes; hőkezeljük vagy megolvasztjuk, elpusztítják sok fémet, porcelán, kvarc és egyéb anyagokat. Karbonát, fluorid LiF, LI3 PO4-foszfát vegyület, a lítium és egyéb feltételek kialakulását és tulajdonságait hasonló a megfelelő származékai a magnézium és a kalcium.
Lítium képez számos lítium-organikus vegyületek, amely meghatározza a nagy szerepet a szerves szintézisekben.
Lítium - összetevője sok ötvözetek. Mivel egyes fémek (Mg, Zn, Al) alkot a szilárd oldatok jelentős koncentrációban, sok - intermetallikus (LiAg, LiHg, LiMg2 LiAI, és még sokan mások ..). Az utóbbi gyakran nagyon kemény és tűzálló, kissé változhat a levegőben; némelyikük - félvezetők. Vizsgáltuk számos két- és háromkomponensű rendszerek bevonásával Li; megfelelő ötvözetek már a szakterületen használt.
Termelés a lítium. Lítium vegyületeket kapjuk a hidrometallurgiai feldolgozása koncentrátumok - lítium-dúsítása termékek. Basic szilikát ásvány - Spodumene által feldolgozott mész, szulfát és kénsav módszerrel. A alapja az első - Spodumene mészkő bomlás 1150- 1200 ° C-on:
Amikor kimosódás a torta víz jelenlétében feleslegben lévő meszet aluminát Lítium-hidroxid bomlik alkotnak Li:
A szulfát-eljárással Spodumene (és más alumínium-szilikátok) zsugorítjuk kálium-szulfát:
A lítium-szulfát feloldjuk vízben, és oldata szóda-karbonát-t kicsapjuk Li:
A kénsavas módszer amint azt eredetileg előállítjuk a lítium-szulfát-oldattal, majd lítium-karbonát; Spodumene kénsavat elbomlik 250-300 ° C-on (a reakció csak azokra a módosító β-Spodumene):
Lítium fém elektrolízissel előállított egy olvadékkeverék lítium és kálium-klorid át 400-460 ° C-on (tömegarány 1: 1). Elektrolízis fürdő bélelt magnezit, Alundum, mullit, talkum, grafit és más ellenálló anyagból az olvadt elektrolitot; anód a grafit és a katód - a vas rudak. Durva fémes lítium tartalmaz mechanikus zárványok és szennyeződések (K, Mg, Ca, Al, Si, Fe, de főleg Na). A zárványok eltávolítjuk olvasztással, szennyeződések - finomításra csökkentett nyomáson. Jelenleg nagy figyelmet fordítanak a módszerek megszerzésének metallothermic Li.
Használata lítium. A legfontosabb alkalmazási területe a Li - a nukleáris energiát. Izotóp 6 Li - az egyetlen ipari forrása a termelés trícium által a reakció:
Termikus neutron befogási keresztmetszet (σ) Lítium izotópok nagyban különböznek: 945 6 Li és 7. Li 0,033; a természetes elegye 67 (barn); Ez fontos az irányelv technikai alkalmazása lítium - gyártásához szabályozó rudak a reaktorban védelmi rendszer. A folyékony lítium (például 7 Li izotóp) alkalmazunk egy hűtőközeg urán reaktorokban. Olvadt 7 LIF használunk oldószerként a vegyületek U és Th homogén reaktorok. A legnagyobb fogyasztó a lítium-vegyület a szilikát ipar, amely felhasználja lítium ásványok, LiF, Li2 CO3 és sok speciálisan előállított vegyületek. A vaskohászatban, Li, a vegyületek és ötvözetek általánosan használt deoxidaláshoz, dopping és módosításával számos ötvözet fokozat. A vaskohászatban lítium ötvözetek kezelt szerezni egy jó szerkezet, alakíthatóság és a nagy szakítószilárdság. Jól ismert ötvözetek, amely 0,1% Li, - és Aeron skleron; továbbá a könnyedség, rendelkeznek nagy szilárdság, alakíthatóság, korrózióállóság és nagyon ígéretesek a repülőgép iparban. A hozzáadásával 0,04% Li vezet-kalcium-hordozó ötvözetek növeli a keménységet, és csökkenti a súrlódást. Lítium vegyületek előállítására alkalmazott zsírok. Jelentősége a modern technológia lítium egyik legfontosabb nyomelem.
Lítium a szervezetben. Lítium folyamatosan része az élő szervezetek, hanem a biológiai szerepe nem tisztázott. Azt találtuk, hogy a lítium fokozza növényi betegség-ellenállóság, fokozza a fotokémiai aktivitás levél kloroplasztisz (paradicsom), és a szintézist a nikotin (dohány). A koncentráló képesség Lithium legerősebben kifejezve között a tengeri élőlények a vörös és a barna alga, és többek között a szárazföldi növények - a képviselői Ranunculaceae család (rue, boglárka), valamint a burgonyafélék családjába (lícium). Állatok lítium koncentrálódik főleg a májban és a tüdőben.