Lithiumoxid Kemiske egenskaber, anvendelser, produktion
Kemiske egenskaber
Lithiumoxid (Li2O) er et af de enkleste ioniske oxider, og det er isoelektronisk til H2O. To lithiumatomer afgiver hver en elektron til oxygenatomet. danner den ioniske binding mellem lithium og oxygen. Formlen for lithiumoxid er Li2O.
Lithiumoxid er meget ætsende. Det reagerer med vand og danner lithiumhydroxid. Det er giftigt på grund af sin stærke alkalinitet (det er en base).
Det er en meget uopløselig termisk stabil lithiumkilde, der er velegnet til glas, optik og keramiske anvendelser. Lithiumoxid er et hvidt fast stof, også kendt som lithia, der dannes ved forbrænding af lithiummetal i nærværelse af ilt. Oxidforbindelser er ikke ledende for elektricitet. Visse perovskitstrukturerede oxider er dog elektronisk ledende og kan anvendes i katoden i fastoxidbrændselsceller og iltgenereringssystemer. De er forbindelser, der indeholder mindst én oxygenanion og ét metalkation.
Lithiumoxid anvendes som flusmiddel i keramiske glasurer og skaber blåfarver med kobber og rosafarver med kobolt. Lithiumoxid reagerer med vand og damp og danner lithiumhydroxid og bør isoleres herfra. Dens anvendelse er også ved at blive undersøgt til ikke-destruktiv emissionsspektroskopisk evaluering og nedbrydningsovervågning inden for termiske barrierebelægningssystemer. Det kan tilsættes som en co-dopant sammen med yttriumoxid i den keramiske topcoat af zirconiumoxid, uden at det medfører et stort fald i belægningens forventede levetid.
Anvendelser
Der er ingen nuværende industrielle anvendelser, som forbruger store mængder lithiumoxid.
Lithiumoxid anvendes som flusmiddel i keramiske glasurer; og skaber blåfarver med kobber og pinkfarver med kobolt. Lithiumoxid reagerer med vand og damp og danner lithiumhydroxid og bør isoleres herfra.Lithiumoxid undersøges også til ikke-destruktiv emissionsspektroskopisk evaluering og nedbrydningsovervågning inden for termiske barrierebelægningssystemer. Det kan tilsættes som en co-dopant sammen med yttriumoxid i den keramiske topcoat af zirconiumoxid, uden at det medfører et stort fald i belægningens forventede levetid.
Reaktioner
Lithiumoxid reagerer med vand, når det opløses, og danner en opløsning af lithiumhydroxid.
Lithiumoxid er en stærk base og reagerer typisk med sure gasser og væsker for at danne lithiumsalte. Ved forhøjede temperaturer reagerer lithiumoxid også med mange faste ikke-metaloxider (SiO2, B2O3 osv.) og metaloxider (A12O3, Fe2O3 osv.). Reaktioner ved høje temperaturer er grundlaget for lithiumoxidets, lithiumhydroxidets og lithiumcarbonatets fluxerende virkning. Man skal være forsigtig med at undgå, at lithiumoxid reagerer med reaktionsbeholdere ved høje temperaturer.
Fremstilling
Litiumoxid fremstilles ved opvarmning af lithiummetal i tør oxygen over 100°C:
4Li + O2→2Li2O
En anden fremstillingsmetode, der giver rent lithiumoxid, omfatter termisk nedbrydning af lithiumperoxid:
2Li2O2→2Li2O + O2
Også kan oxiden fremstilles ved opvarmning af rent lithiumhydroxid ved 800°C i vakuum:
2LiOH→Li2O + H2O
Sundhedsfare
Så vidt vides er de kemiske, fysiske og toksikologiske egenskaber ved lithiumoxid ikke blevet grundigt undersøgt og rapporteret.
Toksiciteten af lithiumforbindelser er en funktion af deres opløselighed i vand. Lithiumion har toksicitet for centralnervesystemet. De første virkninger af lithium-eksponering er rystelser i hænderne, kvalme, miktion, sløret tale, sløvhed, søvnighed, svimmelhed, tørst og øget urinmængde. Virkninger af fortsat eksponering er apati, anoreksi, træthed, sløvhed, muskelsvaghed og ændringer i EKG. Langvarig eksponering fører til hypothyreose, leukocytose, ødemer, vægtøgning, polydipsi/polyuri (øget vandindtagelse, der fører til øget urinproduktion), hukommelsesforstyrrelser, kramper, nyreskader, chok, hypotension, hjertearytmi, koma og død.
Kemiske egenskaber
Fint fordelt hvidt pulver eller skorpemateriale; absorberer let CO2 og H2O fra atmosfæren; fremstilles ved opvarmning af LiOH til ~800°C i vakuum eller ved termisk nedbrydning af lithiumperoxid; anvendes i keramik og specielle glasformuleringer og i lithiumtermiske batterier
Anvendelser
Litiumoxid er en stærk alkali, der absorberer kuldioxid og vand fra atmosfæren. Det anvendes til fremstilling af keramik og specielle glastyper.
Anvendelser
Keramiske og specielle glasformuleringer, kuldioxidabsorberende
Fremstilling
Industrielle præparater og laboratoriepræparater. Kun små mængder af materialet fremstilles industrielt. Både industri- og laboratoriepræparater kræver termisk nedbrydning af lithiumperoxid eller lithiumhydroxid.
Lithiumperoxid, Li202 , omdannes til lithiumoxid, Li20 , og oxygen ved opvarmning til 450° i en strøm af heliumgas.
Thermisk dehydrering af lithiumhydroxid udføres ved 675°C ± 10° under vakuum i en nikkelbeholder foret med sølvfolie.
Lithiumcarbonat kan omdannes til lithiumoxid og kuldioxid ved opvarmning af materialet til 700°C under vakuum i en platinbåd.
Industrielle anvendelser. Der er ingen nuværende industrielle anvendelser, der forbruger store mængder lithiumoxid.
Lithiumoxid reagerer med vand, når det opløses, og danner en opløsning af lithiumhydroxid.Lithiumoxid er en stærk base og reagerer typisk med sure gasser og væsker for at danne lithiumsalte. Ved forhøjede temperaturer reagerer lithiumoxid også med mange faste ikke-metaloxider (Si02, B2O3 osv.) og metaloxider (A1203 , Fe2C>3 osv.). Reaktioner ved høje temperaturer er grundlaget for lithiumoxidets, lithiumhydroxidets og lithiumcarbonatets fluxerende virkning. Man skal være forsigtig med at undgå, at lithiumoxid reagerer med reaktionsbeholdere ved høje temperaturer.