Litiumoksidi Kemialliset ominaisuudet,käyttö,tuotanto
Kemialliset ominaisuudet
Litiumoksidi (Li2O) on yksi yksinkertaisimmista ionisista oksideista ja se on isoelektroninen H2O:n kanssa. Kaksi litiumatomia antaa kumpikin yhden elektronin happiatomille. muodostaa ionisidoksen litiumin ja hapen välille. Litiumoksidin kaava on Li2O.
Litiumoksidi on hyvin syövyttävää. Se reagoi veden kanssa muodostaen litiumhydroksidia. Se on myrkyllistä voimakkaan emäksisyytensä vuoksi (koska se on emäs).
Se on erittäin liukenematon lämpöstabiili litiumlähde, joka soveltuu lasi-, optisiin ja keraamisiin sovelluksiin. Litiumoksidi on valkoinen kiinteä aine, joka tunnetaan myös nimellä litia, ja sitä syntyy, kun litiummetalli palaa hapen läsnä ollessa. Oksidiyhdisteet eivät johda sähköä. Tietyt perovskiittirakenteiset oksidit ovat kuitenkin sähköä johtavia, ja niitä käytetään kiinteäoksidipolttokennojen katodissa ja hapentuotantojärjestelmissä. Ne ovat yhdisteitä, jotka sisältävät vähintään yhden happianionin ja yhden metallikationin.
Lithiumoksidia käytetään vuona keraamisissa lasitteissa, ja se luo kuparin kanssa sinistä ja koboltin kanssa vaaleanpunaista. Litiumoksidi reagoi veden ja höyryn kanssa muodostaen litiumhydroksidia, ja se tulisi eristää niistä. Sen käyttöä tutkitaan myös rikkomattoman emissiospektroskopian arvioinnissa ja hajoamisen seurannassa lämpösulkupinnoitejärjestelmissä. Sitä voidaan lisätä yttriumin rinnakkaisadopantiksi zirkoniumoksidikeramiikkapinnoitteeseen ilman, että pinnoitteen odotettu käyttöikä merkittävästi lyhenee.
Käyttökohteet
Tällä hetkellä ei ole teollisia käyttötarkoituksia, jotka kuluttaisivat suuria määriä litiumoksidia.
Litiumoksidia käytetään vuona keraamisissa lasitteissa; ja sillä saadaan aikaan sinisiä sävyjä kuparin kanssa ja pinkkejä koboltin kanssa. Litiumoksidi reagoi veden ja höyryn kanssa muodostaen litiumhydroksidia, ja se olisi eristettävä niistä.Sen käyttöä tutkitaan myös rikkomattoman emissiospektroskopian arvioinnissa ja hajoamisen seurannassa lämpösulkupinnoitejärjestelmissä. Sitä voidaan lisätä yttriumin rinnakkaisadopantiksi zirkoniumoksidikeramiikkapinnoitteeseen ilman, että pinnoitteen odotettu käyttöikä merkittävästi lyhenee.
Reaktiot
Lithiumoksidi reagoi veden kanssa liuetessaan muodostaen litiumhydroksidiliuoksen.
Lithiumoksidi on vahva emäs ja reagoi tyypillisesti happamien kaasujen ja nesteiden kanssa muodostaen litiumsuoloja. Korotetuissa lämpötiloissa litiumoksidi reagoi myös monien kiinteiden ei-metallioksidien (SiO2, B2O3 jne.) ja metallioksidien (A12O3, Fe2O3 jne.) kanssa. Korkeissa lämpötiloissa tapahtuvat reaktiot ovat perustana litiumoksidin, litiumhydroksidin ja litiumkarbonaatin juoksevalle vaikutukselle. On huolehdittava siitä, ettei litiumoksidi reagoi reaktioastioiden kanssa korkeissa lämpötiloissa.
Valmistus
Litiumoksidia valmistetaan kuumentamalla litiummetallia kuivassa hapessa yli 100 °C:n lämpötilassa:
4Li + O2→2Li2O
Toisessa valmistusmenetelmässä, jossa saadaan puhdasta litiumoksidia, on kyse litiumperoksidin termisestä hajoamisesta:
2Li2O2→2Li2O + O2
Oksidia voidaan valmistaa myös kuumentamalla puhdasta litiumhydroksidia 800 °C:ssa tyhjiössä:
2LiOH→Li2O + H2O
Terveysvaara
Tietämyksemme mukaan litiumoksidin kemiallisia, fysikaalisia ja toksikologisia ominaisuuksia ei ole tutkittu ja raportoitu perusteellisesti.
Lithiumyhdisteiden myrkyllisyys riippuu niiden liukoisuudesta veteen. Litiumionilla on keskushermostotoksisuutta. Litiumille altistumisen alkuvaikutuksia ovat käsien vapina, pahoinvointi, virtsaneritys, epäselvä puhe, velttous, uneliaisuus, huimaus, jano ja virtsan määrän lisääntyminen. Jatkuvan altistuksen vaikutuksia ovat apatia, anoreksia, väsymys, letargia, lihasheikkous ja EKG:n muutokset. Pitkäaikainen altistuminen johtaa kilpirauhasen vajaatoimintaan, leukosytoosiin, turvotukseen, painonnousuun, polydipsiaan/polyuriaan (lisääntynyt veden saanti johtaa lisääntyneeseen virtsaneritykseen), muistihäiriöihin, kouristuskohtauksiin, munuaisvaurioihin, sokkiin, hypotensioon, sydämen rytmihäiriöihin, koomaan ja kuolemaan.
Kemialliset ominaisuudet
hienojakoista valkoista jauhetta (jauheita) tai rapautuvaa ainetta; imee helposti hiilidioksidia ja H2O:ta ilmakehästä; valmistetaan kuumentamalla LiOH:ta ~800°C:seen tyhjiössä tai litiumperoksidin termisellä hajoamisella; käytetään keramiikassa ja erikoislasivalmisteissa sekä litiumlämpöparistoissa
Käyttökohteet
Liithiumoksidi on vahva emäksinen aine, joka imee hiilidioksidia ja vedenkuohun ilmakehästä. Sitä käytetään keramiikan ja erityyppisten lasien valmistuksessa.
Käyttökohteet
Keramiikka- ja erikoislasivalmisteet, hiilidioksidia absorboiva
Valmisteet
Teollisuus- ja laboratoriovalmisteet. Teollisesti valmistetaan vain pieniä määriä ainetta. Sekä teollisuus- että laboratoriovalmisteet edellyttävät litiumperoksidin tai litiumhydroksidin termistä hajoamista.
Litiumperoksidi, Li202 , muutetaan litiumoksidiksi, Li20, ja hapeksi kuumentamalla 450°:een heliumkaasuvirrassa.
Lithiumhydroksidin terminen dehydraatio suoritetaan 675° ± 10°:ssa tyhjiössä nikkelisäiliössä, joka on vuorattu hopeafoliolla.
Lithiumkarbonaatti voidaan muuntaa litiumoksidiksi ja hiilidioksidiksi kuumentamalla aine 700°:seen tyhjiössä platinaveneessä.
Teollinen käyttö. Tällä hetkellä ei ole olemassa teollisia käyttötarkoituksia, joissa litiumoksidia kuluu suuria määriä.
Litiumoksidi reagoi liuetessaan veden kanssa muodostaen litiumhydroksidiliuoksen.Litiumoksidi on vahva emäs, ja se reagoi tyypillisesti happamien kaasujen ja nesteiden kanssa muodostaen litiumsuoloja. Korotetuissa lämpötiloissa litiumoksidi reagoi myös monien kiinteiden epämetalloksidien (Si02, B2O3 jne.) ja metallioksidien (A1203 , Fe2C>3 jne.) kanssa. Korkeissa lämpötiloissa tapahtuvat reaktiot ovat litiumoksidin, litiumhydroksidin ja litiumkarbonaatin juoksevan vaikutuksen perusta. On huolehdittava siitä, ettei litiumoksidi reagoi reaktioastioiden kanssa korkeissa lämpötiloissa.