Lítium-oxid Kémiai tulajdonságok,felhasználás,előállítás
Kémiai tulajdonságok
A lítium-oxid (Li2O) az egyik legegyszerűbb ionos oxid, és a H2O-val izoelektronikus. Két lítiumatom egy-egy elektront ad az oxigénatomnak. ionos kötést képez a lítium és az oxigén között. A lítium-oxid képlete Li2O.
A lítium-oxid nagyon maró hatású. Vízzel reagálva lítium-hidroxiddá alakul. Erős lúgossága miatt (mivel bázis) mérgező.
Egy nagymértékben oldhatatlan, hőstabil lítiumforrás, amely alkalmas üveg, optikai és kerámia alkalmazásokhoz. A lítium-oxid fehér szilárd anyag, más néven litia, akkor keletkezik, amikor a lítiumfém oxigén jelenlétében ég. Az oxidvegyületek nem vezetik az elektromosságot. Bizonyos perovszkit szerkezetű oxidok azonban elektromosan vezetőképesek, és a szilárdoxid-üzemanyagcellák katódjában és oxigéntermelő rendszerekben találnak alkalmazást. Ezek olyan vegyületek, amelyek legalább egy oxigénaniont és egy fémkationt tartalmaznak.
A lítium-oxidot fluxusként használják a kerámiamázakban; rézzel kékes, kobalttal pedig rózsaszínű színeket hoz létre. A lítium-oxid vízzel és gőzzel lítium-hidroxidot képezve reagál, ezért el kell különíteni tőle. Használatát a roncsolásmentes emissziós spektroszkópiai értékelésre és a lebomlás nyomon követésére is vizsgálják a hőgátló bevonatrendszerekben. A cirkónium-dioxid-kerámia fedőbevonatban az ittrium-dioxiddal együtt adható hozzá, anélkül, hogy a bevonat várható élettartama nagymértékben csökkenne.
Hasznosítások
Jelenleg nincsenek olyan ipari felhasználások, amelyek nagy mennyiségű lítium-oxidot fogyasztanának.
A lítium-oxidot fluxusként használják kerámiamázakban; és rézzel kékes és kobaltal rózsaszínt hoz létre. A lítium-oxid reakcióba lép vízzel és gőzzel, lítium-hidroxidot képezve, és el kell különíteni tőlük. felhasználását a roncsolásmentes emissziós spektroszkópiai értékelésre és a lebomlás nyomon követésére is vizsgálják a hőgátló bevonatrendszerekben. A cirkónium-dioxid-kerámia fedőrétegben az ittrium-dioxiddal együtt adagolható, anélkül, hogy a bevonat várható élettartama nagymértékben csökkenne.
Reakciók
A lítium-oxid vízzel oldódás közben lítium-hidroxid oldatát képezve reagál.
A lítium-oxid erős bázis, és jellemzően savas gázokkal és folyadékokkal lítiumsók képződésével reagál. Magas hőmérsékleten a lítium-oxid számos szilárd nem fém-oxiddal (SiO2, B2O3 stb.) és fém-oxiddal (A12O3, Fe2O3 stb.) is reakcióba lép. A magas hőmérsékletű reakciók képezik a lítium-oxid, a lítium-hidroxid és a lítium-karbonát folyósító hatásának alapját. Vigyázni kell, hogy a lítium-oxid magas hőmérsékleten ne lépjen reakcióba a reakcióedényekkel.
Készítés
A lítium-oxidot a lítiumfém száraz oxigénben 100 °C fölé történő hevítésével állítják elő:
4Li + O2→2Li2O
Egy másik előállítási módszer, amely tiszta lítium-oxidot eredményez, a lítium-peroxid termikus bomlását jelenti:
2Li2O2→2Li2O + O2
Az oxid előállítható továbbá tiszta lítium-hidroxid 800°C-on vákuumban történő hevítésével:
2LiOH→Li2O + H2O
Veszély az egészségre
Tudomásunk szerint a lítium-oxid kémiai, fizikai és toxikológiai tulajdonságait még nem vizsgálták és nem jelentették alaposan.
A lítiumvegyületek toxicitása a vízben való oldhatóságuk függvénye. A lítiumion központi idegrendszeri toxicitással rendelkezik. A lítium-expozíció kezdeti hatásai a kézremegés, a hányinger, a vizeletürítés, az elmosódott beszéd, a lomhaság, az álmosság, a szédülés, a szomjúság és a megnövekedett vizeletmennyiség. A folyamatos expozíció hatásai az apátia, étvágytalanság, fáradtság, letargia, izomgyengeség és az EKG változásai. Hosszú távú expozíció hypothyreosishoz, leukocitózishoz, ödémához, súlygyarapodáshoz, polydipsia/polyuria (fokozott vízfelvétel, ami fokozott vizeletürítéshez vezet), memóriazavarokhoz, görcsökhöz, vesekárosodáshoz, sokkhoz, hipotenzióhoz, szívritmuszavarokhoz, kómához, halálhoz vezet.
Kémiai tulajdonságok
finomszemcsés fehér por(ok) vagy kérges anyag; könnyen elnyeli a légkörből a CO2-t és H2O-t; LiOH vákuumban ~800°C-ra történő hevítésével vagy lítium-peroxid termikus bomlásával állítják elő; kerámiákban és speciális üvegkészítményekben, valamint lítiumos hőelemekben használják
felhasználások
A lítium-oxid erős lúg, amely elnyeli a légkörből a szén-dioxidot és a vizet. Kerámiák és speciális üvegtípusok gyártásához használják.
Alkalmazások
Kerámia és speciális üvegkészítmények, széndioxid-elnyelő
Készítmény
Ipari és laboratóriumi készítmények. Csak kis mennyiségű anyagot állítanak előiparilag. Mind az ipari, mind a laboratóriumi készítményekhez a lítium-peroxid vagy a lítium-hidroxid termikus bomlására van szükség.
A lítium-peroxid, Li202 , 450°-ra történő hevítéssel hélium gázáramban lítium-oxiddá, Li20 és oxigénné alakul.
A lítium-hidroxid termikus dehidratálása 675°C±10°-on, vákuum alatt, ezüstfóliával bélelt nikkeledényben történik.
A lítium-karbonát lítium-oxiddá és szén-dioxiddá alakítható, ha az anyagot 700°C-ra hevítik vákuum alatt, platinacsónakban.
Ipari felhasználás. Jelenleg nincsenek olyan ipari felhasználások, amelyek nagy mennyiségű lítium-oxidot fogyasztanának.
A lítium-oxid oldódás közben vízzel reagálva lítium-hidroxid oldatot képez.A lítium-oxid erős bázis, és jellemzően savas gázokkal és folyadékokkal reagálva lítiumsókat képez. Magas hőmérsékleten a lítium-oxid számos szilárd nem fémoxiddal (Si02, B2O3 stb.) és fémoxiddal (A1203 , Fe2C>3 stb.) is reakcióba lép. A magas hőmérsékletű reakciók képezik a lítium-oxid, a lítium-hidroxid és a lítium-karbonát folyósító hatásának alapját. Gondoskodni kell arról, hogy a lítium-oxid ne reagáljon magas hőmérsékleten a reakcióedényekkel.