Ossido di litio Proprietà chimiche, usi, produzione
Proprietà chimiche
L’ossido di litio (Li2O) è uno degli ossidi ionici più semplici ed è isoelettronico a H2O. Due atomi di litio daranno ciascuno un elettrone all’atomo di ossigeno. forma il legame ionico tra litio e ossigeno. La formula dell’ossido di litio è Li2O.
L’ossido di litio è molto corrosivo. Reagisce con l’acqua per fare idrossido di litio. È tossico a causa della sua forte alcalinità (essendo una base).
È una fonte di litio altamente insolubile e termicamente stabile adatta per applicazioni in vetro, ottica e ceramica. L’ossido di litio è un solido bianco conosciuto anche come litia, è prodotto quando il litio metallico brucia in presenza di ossigeno. I composti di ossido non sono conduttori di elettricità. Tuttavia, alcuni ossidi strutturati in perovskite sono elettronicamente conduttivi trovando applicazione nel catodo di celle a combustibile a ossido solido e sistemi di generazione di ossigeno. Sono composti che contengono almeno un anione di ossigeno e un catione metallico.
L’ossido di litio è usato come flusso negli smalti ceramici; e crea blu con il rame e rosa con il cobalto. L’ossido di litio reagisce con acqua e vapore, formando idrossido di litio e deve essere isolato da essi. Il suo utilizzo viene anche studiato per la valutazione non distruttiva della spettroscopia di emissione e il monitoraggio della degradazione all’interno dei sistemi di rivestimento a barriera termica. Può essere aggiunto come co-dopante con l’ittrio nel top coat della ceramica di zirconia, senza una grande diminuzione della durata prevista del rivestimento.
Usi
Non ci sono usi industriali attuali che consumano grandi quantità di ossido di litio.
L’ossido di litio è usato come flusso negli smalti ceramici; e crea blu con rame e rosa con cobalto. L’ossido di litio reagisce con l’acqua e il vapore, formando idrossido di litio e dovrebbe essere isolato da essi. Il suo uso è anche in fase di studio per la valutazione non distruttiva della spettroscopia di emissione e il monitoraggio della degradazione all’interno di sistemi di rivestimento a barriera termica. Può essere aggiunto come co-dopante con l’ittrio nel top coat della ceramica di zirconia, senza una grande diminuzione della durata prevista del rivestimento.
Reazioni
L’ossido di litio reagisce con l’acqua quando si dissolve per formare una soluzione di idrossido di litio.
L’ossido di litio è una base forte e reagisce tipicamente con gas e liquidi acidi per formare sali di litio. A temperature elevate, l’ossido di litio reagisce anche con molti ossidi solidi non metallici (SiO2, B2O3, ecc.) e ossidi metallici (A12O3, Fe2O3, ecc.). Le reazioni ad alta temperatura sono alla base dell’azione fondente dell’ossido di litio, dell’idrossido di litio e del carbonato di litio. Bisogna fare attenzione ad evitare la reazione dell’ossido di litio con i recipienti di reazione ad alte temperature.
Preparazione
L’ossido di litio si prepara riscaldando il litio metallico in ossigeno secco sopra i 100°C:
4Li + O2→2Li2O
Un altro metodo di preparazione che produce ossido di litio puro prevede la decomposizione termica del perossido di litio:
2Li2O2→2Li2O + O2
Inoltre, l’ossido può essere prodotto riscaldando l’idrossido di litio puro a 800°C sotto vuoto:
2LiOH→Li2O + H2O
Pericolo per la salute
Al meglio delle nostre conoscenze le proprietà chimiche, fisiche e tossicologiche dell’ossido di litio non sono state studiate e riportate in modo approfondito.
La tossicità dei composti di litio è una funzione della loro solubilità in acqua. Lo ione litio ha una tossicità per il sistema nervoso centrale. Gli effetti iniziali dell’esposizione al litio sono tremori delle mani, nausea, minzione, farfugliamento, pigrizia, sonnolenza, vertigini, sete e aumento del volume delle urine. Gli effetti dell’esposizione continua sono apatia, anoressia, affaticamento, letargia, debolezza muscolare e cambiamenti nell’ecg. L’esposizione a lungo termine porta a ipotiroidismo, leucocitosi, edema, aumento di peso, polidipsia/poliuria (maggiore assunzione di acqua che porta ad un aumento della produzione urinaria), perdita di memoria, convulsioni, danni renali, shock, ipotensione, aritmie cardiache, coma, morte.
Proprietà chimiche
polvere bianca finemente divisa o materiale crostoso; assorbe prontamente CO2 e H2O dall’atmosfera; prodotto riscaldando LiOH a ~800°C sotto vuoto o per decomposizione termica del perossido di litio; usato in ceramiche e formulazioni di vetro speciali e in batterie termiche al litio
Usi
L’ossido di litio è un forte alcali che assorbe anidride carbonica e acqua dall’atmosfera. È usato nella produzione di ceramiche e di tipi speciali di vetro.
Usi
Formulazioni di ceramica e vetro speciale, assorbente di anidride carbonica
Preparazione
Preparazioni industriali e di laboratorio. Solo piccoli volumi di materiale vengono preparati a livello industriale. Sia le preparazioni industriali che quelle di laboratorio richiedono la decomposizione termica del perossido di litio o dell’idrossido di litio.
Il perossido di litio, Li202, viene convertito in ossido di litio, Li20, e ossigeno mediante riscaldamento a 450° in un flusso di gas elio.
La disidratazione termica dell’idrossido di litio viene effettuata a 675°C±10° sotto vuoto in un contenitore di nichel foderato con fogli d’argento.
Il carbonato di litio può essere convertito in ossido di litio e anidride carbonica riscaldando il materiale a 700°C sotto vuoto in una barca di platino.
Usi industriali. Non ci sono usi industriali attuali che consumano grandi quantità di ossido di litio.
L’ossido di litio reagisce con l’acqua quando si dissolve per formare una soluzione di idrossido di litio.L’ossido di litio è una base forte e reagisce tipicamente con gas e liquidi acidi per formare sali di litio. A temperature elevate, l’ossido di litio reagisce anche con molti nonmetalossidi solidi (Si02, B2O3, ecc.) e ossidi di metallo (A1203, Fe2C>3, ecc.). Le reazioni ad alta temperatura sono alla base dell’azione fondente dell’ossido di litio, dell’idrossido di litio e del carbonato di litio. Bisogna fare attenzione ad evitare la reazione dell’ossido di litio con i recipienti di reazione ad alte temperature.