Lithiumoxid Chemische Eigenschaften,Verwendung,Herstellung
Chemische Eigenschaften
Lithiumoxid (Li2O) ist eines der einfachsten ionischen Oxide und es ist isoelektronisch zu H2O. Zwei Lithiumatome geben jeweils ein Elektron an das Sauerstoffatom ab und bilden die Ionenbindung zwischen Lithium und Sauerstoff. Die Formel für Lithiumoxid lautet Li2O.
Lithiumoxid ist sehr ätzend. Es reagiert mit Wasser zu Lithiumhydroxid. Es ist giftig, da es stark alkalisch ist (eine Base).
Es ist eine hoch unlösliche, thermisch stabile Lithiumquelle, die für Glas-, Optik- und Keramikanwendungen geeignet ist. Lithiumoxid ist ein weißer Feststoff, der auch als Lithiumoxid bezeichnet wird. Er entsteht, wenn Lithiummetall in Gegenwart von Sauerstoff verbrennt. Oxidverbindungen sind für Elektrizität nicht leitend. Bestimmte Oxide mit Perowskit-Struktur sind jedoch elektronisch leitfähig und finden Anwendung in der Kathode von Festoxid-Brennstoffzellen und Sauerstofferzeugungssystemen. Es handelt sich um Verbindungen, die mindestens ein Sauerstoffanion und ein metallisches Kation enthalten.
Lithiumoxid wird als Flussmittel in Keramikglasuren verwendet und erzeugt mit Kupfer blaue und mit Kobalt rosa Farbtöne. Lithiumoxid reagiert mit Wasser und Wasserdampf unter Bildung von Lithiumhydroxid und sollte von diesen isoliert werden. Seine Verwendung wird auch für die zerstörungsfreie Emissionsspektroskopie und die Überwachung der Degradation in Wärmedämmschichtsystemen untersucht. Es kann als Co-Dotierstoff mit Yttriumoxid in der Zirkoniumdioxid-Keramik-Deckschicht zugesetzt werden, ohne dass sich die erwartete Lebensdauer der Beschichtung wesentlich verringert.
Verwendungen
Es gibt derzeit keine industriellen Verwendungen, die große Mengen an Lithiumoxid verbrauchen.
Lithiumoxid wird als Flussmittel in keramischen Glasuren verwendet und erzeugt mit Kupfer blaue und mit Kobalt rosafarbene Farben. Lithiumoxid reagiert mit Wasser und Wasserdampf unter Bildung von Lithiumhydroxid und sollte daher isoliert werden; seine Verwendung wird auch für die zerstörungsfreie Emissionsspektroskopie und die Überwachung des Abbaus in Wärmedämmschichtsystemen untersucht. Es kann als Co-Dotierstoff mit Yttriumoxid in die Zirkoniumdioxid-Keramik-Deckschicht eingebracht werden, ohne dass sich die erwartete Lebensdauer der Beschichtung wesentlich verringert.
Reaktionen
Lithiumoxid reagiert mit Wasser, wenn es sich auflöst, und bildet eine Lösung von Lithiumhydroxid.
Lithiumoxid ist eine starke Base und reagiert typischerweise mit sauren Gasen und Flüssigkeiten unter Bildung von Lithiumsalzen. Bei hohen Temperaturen reagiert Lithiumoxid auch mit vielen festen Nichtmetalloxiden (SiO2, B2O3, usw.) und Metalloxiden (A12O3, Fe2O3, usw.). Hochtemperaturreaktionen sind die Grundlage für die Flussmittelwirkung von Lithiumoxid, Lithiumhydroxid und Lithiumcarbonat. Es muss darauf geachtet werden, dass Lithiumoxid bei hohen Temperaturen nicht mit Reaktionsgefäßen reagiert.
Zubereitung
Lithiumoxid wird durch Erhitzen von Lithiummetall in trockenem Sauerstoff auf über 100°C hergestellt:
4Li + O2→2Li2O
Eine andere Methode der Herstellung, die reines Lithiumoxid ergibt, beinhaltet die thermische Zersetzung von Lithiumperoxid:
2Li2O2→2Li2O + O2
Außerdem kann das Oxid durch Erhitzen von reinem Lithiumhydroxid bei 800°C im Vakuum hergestellt werden:
2LiOH→Li2O + H2O
Gesundheitsgefährdung
Nach unserem besten Wissen sind die chemischen, physikalischen und toxikologischen Eigenschaften von Lithiumoxid nicht gründlich untersucht und berichtet worden.
Die Toxizität von Lithiumverbindungen hängt von ihrer Löslichkeit in Wasser ab. Lithiumionen haben eine Toxizität für das zentrale Nervensystem. Die ersten Auswirkungen einer Lithiumexposition sind Zittern der Hände, Übelkeit, Miktionsstörungen, undeutliche Sprache, Trägheit, Schläfrigkeit, Schwindel, Durst und erhöhte Urinmenge. Auswirkungen einer anhaltenden Exposition sind Apathie, Anorexie, Müdigkeit, Lethargie, Muskelschwäche und Veränderungen im EKG. Langfristige Exposition führt zu Hypothyreose, Leukozytose, Ödemen, Gewichtszunahme, Polydipsie/Polyurie (erhöhte Wasseraufnahme führt zu erhöhter Urinausscheidung), Gedächtnisstörungen, Krampfanfällen, Nierenschäden, Schock, Hypotonie, Herzrhythmusstörungen, Koma, Tod.
Chemische Eigenschaften
fein verteiltes weißes Pulver oder krustiges Material; absorbiert leicht CO2 und H2O aus der Atmosphäre; hergestellt durch Erhitzen von LiOH auf ~800°C im Vakuum oder durch thermische Zersetzung von Lithiumperoxid; wird in Keramiken und speziellen Glasformulierungen und in Lithium-Thermobatterien verwendet
Verwendung
Lithiumoxid ist ein starkes Alkali, das Kohlendioxid und Wasser aus der Atmosphäre absorbiert. Es wird zur Herstellung von Keramiken und speziellen Glasarten verwendet.
Verwendungen
Keramik und spezielle Glasformulierungen, Kohlendioxid-Absorptionsmittel
Zubereitung
Industrie- und Laborzubereitungen. Industriell werden nur kleine Mengen des Materials zubereitet. Sowohl Industrie- als auch Laborzubereitungen erfordern die thermische Zersetzung von Lithiumperoxid oder von Lithiumhydroxid.
Lithiumperoxid, Li202 , wird durch Erhitzen auf 450° in einem Heliumgasstrom in Lithiumoxid, Li20, und Sauerstoff umgewandelt.
Die thermische Dehydratisierung von Lithiumhydroxid erfolgt bei 675°C±10° unter Vakuum in einem mit Silberfolie ausgekleideten Nickelbehälter.
Lithiumcarbonat kann durch Erhitzen auf 700°C unter Vakuum in einem Platinboot in Lithiumoxid und Kohlendioxid umgewandelt werden.
Industrielle Verwendung. Derzeit gibt es keine industriellen Verwendungen, die große Mengen an Lithiumoxid verbrauchen.
Lithiumoxid reagiert mit Wasser, wenn es sich auflöst, und bildet eine Lösung von Lithiumhydroxid.Lithiumoxid ist eine starke Base und reagiert typischerweise mit sauren Gasen und Flüssigkeiten, um Lithiumsalze zu bilden. Bei hohen Temperaturen reagiert Lithiumoxid auch mit vielen festen Nichtmetalloxiden (Si02, B2O3 usw.) und Metalloxiden (A1203 , Fe2C>3 usw.). Hochtemperaturreaktionen sind die Grundlage für die Fluxwirkung von Lithiumoxid, Lithiumhydroxid und Lithiumcarbonat. Es muss darauf geachtet werden, dass Lithiumoxid bei hohen Temperaturen nicht mit Reaktionsgefäßen reagiert.