Tlenek litu Właściwości chemiczne, zastosowania, produkcja
Właściwości chemiczne
Tlenek litu (Li2O) jest jednym z najprostszych tlenków jonowych i jest izoelektroniczny w stosunku do H2O. Dwa atomy litu dadzą po jednym elektronie atomowi tlenu. tworzy wiązanie jonowe pomiędzy litem i tlenem. Wzór dla tlenku litu to Li2O.
Tlenek litu jest bardzo żrący. Reaguje z wodą, tworząc wodorotlenek litu. Jest toksyczny ze względu na silną zasadowość (jest zasadą).
Jest wysoce nierozpuszczalnym, stabilnym termicznie źródłem litu, odpowiednim do zastosowań w szkle, optyce i ceramice. Tlenek litu jest białym ciałem stałym, znanym również jako lit, jest produkowany, gdy metal litu spala się w obecności tlenu. Związki tlenkowe nie przewodzą prądu elektrycznego. Jednakże, niektóre tlenki o strukturze perowskitu są elektronicznie przewodzące, co znajduje zastosowanie w katodzie półtlenkowych ogniw paliwowych i systemach generowania tlenu. Są to związki zawierające co najmniej jeden anion tlenowy i jeden kation metaliczny.
Tlenek litu jest stosowany jako topnik w szkliwach ceramicznych; tworzy błękity z miedzią i róże z kobaltem. Tlenek litu reaguje z wodą i parą wodną, tworząc wodorotlenek litu i powinien być od nich izolowany. Jego zastosowanie jest również badane w celu oceny nieniszczącej spektroskopii emisyjnej i monitorowania degradacji w systemach powłokowych barier termicznych. Może być dodany jako współdopant z itrem w cyrkonowej ceramicznej powłoce wierzchniej, bez dużego spadku oczekiwanej żywotności powłoki.
Użytki
Nie ma obecnie zastosowań przemysłowych, w których zużywa się duże ilości tlenku litu.
Tlenek litu jest używany jako topnik w szkliwach ceramicznych; tworzy błękity z miedzią i róże z kobaltem. Tlenek litu reaguje z wodą i parą wodną, tworząc wodorotlenek litu i powinien być od nich odizolowany. Jego zastosowanie jest również badane pod kątem oceny nieniszczącej spektroskopii emisyjnej i monitorowania degradacji w systemach powłokowych barier termicznych. Może być dodany jako współdopant z itrem w cyrkonowej ceramicznej powłoce wierzchniej, bez dużego spadku oczekiwanej żywotności powłoki.
Reakcje
Tlenek litu reaguje z wodą, gdy się rozpuszcza, tworząc roztwór wodorotlenku litu.
Tlenek litu jest silną zasadą i reaguje typowo z kwaśnymi gazami i cieczami, tworząc sole litu. W podwyższonej temperaturze, tlenek litu reaguje również z wieloma stałymi tlenkami niemetali (SiO2, B2O3, itp.) i tlenkami metali (A12O3, Fe2O3, itp.). Reakcje wysokotemperaturowe są podstawą działania topiącego tlenku litu, wodorotlenku litu i węglanu litu. Należy uważać, aby uniknąć reakcji tlenku litu z naczyniami reakcyjnymi w wysokich temperaturach.
Przygotowanie
Tlenek litu otrzymuje się przez ogrzewanie metalu litowego w suchym tlenie powyżej 100°C:
4Li + O2→2Li2O
Inna metoda otrzymywania, która daje czysty tlenek litu, polega na termicznym rozkładzie nadtlenku litu:
2Li2O2→2Li2O + O2
Tlenek można również otrzymać przez ogrzewanie czystego wodorotlenku litu w temperaturze 800°C w próżni:
2LiOH→Li2O + H2O
Zagrożenia dla zdrowia
Na podstawie naszej najlepszej wiedzy właściwości chemiczne, fizyczne i toksykologiczne tlenku litu nie zostały dokładnie zbadane i zgłoszone.
Toksyczność związków litu jest funkcją ich rozpuszczalności w wodzie. Jony litu wykazują toksyczność dla ośrodkowego układu nerwowego. Początkowe efekty ekspozycji na lit to drżenie rąk, nudności, zaburzenia mikcji, niewyraźna mowa, ospałość, senność, zawroty głowy, pragnienie i zwiększona objętość moczu. Skutki ciągłego narażenia to apatia, anoreksja, zmęczenie, senność, osłabienie mięśniowe i zmiany w ekg. Długotrwałe narażenie prowadzi do niedoczynności tarczycy, leukocytozy, obrzęków, przyrostu masy ciała, polidypsji/poliryurii (zwiększone spożycie wody prowadzące do zwiększonego wydalania moczu), zaburzeń pamięci, drgawek, uszkodzenia nerek, wstrząsu, niedociśnienia, zaburzeń rytmu serca, śpiączki, śmierci.
Właściwości chemiczne
drobno podzielony biały proszek(i) lub skorupiasty materiał; łatwo absorbuje CO2 i H2O z atmosfery; wytwarzany przez ogrzewanie LiOH do ~800°C w próżni lub przez termiczny rozkład nadtlenku litu; stosowany w ceramice i specjalnych preparatach szklanych oraz w litowych bateriach termicznych
Zastosowanie
Tlenek litu jest silną zasadą, która absorbuje dwutlenek węgla i wodę z atmosfery. Jest on stosowany w produkcji ceramiki i specjalnych rodzajów szkła.
Użycia
Ceramika i specjalne rodzaje szkła, absorbent dwutlenku węgla
Przygotowanie
Preparaty przemysłowe i laboratoryjne. Przemysłowo przygotowuje się tylko małe ilości materiału. Zarówno preparaty przemysłowe, jak i laboratoryjne wymagają termicznego rozkładu nadtlenku litu lub wodorotlenku litu.
Nadtlenek litu, Li202 , jest przekształcany w tlenek litu, Li20, i tlen przez ogrzewanie do 450° w strumieniu helu.
Odwodnienie termiczne wodorotlenku litu przeprowadza się w temperaturze 675°C±10° pod próżnią w niklowym pojemniku wyłożonym folią srebrną.
Węglan litu może być przekształcony w tlenek litu i ditlenek węgla przez ogrzewanie materiału do 700°C pod próżnią w platynowej łodzi.
Zastosowania przemysłowe. Nie ma obecnie zastosowań przemysłowych, które zużywają duże ilości tlenku litu.
Tlenek litu reaguje z wodą, gdy się rozpuszcza, tworząc roztwór wodorotlenku litu.Tlenek litu jest silną zasadą i reaguje typowo z kwaśnymi gazami i cieczami, tworząc sole litu. W podwyższonych temperaturach tlenek litu reaguje również z wieloma stałymi niemetalotlenkami (Si02, B2O3, itp.) i tlenkami metali (A1203 , Fe2C>3, itp.). Wysokotemperaturowe reakcje są podstawą działania topiącego tlenku litu, wodorotlenku litu i węglanu litu. Należy zachować ostrożność, aby uniknąć reakcji tlenku litu z naczyniami reakcyjnymi w wysokich temperaturach.