Hydrid lithný

Hydrid lithný Chemické vlastnosti,použití,výroba

Chemické vlastnosti

Hydrid lithný (LiH) je krystalická solná látka (kubická s centrovaným povrchem), která je v čisté formě bílá, Jako technický materiál má vlastnosti zajímavé pro mnoho technologií. Například díky vysokému obsahu vodíku a nízké hmotnosti je LiH užitečný pro neutronové štíty a moderátory v jaderných elektrárnách. Kromě toho je LiH díky vysoké výhřevnosti v kombinaci s nízkou hmotností vhodný jako médium pro ukládání tepla v solárních elektrárnách na satelitech a může být použit jako chladič pro různé aplikace. Procesy výroby LiH obvykle zahrnují manipulaci s LiH při teplotách nad jeho bodem tání (688 DC). Pro mnoho procesních součástí, které manipulují s roztaveným LiH, se používá nerezová ocel typu 304L.

Hydrid lithia je typický iontový hydrid s kationty lithia a hydridovými anionty. Elektrolýzou roztaveného materiálu vzniká na katodě kovové lithium a na anodě vodík. Reakce hydridu lithného s vodou, při níž dochází k uvolňování plynného vodíku, rovněž svědčí o záporně nabitém vodíku.

Chemické vlastnosti

Hydrid lithný je bělavý až šedavý,průsvitný, pevný nebo bílý prášek bez zápachu, který na světle rychle tmavne.

Fyzikální vlastnosti

Bílá krystalická pevná látka; krychlové krystaly; hustota 0,82 g/cm3; taje při 686,4 °C; rozkládá se ve vodě; rozpustný v kyselinách.

Použití

Hydrid lithný se používá při výrobě hydridu lithno-hlinitého a silanu, jako silné redukční činidlo, jako kondenzační činidlo při organické syntéze, jako přenosný zdroj vodíku a jako lehký jaderný ochranný materiál. V současné době se používá k ukládání tepelné energie pro vesmírné energetické systémy (Morris et al. 1988).

Použití

Hydrid lithný je modrobílý krystal, který je ve vlhku hořlavý. používá se jako zdroj plynného vodíku, který se uvolňuje při navlhnutí LiH. LiH je vynikající rozpouštědlo a redukční činidlo a také štít, který chrání před zářením vznikajícím při jaderných reakcích.

Použití

Příprava

Hydrid lithia se připravuje zahříváním kovového lithia s vodíkem při teplotě nad 440 °C. Reakce je exotermická a po jejím zahájení ji lze řídit bez vnějšího ohřevu. Tvorné teplo je větší než u hydridu sodného:2Li + H2 → 2LiH

Definice

hydridu lithného: Bílá pevná látka, LiH; kubická; r.d. 0,82; m.p. 680 °C; rozkládá sepřibližně při 850 °C. Vyrábí se přímou kombinací prvků při teplotách nad 500 °C. Předpokládá se, že vazba v hydridu lithia je převážně iontová, tj. Li+H-, což podporuje skutečnost, že při elektrolýze molitanu se z anody uvolňuje vodík. Sloučenina prudce a exotermicky reaguje s vodou na vodík a hydroxid lithný.Používá se jako redukční činidlo pro přípravu jiných hydridů a 2Hisotopická sloučenina, deuterid lithný, je zvláště cenná pro deuteraci řady organických sloučenin.Hydrid lithný se také používá jako stínící materiál pro tepelné neutrony.

Reakce

Hydrid lithný prudce reaguje s vodou za vzniku hydroxidu lithného s vývinem vodíku:
LiH + H2O → LiOH + H2
Hydrid také reaguje s amoniakem za vzniku amidu lithného a vývinu vodíku:
LiH + NH3 → LiNH2 + H2
Hydrid lithný je silné redukční činidlo, a proto by reagoval se sloučeninami, které obsahují kyslík. Dokonce i mnoho vysoce stabilních oxidů kovů a nekovů může být redukováno. Redukuje oxidy kovů na kovy a oxid uhličitý na uhlík:
Fe3O4 + 4LiH → 3Fe + 4NaOH
2LiH + CO2 → Li2O + C + H2O
Podléhá prudkým reakcím s oxidačními činidly.
Hydrid lithia reaguje s hydridem hliníku za vzniku hydridu lithia a hliníku, silného redukčního činidla: LiH + AlH3 → LiAlH4
Hydrid lithia složený z iontů Li+ a H- vykazuje vlastnosti iontové soli, kationtové i aniontové; jako silný elektrolyt. Proto při elektrolýze při teplotách mírně pod bodem tání disociuje na ionty Li+ a H-. Na anodě se uvolňuje plynný vodík.
Hydridový iont H:Ż, který je silnou zásadou, by reagoval s alkoholy za vzniku alkoxidů a uvolňování vodíku:
CH3CH2OH + LiH → CH3CH2OLi + H2
(ethanol) (ethoxid lithný)
(CH3)3COH + LiH → (CH3)3COLi + H2
(terc-butanol) (terc-butoxid lithný)

Všeobecný popis

Bílá nebo průsvitná krystalická hmota nebo prášek. Komerční produkt jsou světle modrošedé hrudky způsobené přítomností nepatrného množství koloidně rozptýleného lithia.

Reakce na vzduchu & Reakce na vodu

Na vzduchu snadno hoří, zejména je-li v prášku. Může se samovolně vznítit ve vlhkém vzduchu. Rychle reaguje s vodou za vzniku žíravého hydroxidu lithného a vodíku .

Profil reaktivity

Hydrid lithný je silné redukční činidlo. Může se prudce rozkládat při styku s většinou oxidačních materiálů. Reaguje exotermicky s vodou za vzniku žíravého hydroxidu lithného a plynného vodíku; vodík se může vznítit. Může se samovolně vznítit ve vlhkém vzduchu. Směsi s kapalným kyslíkem jsou výbušné. Vznítí se při styku s oxidem dusičitým .

Nebezpečnost pro zdraví

Nebezpečnost pro zdraví způsobená hydridem lithným může být způsobena následujícími vlastnostmi: (1) žíravost hydridu, (2) jeho hydrolyzace na silně zásaditý hydroxid lithný a (3) toxicita kovového lithia. Druhá vlastnost, která může vznikat v důsledku vzniku lithia v důsledku rozkladu hydridu lithného a metabolické úlohy lithia, však dosud nebyla prokázána.
Tato sloučenina je silně žíravá pro kůži. kontakt s očima může způsobit silné podráždění a možné poranění. Může hydrolyzovat s tělesnou tekutinou za vzniku hydroxidu lithného,který je rovněž žíravý pro kůži a škodlivý pro oči. Testy na zvířatech ukázaly, že expozice jeho prachu nebo parám v množství vyšším než 10 mg/m3 narušuje tělesnou srst a kůži, způsobuje těžké záněty očí a vede k destrukci vnější nosní sliznice (ACGIH 1986). Nebyly pozorovány žádné chronické účinky.

Nebezpečí požáru

Při požáru mohou vznikat dráždivé alkalické výpary. Hydrid lithia může vytvářet oblaka prachu ve vzduchu, která mohou explodovat při kontaktu s plamenem, teplem nebo oxidačními materiály. Kromě toho dochází ke spontánnímu vznícení při smíchání oxidu dusného a hydridu lithného. Hydrid lithný také tvoří výbušné směsi s kapalným kyslíkem. Kontakt s teplem, vlhkostí nebo kyselinou způsobuje exotermickou reakci a vývin vodíku i hydroxidu lithného. Neslučitelný se vzduchem a vlhkostí, oxidem dusným, silnými oxidanty a kapalným kyslíkem. Hydrid lithný se může na vzduchu samovolně vznítit a měl by být udržován a manipulován mimo kontakt se vzduchem a vlhkostí. Jakýkoli kontakt s oxidem dusným; prášky ve vzduchu se mohou při kontaktu s vlhkostí vznítit.

Bezpečnostní profil

Jedovatý při vdechnutí. Silně dráždí oči, kůži a sliznice. Při styku s vlhkostí vzniká hydroxid lithný. Vzniklý LiOH je velmi žíravý, a proto vysoce toxický, zejména pro plíce a dýchací cesty, kůži a sliznice. Prášek se na vzduchu samovolně vznítí. Pevná látka se může ve vlhkém vzduchu samovolně vznítit. Směsi prášku s kapalným kyslíkem jsou výbušné. Vznítí se při styku s oxidem dusičitým, kyslíkem + vlhkostí. K hašení požáru použijte speciální směsi suchých chemikálií. Viz také sloučeniny lithia a vodíku.

Potenciální expozice

Hydrid lithia se používá k přípravě hydridu lithia a hliníku; jako vysoušedlo; používá se ve vodíkových generátorech a v organické syntéze jako redukční činidlo a kondenzační činidlo s ketony a estery kyselin; údajně se používá v termonukleárních zbraních.

Skladování

S produktem by se mělo manipulovat v inertní atmosféře, aby nedošlo ke kontaminaci a požáru. Práškový hydrid lithný na vzduchu snadno hoří. Velké kusy materiálu jsou však méně hořlavé. Hydrid lithný, stejně jako jiné silné báze, je škodlivý pro kůži a mělo by se s ním zacházet opatrně.

Přeprava

UN1414 Lithium, třída nebezpečnosti: 4.3; Označení:4.3-Nebezpečný za mokra materiál. UN2805 Lithiumhydrid, roztavená pevná látka, třída nebezpečnosti: 4.3; Štítky: Metody čištění Měl by to být bílý prášek; v opačném případě jej vyměňte. Na vzduchu rychle tmavne a rozkládá se H2O za vzniku H2 a LiOH a reaguje s nižšími alkoholy. Jeden gram v H2O uvolní 2,8 l H2 (může být výbušný).

Inkompatibility

Silné redukční činidlo. Neslučitelnýs oxidanty, halogenovanými uhlovodíky; kyseliny mohou způsobit požár a výbuch. Reaguje s vodou za vzniku žíravého hydroxidu lithného a hořlavého plynného vodíku; reakce může způsobit vznícení. Může se samovolně vznítit na vlhkém vzduchu a po uhašení požáru se může znovu vznítit. Nebezpečný při navlhčení. Reaguje s vodou za vzniku vodíku a hydroxidu lithného. Prášek a kapalný kyslík tvoří výbušnou sloučeninu. Exotermicky se rozkládá při styku s kyselinami a při zahřátí na teplotu asi 500 °C za vzniku hořlavého plynného vodíku. Reaguje s karboxylovými kyselinami, nižšími alkoholy, chlorem a amoniakem (při 400C) za vzniku výbušného plynného vodíku.

Zneškodňování odpadu

Hydrid lithia lze smíchat s pískem, postříkat butanolem a poté vodou, neutralizovat a spláchnout vodou do kanalizace.