Hidruro de litio

Propiedades químicas, usos, producción del hidruro de litio

Propiedades químicas

El hidruro de litio (LiH) es una sustancia salina cristalina (cúbica centrada en la cara) que es blanca en su forma pura, Como material de ingeniería, tiene propiedades de interés en muchas tecnologías. Por ejemplo, el alto contenido de hidrógeno y el peso ligero del LiH lo hacen útil para los escudos y moderadores de neutrones en las centrales nucleares. Además, el alto calor de fusión combinado con el peso ligero hacen que el LiH sea apropiado para medios de almacenamiento de calor para plantas de energía solar en satélites y puede utilizarse como disipador de calor para diferentes aplicaciones. Normalmente, los procesos para la producción de LiH implican la manipulación del LiH a temperaturas superiores a su punto de fusión (688 DC). El acero inoxidable tipo 304L se utiliza para muchos componentes de proceso que manipulan el LiH fundido.

El hidruro de litio es un típico hidruro iónico con cationes de litio y aniones de hidruro. La electrólisis del material fundido da lugar a la formación de litio metálico en el cátodo y de hidrógeno en el ánodo. La reacción hidruro de litio-agua, que da lugar a la liberación de gas hidrógeno, también es indicativa de un hidrógeno con carga negativa.

Propiedades químicas

El hidruro de litio es un sólido de color blanquecino a grisáceo, translúcido e inodoro o un polvo blanco que se oscurece rápidamente al exponerse a la luz.

Propiedades físicas

Sólido cristalino blanco; cristales cúbicos; densidad 0,82 g/cm3; funde a 686,4°C; se descompone en agua; soluble en ácidos.

Usos

El hidruro de litio se utiliza en la fabricación de hidruro de aluminio y silano, como potente agente reductor, como agente de condensación en la síntesis orgánica, como fuente portátil de hidrógeno y como material ligero de blindaje nuclear. Actualmente se está utilizando para almacenar energía térmica en sistemas de energía espacial (Morris et al. 1988).

Usos

El hidruro de litio es un cristal blanco azulado que es inflamable en la humedad.Se utiliza como fuente de gas hidrógeno que se libera cuando el LiH se moja. El LiH es un excelente desecante y agente reductor, así como un escudo que protege de la radiación creada por las reacciones nucleares.

Usos

Preparación

El hidruro de litio se prepara calentando el metal de litio con hidrógeno por encima de 440°C. La reacción es exotérmica y puede controlarse una vez iniciada, sin necesidad de calentamiento externo. El calor de formación es mayor que el del hidruro de sodio:2Li + H2 → 2LiH

Definición

hidruro de litio: Un sólido blanco, LiH; cúbico; d.r. 0,82; p.m. 680°C; se descompone a unos 850°C. Se produce por combinación directa de los elementos a temperaturas superiores a 500°C. Se cree que el enlace en el hidruro de litio es en gran medida iónico, es decir, Li+H-, como lo confirma el hecho de que el hidrógeno se libera del ánodo en la electrólisis de la sal fundida. El compuesto reacciona violentamente y de forma exotérmica con el agua, produciendo hidrógeno e hidróxido de litio.Se utiliza como agente reductor para preparar otros hidruros y el compuesto 2Hisotópico, el deuteruro de litio, es particularmente valioso para deuterar una serie de compuestos orgánicos.El hidruro de litio también se ha utilizado como material de blindaje para los neutrones térmicos.

Reacciones

El hidruro de litio reacciona enérgicamente con el agua, formando hidróxido de litio con evolución de hidrógeno:
LiH + H2O → LiOH + H2
El hidruro también reacciona con el amoníaco formando amida de litio y evolucionando hidrógeno:
LiH + NH3 → LiNH2 + H2
El hidruro de litio es un fuerte agente reductor y, por tanto, reaccionaría con compuestos que contienen oxígeno. Incluso muchos óxidos altamente estables de metales y no metales pueden reducirse. Reduce los óxidos metálicos a metales y el dióxido de carbono a carbono:
Fe3O4 + 4LiH → 3Fe + 4NaOH
2LiH + CO2 → Li2O + C + H2O
Sufre reacciones violentas con agentes oxidantes.
El hidruro de litio reacciona con el hidruro de aluminio formando hidruro de litio y aluminio, un potente agente reductor:LiH + AlH3 → LiAlH4
El hidruro de litio formado por iones Li+ y H- presenta propiedades de una sal iónica, tanto catiónica como aniónica; como un electrolito fuerte. Así, cuando se electroliza a temperaturas ligeramente inferiores a su punto de fusión, se disocia en iones Li+ y H¯. El gas hidrógeno se libera en el ánodo.

El ion hidruro, H:¯ siendo una base fuerte, reaccionaría con los alcoholes, formando alcóxidos y liberando hidrógeno:
CH3CH2OH + LiH → CH3CH2OLi + H2
(etanol) (etóxido de litio)
(CH3)3COH + LiH → (CH3)3COLi + H2
(terc-butanol) (terc-butóxido de litio)

Descripción general

Una masa o polvo cristalino blanco o translúcido. El producto comercial son grumos de color gris azulado claro debido a la presencia de cantidades minúsculas de litio dispersado coloidalmente.

Aire &Reacciones en el agua

Arde fácilmente en el aire, especialmente si está pulverizado. Puede inflamarse espontáneamente en el aire húmedo. Reacciona rápidamente con el agua para formar hidróxido de litio cáustico e hidrógeno .

Perfil de reactividad

El hidruro de litio es un fuerte agente reductor. Puede descomponerse violentamente en contacto con la mayoría de los materiales oxidantes. Reacciona exotérmicamente con el agua para formar hidróxido de litio cáustico e hidrógeno gaseoso; el hidrógeno puede inflamarse. Puede inflamarse espontáneamente en aire húmedo. Las mezclas con oxígeno líquido son explosivas. Se inflama en contacto con el óxido de dinitrógeno.

Peligro para la salud

El peligro para la salud debido al hidruro de litio puede atribuirse a las siguientes propiedades: (1) la corrosividad del hidruro, (2) su hidrólisis en hidróxido de litio fuertemente básico, y (3) la toxicidad del metal de litio. Sin embargo, la última propiedad, que puede surgir debido a la formación de litio resultante de la descomposición del hidruro de litio y el papel metabólico del litio, aún no está establecida.
Este compuesto es altamente corrosivo para la piel.El contacto con los ojos puede producir irritación severa y posibles lesiones. Puede hidrolizarse con el líquido corporal, formando hidróxido de litio, que también es corrosivo para la piel y perjudicial para los ojos. Los ensayos con animales indicaron que la exposición a su polvo o vapor a un nivel superior a 10 mg/m3 erosionó el pelaje y la piel del cuerpo, causó una grave inflamación de los ojos y provocó la destrucción del tabique nasal externo (ACGIH 1986). No se observaron efectos crónicos.

Peligro de incendio

En un incendio, pueden formarse humos alcalinos irritantes. El hidruro de litio puede formar nubes de polvo en el aire que pueden explotar en contacto con la llama, el calor o los materiales oxidantes. Además, se produce una ignición espontánea cuando se mezclan el óxido nitroso y el hidruro de litio. El hidruro de litio también forma mezclas explosivas con el oxígeno líquido. El contacto con el calor, la humedad o el ácido provoca una reacción exotérmica y la evolución del hidrógeno, así como del hidróxido de litio. Es incompatible con el aire y la humedad, el óxido nitroso, los oxidantes fuertes y el oxígeno líquido. El hidruro de litio puede inflamarse espontáneamente en el aire y debe mantenerse y manipularse fuera del contacto con el aire y la humedad. Cualquier contacto con el óxido nitroso; los polvos transportados por el aire pueden inflamarse al llegar a la humedad.

Perfil de seguridad

Veneno por inhalación. Es un irritante severo para los ojos, la piel y las membranas mucosas. En contacto con la humedad, se forma hidróxido de litio. El LiOH formado es muy cáustico y por lo tanto altamente tóxico, particularmente para los pulmones y las vías respiratorias, la piel y las membranas mucosas. El polvo se inflama espontáneamente en el aire. El sólido puede inflamarse espontáneamente en el aire húmedo. Las mezclas del polvo con oxígeno líquido son explosivas. Se inflama en contacto con óxido de dinitrógeno, oxígeno + humedad. Para combatir el fuego, utilizar mezclas especiales de productos químicos secos. Ver también COMPUESTOS DE LITIO e HIDRIDOS.

Exposición potencial

El hidruro de litio se utiliza en la preparación de hidruro de aluminio y litio; como desecante; se utiliza en generadores de hidrógeno y en síntesis orgánica como agente reductor y condensador con cetonas y ésteres de ácidos; se ha informado de su uso en armas termonucleares.

Almacenamiento

El producto debe manipularse en una atmósfera inerte para evitar la contaminación y un incendio. El hidruro de litio en polvo arde fácilmente cuando se expone al aire. Sin embargo, las piezas grandes del material son menos inflamables. El hidruro de litio, al igual que otras bases fuertes, es perjudicial para la piel y debe manipularse con precaución.

Envío

UN1414 Litio, Clase de peligro: 4.3; Etiquetas:4.3-Materia peligrosa cuando se moja. UN2805 Hidruro de litio, sólido fundido, Clase de peligro: 4.3; Etiquetas: 4.3-Material peligroso cuando se moja

Métodos de purificación

Debe ser un polvo blanco; en caso contrario, sustitúyalo. Se oscurece rápidamente al exponerse al aire y se descompone con H2O para dar H2 y LiOH, y reacciona con alcoholes menores. Un gramo en H2O libera 2,8L de H2 (podría ser explosivo).

Incompatibilidades

Un fuerte agente reductor. Incompatible con oxidantes, hidrocarburos halogenados; los ácidos pueden provocar incendios y explosiones. Reacciona con el agua, formando hidróxido de litio cáustico y gas hidrógeno inflamable; la reacción puede provocar la ignición. Puede inflamarse espontáneamente en aire húmedo y puede reavivarse después de extinguir el fuego. Peligroso cuando se moja. Reacciona con el agua para formar hidrógeno e hidróxido de litio. El polvo y el oxígeno líquido forman un compuesto explosivo. Se descompone exotérmicamente en contacto con ácidos y al calentarse a unos 500C, produciendo gas hidrógeno inflamable. Reacciona con ácidos carboxílicos, alcoholes inferiores, cloro y amoníaco (a 400C), formando gas hidrógeno explosivo.

Eliminación de residuos

El hidruro de litio se puede mezclar con arena, rociar con butanol y luego con agua, neutralizarlo y echarlo a la alcantarilla con agua.