Hydrure de lithium

Hydrure de lithium Propriétés chimiques, utilisations, production

Propriétés chimiques

L’hydrure de lithium (LiH) est un sel cristallin (cubique à faces centrées) qui est blanc dans sa forme pure, En tant que matériau d’ingénierie, il a des propriétés d’intérêt dans de nombreuses technologies. Par exemple, la forte teneur en hydrogène et la légèreté du LiH le rendent utile pour les boucliers et modérateurs de neutrons dans les centrales nucléaires. En outre, la chaleur de fusion élevée combinée à la légèreté du LiH en font un matériau approprié pour le stockage de la chaleur dans les centrales solaires des satellites et peut être utilisé comme puits de chaleur pour différentes applications. Généralement, les procédés de production du LiH impliquent la manipulation du LiH à des températures supérieures à son point de fusion (688 DC). L’acier inoxydable de type 304L est utilisé pour de nombreux composants de processus manipulant du LiH fondu.

L’hydrure de lithium est un hydrure ionique typique avec des cations lithium et des anions hydrure. L’électrolyse d’un matériau fondu entraîne la formation de lithium métallique à la cathode et d’hydrogène à l’anode. La réaction hydrure de lithium-eau, qui entraîne le dégagement d’hydrogène gazeux, est également révélatrice d’un hydrogène chargé négativement.

Propriétés chimiques

L’hydrure de lithium est un solide ou une poudre blanche de couleur blanc cassé à grisâtre,translucide et inodore qui s’assombritrapidement à l’exposition à la lumière.

Propriétés physiques

Solide cristallin blanc ; cristaux cubiques ; densité 0,82 g/cm3 ; fond à 686,4°C ; se décompose dans l’eau ; soluble dans les acides.

Utilisations

L’hydrure de lithium est utilisé dans la fabrication de l’hydrure de lithium et d’aluminium et du silane, comme agent réducteur puissant, comme agent de condensation dans la synthèse organique, comme source portable d’hydrogène et comme matériau léger de blindage nucléaire. Il est maintenant utilisé pour stocker l’énergie thermique pour les systèmes d’énergie spatiale (Morris et al. 1988).

Utilisations

L’hydrure de lithium est un cristal blanc bleuté qui est inflammable à l’humidité.Utilisé comme source d’hydrogène gazeux qui est libéré lorsque le LiH devient humide. LiH est un excellentdesiccant et agent réducteur ainsi qu’un bouclier qui protège des radiations créées par les réactionsnucléaires.

Usages

Préparation

L’hydrure de lithium est préparé par chauffage du lithium métal avec de l’hydrogène au-dessus de 440°C. La réaction est exothermique et peut être contrôlée une fois qu’elle est initiée, sans chauffage externe. La chaleur de formation est supérieure à celle de l’hydrure de sodium:2Li + H2 → 2LiH

Definition

hydrure de lithium : Un solide blanc,LiH ; cubique ; r.d. 0,82 ; m.p. 680°C ; se décompose à environ 850°C. Il est produit par combinaison directe des éléments à des températures supérieures à 500°C. On pense que la liaison dans l’hydrure de lithium est en grande partie ionique, c’est-à-dire Li+H-, comme le montre le fait que l’hydrogène est libéré de la anode lors de l’électrolyse du sel de moltène. Le composé réagit violemment et exothermiquement avec l’eau toyield l’hydrogène et l’hydroxyde de lithium.Il est utilisé comme agent réducteur pour préparer d’autres hydrures et le composé 2Hisotopique, le deutéride de lithium, est particulièrement précieux pour deutérier une gamme de composés organiques.L’hydrure de lithium a également été utilisé comme un matériau de blindage pour les neutrons thermiques.

Réactions

L’hydrure de lithium réagit vigoureusement avec l’eau, formant de l’hydroxyde de lithium avec un dégagement d’hydrogène :
LiH + H2O → LiOH + H2
L’hydrure réagit également avec l’ammoniac en formant de l’amide de lithium et en dégageant de l’hydrogène :
LiH + NH3 → LiNH2 + H2
L’hydrure de lithium est un agent réducteur puissant et réagirait donc avec des composés qui contiennent de l’oxygène. Même de nombreux oxydes très stables de métaux et de non-métaux peuvent être réduits. Il réduit les oxydes métalliques en métaux et le dioxyde de carbone en carbone :
Fe3O4 + 4LiH → 3Fe + 4NaOH
2LiH + CO2 → Li2O + C + H2O
Il subit des réactions violentes avec les agents oxydants.
L’hydrure de lithium réagit avec l’hydrure d’aluminium en formant l’hydrure de lithium et d’aluminium, un puissant agent réducteur :LiH + AlH3 → LiAlH4
L’hydrure de lithium constitué d’ions Li+ et H- présente les propriétés d’un sel ionique, à la fois cationique et anionique ; comme un électrolyte fort. Ainsi, lorsqu’il est électrolysé à des températures légèrement inférieures à son point de fusion, il se dissocie en ions Li+ et H¯. De l’hydrogène gazeux est libéré à l’anode.
L’ion hydrure, H:¯ étant une base forte, réagirait avec les alcools, formant des alcoxydes et libérant de l’hydrogène :
CH3CH2OH + LiH → CH3CH2OLi + H2
(éthanol) (éthoxyde de lithium)
(CH3)3COH + LiH → (CH3)3COLi + H2

(tert-butanol) (tert-butoxyde de lithium)

Description générale

Masse ou poudre cristalline blanche ou translucide. Le produit commercial est constitué de grumeaux gris-bleu clair dus à la présence d’infimes quantités de lithium dispersé de manière colloïdale.

Air &Réactions avec l’eau

Brûle facilement dans l’air, particulièrement s’il est en poudre. Peut s’enflammer spontanément dans l’air humide. Réagit rapidement avec l’eau pour former de l’hydroxyde de lithium caustique et de l’hydrogène .

Profil de réactivité

L’hydrure de lithium est un agent réducteur puissant. Peut se décomposer violemment au contact de la plupart des matières oxydantes. Réagit de manière exothermique avec l’eau pour former de l’hydroxyde de lithium caustique et de l’hydrogène gazeux ; l’hydrogène peut s’enflammer. Peut s’enflammer spontanément dans l’air humide. Les mélanges avec l’oxygène liquide sont explosifs. S’enflamme au contact de l’oxyde de diazote .

Danger pour la santé

Le danger pour la santé dû à l’hydrure de lithium peut être attribué aux propriétés suivantes : (1)corrosivité de l’hydrure, (2)son hydrolyse en hydroxyde de lithium fortement basique, et (3)toxicité du lithium métal. Cependant, la dernière propriété, qui peut survenir en raison de la formation de lithium résultant de la décomposition de l’hydrure de lithium et du rôle métabolique du lithium, n’est pas encore établie.
Ce composé est très corrosif pour la peau.Le contact avec les yeux peut produire une irritation sévère et des blessures possibles. Il peut s’hydrolyser avec le liquide corporel, formant de l’hydroxyde de lithium, qui est également corrosif pour la peau et nocif pour les yeux. Des tests sur des animaux ont indiqué que l’exposition à sa poussière ou à sa vapeur à un niveau supérieur à 10 mg/m3 érodait la fourrure et la peau du corps, causait une inflammation grave des yeux et entraînait la destruction du nasalseptum externe (ACGIH 1986). Aucun effet chronique n’a été observé.

Danger d’incendie

En cas d’incendie, des fumées alcalines irritantes peuvent se former. L’hydrure de lithium peut former des nuages de poussière en suspension dans l’air qui peuvent exploser au contact d’une flamme, de la chaleur ou de matières oxydantes. De plus, une inflammation spontanée se produit lorsque le protoxyde d’azote et l’hydrure de lithium sont mélangés. L’hydrure de lithium forme également des mélanges explosifs avec l’oxygène liquide. Le contact avec la chaleur, l’humidité ou un acide provoque une réaction exothermique et un dégagement d’hydrogène ainsi que d’hydroxyde de lithium. Incompatible avec l’air et l’humidité, l’oxyde nitreux, les oxydants forts et l’oxygène liquide. L’hydrure de lithium peut s’enflammer spontanément dans l’air et doit être maintenu et manipulé hors de tout contact avec l’air et l’humidité. Tout contact avec le protoxyde d’azote ; les poudres en suspension dans l’air peuvent s’enflammer en atteignant l’humidité.

Profil de sécurité

Poison par inhalation. Irritant grave des yeux, de la peau et des muqueuses. Au contact de l’humidité, il se forme de l’hydroxyde de lithium. Le LiOH formé est très caustique et donc très toxique, notamment pour les poumons et les voies respiratoires, la peau et les muqueuses. La poudre s’enflamme spontanément dans l’air. Le solide peut s’enflammer spontanément dans l’air humide. Les mélanges de la poudre avec l’oxygène liquide sont explosifs. S’enflamme au contact de l’oxyde de diazote, de l’oxygène + de l’humidité. Pour combattre le feu, utiliser des mélanges spéciaux de produits chimiques secs. Voir également les COMPOSÉS DU LITHIUM et les HYDRIDES.

Exposition potentielle

L’hydrure de lithium est utilisé dans la préparation de l’hydrure de lithium aluminium ; comme déshydratant ; il est utilisé dans les générateurs d’hydrogène et en synthèse organique comme réducteur et agent de condensation avec les cétones et les esters d’acide ; il serait utilisé dans les armes thermonucléaires.

stockage

Le produit doit être manipulé sous une atmosphère inerte pour éviter toute contamination et un incendie. L’hydrure de lithium en poudre brûle facilement lorsqu’il est exposé à l’air. Cependant, les gros morceaux du matériau sont moins inflammables. L’hydrure de lithium, comme les autres bases fortes, est nocif pour la peau et doit être manipulé avec précaution.

Envoi

UN1414 Lithium, Classe de danger : 4.3 ; Étiquettes:4.3-Matière dangereuse lorsqu’elle est mouillée. UN2805 Hydrure de lithium, solide fondu, Classe de risque : 4.3 ; Étiquettes : 4.3-Dangereux en cas de matière humide

Méthodes de purification

Il doit s’agir d’une poudre blanche ; sinon, remplacez-le. Il fonce rapidement à l’exposition à l’air et est décomposé par H2O pour donner H2 et LiOH, et réagit avec les alcools inférieurs. Un gramme dans H2O libère 2,8L de H2 (pourrait être explosif).

Incompatibilités

A Agent réducteur fort. Incompatible avec les oxydants, les hydrocarbures halogénés ; les acides peuvent provoquer un incendie et une explosion. Réagit avec l’eau, formant de l’hydroxyde de lithium caustique et de l’hydrogène gazeux inflammable ; la réaction peut provoquer une inflammation. Peut s’enflammer spontanément dans l’air humide et peut se rallumer après l’extinction du feu. Dangereux lorsqu’il est mouillé. Réagit avec l’eau pour former de l’hydrogène et de l’hydroxyde de lithium. La forme pulvérisée et l’oxygène liquide forment un composé explosif. Se décompose exothermiquement au contact d’acides et par chauffage à environ 500°C, produisant de l’hydrogène inflammable. Réagit avec les acides carboxyliques,les alcools inférieurs ; le chlore et l’ammoniac (à 400C), formant un gaz d’hydrogène explosif.

Élimination des déchets

L’hydrure de lithium peut êtremélangé avec du sable, pulvérisé avec du butanol puis avec de l’eau,neutralisé et évacué dans un égout avec de l’eau.