Hidrură de litiu

Hidrură de litiu Proprietăți chimice, utilizări, producție

Proprietăți chimice

Hidrură de litiu (LiH) este o substanță salină cristalină (cubică cu fețe centrate) care este albă în forma sa pură, Ca material de inginerie, are proprietăți de interes în multe tehnologii. De exemplu, conținutul ridicat de hidrogen și greutatea redusă a LiH o fac utilă pentru scuturile și moderatorii de neutroni din centralele nucleare. În plus, căldura mare de fuziune, combinată cu greutatea redusă, face ca LiH să fie adecvat pentru medii de stocare a căldurii pentru centralele solare de pe sateliți și poate fi utilizat ca radiator pentru diferite aplicații. În mod obișnuit, procesele de producție a LiH implică manipularea LiH la temperaturi peste punctul său de topire (688 DC). Oțelul inoxidabil de tip 304L este utilizat pentru multe componente de proces care manipulează LiH topit.

Hidrida de litiu este o hidrură ionică tipică cu cationi de litiu și anioni de hidrură. Electroliza materialului topit duce la formarea litiului metalic la catod și a hidrogenului la anod. Reacția hidrură de litiu-apă, care are ca rezultat eliberarea de hidrogen gazos, indică, de asemenea, un hidrogen cu sarcină negativă.

Proprietăți chimice

Hidrura de litiu este un solid sau o pulbere albă, de culoare albă spre cenușie, translucidă, inodoră, care se înnegreșterapid la expunerea la lumină.

Proprietăți fizice

Solid cristalin alb; cristale cubice; densitate 0,82 g/cm3; se topește la 686,4°C; se descompune în apă; solubil în acizi.

Utilizări

Hidrura de litiu este utilizată la fabricarea hidrurei de litiu-aluminiu și a silanului, ca agent reducător puternic, ca agent de condensare în sinteza organică, ca sursă portabilă de hidrogen și ca material ușor de ecranare nucleară. În prezent, este utilizat pentru stocarea energiei termice pentru sistemele de energie spațială (Morris et al. 1988).

Utilizări

Hidrura de litiu este un cristal alb-albăstrui care este inflamabil în condiții de umiditate. utilizat ca sursă de hidrogen gazos care se eliberează atunci când LiH devine umed. LiH este un excelentdesicant și agent de reducere, precum și un scut care protejează de radiațiile create de reacțiile nucleare.

Utilizări

Preparare

Hidrura de litiu se prepară prin încălzirea litiului metalic cu hidrogen la peste 440°C. Reacția este exotermă și poate fi controlată odată ce este inițiată, fără încălzire externă. Căldura de formare este mai mare decât cea a hidrutei de sodiu: 2Li + H2 → 2LiH

Definiție

hidrură de litiu: Un solid alb,LiH; cubic; r.d. 0,82; m.p. 680°C; se descompune la aproximativ 850°C. Se produce prin combinarea directă a elementelor la temperaturi de peste 500°C. Se crede că legătura din hidrura de litiu este în mare parte ionică, adică Li+H-, fapt susținut de faptul că hidrogenul este eliberat din anod la electroliza metalului topit. Compusul reacționează violent și exotermic cu apa, producând hidrogen și hidroxid de litiu.Este utilizat ca agent de reducere pentru prepararea altor hidruri, iar compusul 2Hisotopic, deuterura de litiu, este deosebit de valoros pentru deuterarea unei serii de compuși organici.Hidrura de litiu a fost, de asemenea, utilizată ca material de ecranare a neutronilor termici.

Reacții

Hidrura de litiu reacționează viguros cu apa, formând hidroxid de litiu cu evoluție de hidrogen:
LiH + H2O → LiOH + H2
Hidrida reacționează, de asemenea, cu amoniacul, formând amidă de litiu și evoluând hidrogen:
LiH + NH3 → LiNH2 + H2
Hidrida de litiu este un agent reducător puternic și, prin urmare, ar reacționa cu compuși care conțin oxigen. Chiar și mulți oxizi foarte stabili ai metalelor și nemetalelor pot fi reduși. Ea reduce oxizii metalelor la metale și dioxidul de carbon la carbon:
Fe3O4 + 4LiH → 3Fe + 4NaOH
2LiH + CO2 → Li2O + C + H2O
Suferă reacții violente cu agenți oxidanți.
Hidrida de litiu reacționează cu hidrură de aluminiu formând hidrură de litiu și aluminiu, un puternic agent reducător:LiH + AlH3 → LiAlH4
Hidrida de litiu formată din ioni Li+ și H- prezintă proprietățile unei săruri ionice, atât cationice cât și anionice; cum ar fi un electrolit puternic. Astfel, atunci când este electrolizată la temperaturi ușor sub punctul său de topire, se disociază în ioni Li+ și H¯. La anod se eliberează hidrogenul gazos.
Ionul de hidrură, H:¯ fiind o bază puternică, ar reacționa cu alcoolii, formând alcoxizi și eliberând hidrogen:
CH3CH2OH + LiH → CH3CH2OLi + H2
(etanol) (etoxid de litiu)
(CH3)3COH + LiH → (CH3)3COLi + H2
(terț-butanol) (terț-butoxid de litiu)

Descriere generală

Masă sau pulbere cristalină albă sau translucidă. Produsul comercial se prezintă sub formă de bulgări de culoare gri-albăstrui deschis datorită prezenței unor cantități infime de litiu dispersat coloidal.

Reacții cu aerul & Reacții cu apa

Arde ușor în aer, în special dacă este pulverizat. Se poate aprinde spontan în aerul umed. Reacționează rapid cu apa pentru a forma hidroxid de litiu caustic și hidrogen .

Profil de reactivitate

Hidrura de litiu este un agent reducător puternic. Se poate descompune violent în contact cu majoritatea materialelor oxidante. Reacționează exotermic cu apa pentru a forma hidroxid de litiu caustic și hidrogen gazos; hidrogenul se poate aprinde. Se poate aprinde spontan în aer umed. Amestecurile cu oxigen lichid sunt explozive. Se aprinde la contactul cu oxidul de diazot.

Pericol pentru sănătate

Pericolul pentru sănătate datorat hidrurei de litiu poate fi atribuit următoarelor proprietăți: (1)corozivitatea hidrurii, (2) hidroliza acesteia în hidroxid de litiu puternic bazic și (3)toxicitatea litiului metalic. Cu toate acestea, ultima proprietate, care poate apărea din cauza formării de litiu rezultat din descompunerea hidrutei de litiu și a rolului metabolic al litiului, nu este încă stabilită.
Acest compus este foarte coroziv pentru piele.Contactul cu ochii poate produce iritații grave și posibile leziuni. Se poate hidroliza cu lichidul corporal, formând hidroxid de litiu, care este, de asemenea, coroziv pentru piele și dăunător pentru ochi. Testele pe animale au indicat că expunerea la praful sau vaporii săi la un nivel mai mare de 10 mg/m3 a erodat blana și pielea corpului, a provocat o inflamație severă a ochilor și a dus la distrugerea nasului extern (ACGIH 1986). Nu au fost observate efecte cronice.

Pericol de incendiu

În caz de incendiu, se pot forma vapori alcalini iritanți. Hidrură de litiu poate forma nori de praf în aer care pot exploda la contactul cu flacăra, căldura sau materialele oxidante. În plus, se produce o aprindere spontană atunci când se amestecă oxidul de azot și hidrură de litiu. Hidrură de litiu formează, de asemenea, amestecuri explozive cu oxigen lichid. Contactul cu căldura, umiditatea sau acidul provoacă o reacție exotermă și evoluția hidrogenului, precum și a hidroxidului de litiu. Incompatibil cu aerul și umiditatea, oxidul de azot, oxidanții puternici și oxigenul lichid. Hidrură de litiu se poate aprinde spontan în aer și trebuie menținută și manipulată în afara contactului cu aerul și umiditatea. Orice contact cu protoxidul de azot; pulberile în suspensie în aer se pot aprinde la atingerea umidității.

Profil de securitate

Otravă prin inhalare. Un iritant sever pentru ochi, piele și mucoase. La contactul cu umiditatea, se formează hidroxid de litiu. LiOH-ul format este foarte caustic și, prin urmare, foarte toxic, în special pentru plămâni și tractul respirator, piele și mucoase. Pulberea se aprinde spontan în aer. Solidul se poate aprinde spontan în aer umed. Amestecurile de pulbere cu oxigen lichid sunt explozive. Se aprinde la contactul cu oxid de azot, oxigen + umiditate. Pentru combaterea incendiilor, utilizați amestecuri speciale de substanțe chimice uscate. A se vedea, de asemenea, COMPUȘI DE LITIU și HIDROZI.

Expunere potențială

Hidrura de litiu este utilizată la prepararea hidrurei de litiu-aluminiu; ca desicant; este utilizată în generatoarele de hidrogen și în sinteza organică ca agent reducător și agent de condensare cu cetone și esteri de acizi; se pare că este utilizată în armele termonucleare.

depozitare

Produsul trebuie manipulat într-o atmosferă inertă pentru a evita contaminarea și un incendiu. Hidrură de litiu sub formă de pulbere arde ușor atunci când este expusă la aer. Cu toate acestea, bucățile mari de material sunt mai puțin inflamabile. Hidrură de litiu, ca și alte baze puternice, este dăunătoare pentru piele și trebuie manipulată cu precauție.

Expediție

UN1414 Litiu, Clasa de pericol: 4.3; Etichete: 4.3-Material periculos când este umed. UN2805 Hidrură de litiu, solid topit, Clasa de pericol: 4.3; Etichete: 4.3-Periculos în stare umedă

Metode de purificare

Trebuie să fie o pulbere albă; în caz contrar, înlocuiți-o. Se înnegrește rapid la expunerea la aer și se descompune cu H2O pentru a da H2 și LiOH, și reacționează cu alcoolii inferiori. Un gram în H2O eliberează 2,8 l de H2 (poate fi exploziv).

Incompatibilități

Un agent reducător puternic. Incompatibilcu oxidanți, hidrocarburi halogenate; acizii pot provoca incendii și explozii. Reacționează cu apa, formând hidroxid de litiu caustic și hidrogen gazos inflamabil; reacția poate provoca aprindere. Se poate aprinde spontan în aer umed și se poate reaprinde după ce focul este stins. Periculos când este umed. Reacționează cu apa pentru a forma hidrogen și hidroxid de litiu. Forma pulverizată și oxigenul lichid formează un compus exploziv. Se descompune exotermic la contactul cu acizii și la încălzirea la aproximativ 500C, producând hidrogen gazos inflamabil. Reacționează cu acizi carboxilici, alcooli inferiori, clor și amoniac (la 400C), formând hidrogen gazos exploziv.

Eliminarea deșeurilor

Hidrura de litiu poate fi amestecată cu nisip, stropită cu butanol și apoi cu apă,neutralizată și aruncată în canalizare cu apă