Lítium-hidrid

Lítium-hidrid Kémiai tulajdonságok,felhasználás,gyártás

Kémiai tulajdonságok

A lítium-hidrid (LiH) egy kristályos sóanyag (arcközpontú köbös), amely tiszta formában fehér színű. Például a LiH magas hidrogéntartalma és könnyű súlya miatt hasznos az atomerőművek neutronpajzsaiban és moderátoraiban. Ezenkívül a LiH magas fúziós hője és könnyű tömege alkalmassá teszi a LiH-t a műholdakon lévő naperőművek hőtároló közegének, és különböző alkalmazásokban hőelnyelőként is használható. A LiH előállítására szolgáló eljárások jellemzően a LiH olvadáspontja (688 DC) feletti hőmérsékleten történő kezelését igénylik. Az olvadt LiH-t kezelő számos technológiai alkatrészhez 304L típusú rozsdamentes acélt használnak.

A lítium-hidrid egy tipikus ionos hidrid, lítium-kationokkal és hidrid-anionokkal. Az olvadt anyag elektrolízise során a katódon lítiumfém, az anódon hidrogén keletkezik. A lítium-hidrid-víz reakció, amely hidrogéngáz felszabadulását eredményezi, szintén negatív töltésű hidrogénre utal.

Kémiai tulajdonságok

A lítium-hidrid törtfehértől a szürkésig terjedő színű, áttetsző, szagtalan szilárd anyag vagy fehér por, amely fény hatására gyorsan sötétedik.

Fizikai tulajdonságok

Fehér kristályos szilárd anyag; köbös kristályok; sűrűsége 0,82 g/cm3; 686,4°C-on olvad; vízben bomlik; savakban oldódik.

Hasznosítások

A lítium-hidridet a lítium-alumínium-hidrid és a szilán előállítására használják, mint erőteljes redukálószert, mint kondenzálószert a szerves szintézisben, mint hordozható hidrogénforrást és mint könnyű nukleáris árnyékoló anyagot. Jelenleg a hőenergia tárolására használják az űrerőművek számára (Morris et al. 1988).

Hasznosítások

A lítium-hidrid kékesfehér kristály, amely nedvességben gyúlékony.Hidrogéngázforrásként használják, amely akkor szabadul fel, amikor a LiH nedves lesz. A LiH kiváló nedvszívó és redukálószer, valamint pajzs, amely véd a nukleáris reakciók által létrehozott sugárzástól.

Használatok

Készítés

A lítiumhidridet lítiumfém és hidrogén 440°C feletti hevítésével állítják elő. A reakció exoterm, és a reakció megindulása után külső fűtés nélkül is irányítható. A képződési hő nagyobb, mint a nátrium-hidridé: 2Li + H2 → 2LiH

Meghatározás

lítium-hidrid: Fehér szilárd anyag,LiH; köbös; r.d. 0,82; m.p. 680°C; kb. 850°C-on bomlik. Az elemek közvetlen kombinációjával keletkezik500°C feletti hőmérsékleten. A lítium-hidridben a kötés feltehetően nagyrészt ionos, azaz Li+H-, amit az a tény is alátámaszt, hogy a hidrogén a moltensó elektrolízisekor felszabadul az anódból. A vegyület hevesen és exotermikusan reagál vízzel, így hidrogén és lítium-hidroxid keletkezik.redukálószerként használják más hidridek előállítására, és a 2Hizotópos vegyület, a lítium-deuterid különösen értékes számos szerves vegyület deuterálására.A lítium-hidridet termikus neutronok árnyékoló anyagaként is használják.

Reakciók

A lítium-hidrid hevesen reagál vízzel, lítium-hidroxidot képezve hidrogénfejlődéssel:
LiH + H2O → LiOH + H2
A hidrid ammóniával is reagál lítium-amidot képezve és hidrogént fejlesztve:
LiH + NH3 → LiNH2 + H2
A lítium-hidrid erős redukálószer, ezért oxigént tartalmazó vegyületekkel is reagál. Még sok nagyon stabil fém és nemfém oxidja is redukálható. A fémoxidokat fémmé, a szén-dioxidot pedig szénné redukálja:
Fe3O4 + 4LiH → 3Fe + 4NaOH
2LiH + CO2 → Li2O + C + H2O
Oxidálószerekkel heves reakciókat folytat.
A lítium-hidrid alumínium-hidriddel reagálva lítium-alumínium-hidridet képez, amely erős redukálószer: LiH + AlH3 → LiAlH4
A Li+ és H- ionokból álló lítium-hidrid a kationos és anionos ionos só tulajdonságait mutatja; például erős elektrolit. Így ha valamivel olvadáspontja alatti hőmérsékleten elektrolízisre kerül, Li+ és H¯ ionokra disszociál. Az anódon hidrogéngáz szabadul fel.
A hidridion, a H:¯ erős bázis, reakcióba lépne az alkoholokkal, alkooxidokat képezve és hidrogént felszabadítva:
CH3CH2OH + LiH → CH3CH2OLi + H2
(etanol) (lítium-etoxid)
(CH3)3COH + LiH → (CH3)3COLi + H2
(terc-butanol) (lítium-terc-butoxid)

Általános leírás

Fehér vagy áttetsző kristályos tömeg vagy por. A kereskedelmi termék világos kékes-szürke csomók, a kolloidálisan diszpergált lítium parányi mennyiségének jelenléte miatt.

Levegő & Víz Reakciók

Könnyen ég a levegőn, különösen, ha por alakú. Nedves levegőben spontán meggyulladhat. Vízzel gyorsan reagál maró lítium-hidroxid és hidrogén képződésével .

Reaktivitási profil

A lítium-hidrid erős redukálószer. A legtöbb oxidáló anyaggal érintkezve hevesen bomolhat. Vízzel exoterm módon reagál maró lítium-hidroxid és hidrogéngáz képződésével; a hidrogén meggyulladhat. Nedves levegőben spontán meggyulladhat. Folyékony oxigénnel keveredve robbanásveszélyes. Dinitrogén-oxiddal érintkezve meggyullad.

Veszély az egészségre

A lítium-hidrid okozta egészségkárosodás a következő tulajdonságoknak tulajdonítható: (1) a hidrid maró hatása, (2) hidrolízise erősen bázikus lítium-hidroxiddá, és (3) a lítiumfém toxicitása. Ez utóbbi tulajdonság azonban, amely a lítiumhidrid bomlásából származó lítium képződése és a lítium metabolikus szerepe miatt keletkezhet, még nem bizonyított.
Ez a vegyület erősen maró hatású a bőrre.A szemmel való érintkezés súlyos irritációt és esetleges sérülést okozhat. A testnedvvel hidrolizálódhat, lítium-hidroxidot képezve, amely szintén maró hatású a bőrre és ártalmas a szemre. Állatkísérletek azt mutatták, hogy a por vagy gőz 10 mg/m3 -nél nagyobb mértékű expozíciója erodálja a testszőrzetet és a bőrt, súlyos szemgyulladást okoz, és a külső orrnyálkahártya pusztulásához vezet (ACGIH 1986). Krónikus hatásokat nem figyeltek meg.

Tűzveszély

Tűz esetén irritáló lúgos gőzök képződhetnek. A lítium-hidrid a levegőben porfelhőket képezhet, amelyek lánggal, hővel vagy oxidáló anyagokkal érintkezve felrobbanhatnak. Ezenkívül spontán gyulladás lép fel, ha a dinitrogén-oxid és a lítium-hidrid keveredik. A lítium-hidrid folyékony oxigénnel is robbanásveszélyes keveréket képez. Hővel, nedvességgel vagy savval való érintkezés exoterm reakciót és hidrogén, valamint lítium-hidroxid keletkezését okozza. Nem kompatibilis levegővel és nedvességgel, dinitrogén-oxiddal, erős oxidálószerekkel és folyékony oxigénnel. A lítium-hidrid levegőn spontán meggyulladhat, ezért levegővel és nedvességgel érintkezve kell tartani és kezelni. Nitrogén-oxiddal való bármilyen érintkezés; a levegőben lévő porok nedvességgel érintkezve meggyulladhatnak.

Veszélyességi profil

Belégzéssel történő mérgezés. Súlyos szem-, bőr- és nyálkahártya-irritáló. Nedvességgel érintkezve lítium-hidroxid képződik. A keletkező LiOH nagyon maró, ezért erősen mérgező, különösen a tüdőre és a légutakra, a bőrre és a nyálkahártyára. A por levegőn spontán meggyullad. A szilárd anyag nedves levegőben spontán meggyulladhat. A por és a folyékony oxigén keverékei robbanásveszélyesek. Dinitrogén-oxiddal, oxigénnel + nedvességgel érintkezve meggyullad. Tűzoltáshoz használjon speciális száraz vegyszerkeverékeket. Lásd még LITIUMVEGYÜSZEREK és VÍZÖNTŐK.

Potenciális expozíció

A lítium-hidridet a lítium-alumínium-hidrid előállítására használják; mint szárítószert; hidrogéngenerátorokban és a szerves szintézisben redukálószerként és kondenzálószerként használják ketonokkal és savas észterekkel; állítólag termonukleáris fegyverekben használják.

tárolás

A terméket inert légkörben kell kezelni a szennyeződés és a tűz elkerülése érdekében. A porított lítium-hidrid könnyen ég, ha a levegővel érintkezik. Az anyag nagy darabjai azonban kevésbé gyúlékonyak. A lítium-hidrid, mint más erős bázisok, káros a bőrre, ezért óvatosan kell kezelni.

Szállítás

UN1414 Lítium, veszélyességi osztály: 4.3; Címkék:4.3-Veszélyes, ha nedves anyag. UN2805 Lítiumhidrid, olvasztott szilárd, Veszélyességi osztály: 4.3; Címkék: 4.3: Veszélyes, ha nedves anyag

Tisztítási módszerek

Fehér pornak kell lennie; ellenkező esetben cserélje ki. Levegőn gyorsan sötétedik, H2O hatására H2 és LiOH keletkezik belőle, és reakcióba lép az alacsonyabb alkoholokkal. Egy gramm H2O-ban 2,8 liter H2 szabadul fel (robbanásveszélyes lehet).

Együttférhetetlenségek

Erős redukálószer. Nem kompatibilis oxidálószerekkel, halogénezett szénhidrogénekkel; a savak tüzet és robbanást okozhatnak. Vízzel reakcióba lép, maró lítium-hidroxidot és gyúlékony hidrogéngázt képezve; a reakció gyulladást okozhat. Nedves levegőben spontán meggyulladhat, és a tűz eloltása után újra meggyulladhat. Veszélyes, ha nedves. Vízzel reagálva hidrogén és lítiumhidroxid képződik. Porított formában és folyékony oxigénnel robbanásveszélyes vegyületet alkot. Savakkal érintkezve és kb. 500C-ra hevítve exotermikusan bomlik, és gyúlékony hidrogéngázt termel. Reagál karbonsavakkal, alacsonyabb alkoholokkal, klórral és ammóniával (400C-on), robbanásveszélyes hidrogéngázt képezve.

Hulladékártalmatlanítás

A lítium-hidridet homokkal lehet keverni, butanollal, majd vízzel permetezni, semlegesíteni és vízzel a csatornába öblíteni.