Свойства соединений лития
Литий занимает особое положение среди щелочных металлов, сближаясь по ряду свойств со щелочно-земельными элементами, особенно с магнием. Это сходство проявляется в относительно малой растворимости карбоната, фосфата и фторида лития, а также в более резко выраженной, чем у остальных щелочных металлов, способности к образованию двойных солей с остальными представителями группы.
Оксид и гидроксид лития. Оксид Li2О - бесцветное кристаллическое вещество, образующееся при окислении лития кислородом, а также термическом разложении гидроксида, карбоната или нитрата лития. Растворяется в воде с сильным разогревом с образованием раствора LiОН.
Растворимость гидроксида лития в воде примерно в 5 раз ниже растворимости NаОН и КОН:
Температура, °С . 0 20 50 80 100
Растворимость LiОН
в воде, % (по массе) 10,64 10,99 12,2 14,21 16,05
При выпарке из раствора кристаллизуется моногидрат LiOH • Н2О. Гидроксид лития - сильная щелочь. В твердом состоянии в концентрированных растворах уже при обычной температуре гидроксид разрушает стекло и фарфор, поэтому ее хранят в таре из пластмассы.
Карбонат лития LiгСО3 отличается сравнительно малой растворимостью в воде: 1,28 % при 25 °С и 0,83 % при 75 °С.
Сульфат лития Li2SО4 — хорошо растворимая соль: 25,7 % при 20 °С и 23,1 % при 80 °С. В отличие от сульфатов натрия и калия сульфат лития не образует двойных солей типа квасцов.
Хлорид лития LiС1 - бесцветное вещество (tпл = 614 °С, tкип = 1380 °С). Соль хорошо растворима в воде (80,6 % при 20 °С). В отличие от NaС1 и КС1 хлористый литий растворяется в органических растворителях (спиртах, кетонах, хлороформе и др.) с образованием литийорганических соединений.
Фторид лития - белое кристаллическое вещество (tпл = 848 °С, tкип = 1681 °С). Соль малорастворима в воде (0,133 % при 25 °С). Фторид малорастворим в соляной кислоте, но легкорастворим в азотной и серной кислотах.
Гидриды лития. LiH - твердое вещество белого цвета (tпл = 690 °С). Получается взаимодействием расплавленного лития с водородом при 680 - 700 °С. При отсутствии водорода термически разлагается при 800 - 850 °С. Водой энергично разлагается с выделением водорода:
LiH + H2O = LiOH + H2.
В связи с этим гидрид лития используют как источник водорода. В технике кроме гидрида используют алюмогидрид LiАlН4 и борогидрид LiBН4. Бородайтерид и боротритид лития служат источниками получения дейтерия и трития.
Области применения
Литий и его соединения в настоящее время используют в атомной технике и электротехнике, черной и цветной металлургии, реактивной авиации и ракетной технике, производстве смазочных веществ, химической промышленности и других областях.
Атомная техника. В этой области литий используют для получения тяжелого изотопа водорода - трития на основе ядерной реакции
3Li 6+ 1Оп = 42Не + 31I.
Процессы термоядерного синтеза основаны на реакциях соединения ядер дейтерия или трития с образованием гелия, сопровождающихся громадным выделением энергии. Эти реакции протекают при температурах 108 - 109К. Для осуществления процесса в водородной бомбе используют в качестве твердого топлива дейтерид лития LiD. При этом одновременно протекают реакции ядерного синтеза трития и синтез ядер гелия из дейтерия и трития с выделением 22,4 МэВ на одну молекулу LiD.
Другие области применения в атомной технике: гидрид Li6Н используют для экранирования быстрых нейтронов; соединения лития (гидрид, оксид) входят в состав защитных материалов ядерных реакторов; сплавы лития с другими щелочными металлами применяют в качестве теплоносителя в ядерных реакторах.
Do'stlaringiz bilan baham: |