Litio idrossido Esempi di reazioni chimiche, così come le proprietà fisiche degli alcali e le sue caratteristiche
Cos'è l'idrossido di litio? Questo composto è uno dei più importanti composti resistenti al calore utilizzati nella produzione per la preparazione di vari sali di litio. Gli ioni di questo elemento hanno una serie di caratteristiche che hanno trovato la loro ampia applicazione nella produzione chimica.
Caratteristiche della struttura dell'atomo di litio
Il litio (Li) è un elemento del gruppo I del sottogruppo principale del 2 ° periodo e appartiene al gruppo metalli alcalini. Viene spesso indicato come transizione agli elementi alcalino-terrosi, poiché ha un'attività leggermente inferiore rispetto ai seguenti membri di questo gruppo, ad esempio sodio (Na) o potassio (K).
L'atomo di litio ha il raggio più piccolo tra tutti i metalli alcalini, che causa la sua attività chimica. Un ruolo speciale è giocato dal guscio di elettroni 1s 2 stabile del tipo di elio, che precede l'elettrone di valenza 2s 1 , che crea un'alta polarizzabilità della particella.
Questa proprietà del litio caratterizza la presenza di campi elettromagnetici o di dipolo attorno a un atomo, che consente di creare ioni complessi forti come [Li (NH 3 ) n ] + . Va notato che con tali proprietà l'atomo stesso non è soggetto a polarizzazione, il che spiega l'instabilità termica di alcuni dei suoi sali, specialmente con anioni complessi.
Tutti questi fatti spiegano alcune caratteristiche delle proprietà fisiche e chimiche dell'idrossido di litio (LiOH).
Proprietà fisiche
Il LiOH puro è una sostanza molto caustica che può distruggere vetro e porcellana, quindi è conservata in recipienti cerati. Allo stato fuso, può essere ottenuto solo in recipienti di nichel o argento, poiché ossida la maggior parte dei metalli e delle leghe. L'oro è una delle poche sostanze resistenti agli effetti di tale composto.
La base stessa, in confronto con l'ossido Li 2 O, è chimicamente instabile e vicina a 1000 ° C in un'atmosfera di idrogeno, H 2 si decompone nei suoi costituenti (Esempio 1).
L'ossido di litio e l'idrossido di litio in uno stato chimicamente puro sono solidi, relativamente solubili in acqua, ma meno (quasi 5 volte) di composti simili dei seguenti membri del gruppo. Il punto più alto di dissoluzione alla base descritta è a 100 ° C - 17,5 g / 100 g di solvente, mentre, ad esempio, a idrossido di sodio (NaOH) è 337 g / 100 ge continua ad aumentare con l'aumentare della temperatura. Allo stesso tempo, la solubilità dell'idrossido di litio è quasi 100 volte maggiore della solubilità della calce spenta (Ca (OH) 2 ), in cui questa capacità diminuisce all'aumentare della temperatura.
È interessante notare che è stato sperimentalmente possibile ottenere LiOH gassoso in presenza di vapore acqueo. Viene prodotto riscaldando l'ossido di Li a 2000 ° C, quando, dopo una milestone di 1000 ° C, la tensione di vapore di questo composto aumenta a causa della formazione di una base genitore stabile (Esempio 2).
Proprietà chimiche
L'idrossido di litio non è considerato un acido, poiché non è un elemento anfotero e non mostra la capacità di decadimento secondo il tipo MeOH ↔ MeO - + H + (dove, Me è qualsiasi metallo del gruppo I o II del sottogruppo principale), come altri rappresentanti di metalli alcalini. Si dice che tali composti siano basi molto forti, poiché la loro costante di dissociazione secondo il principio MeOH ↔ Me + + OH è molto alta (K b, LiOH = 6,75 · 10 -1 ).
Poiché un tale composto presenta forti proprietà di base, può entrare reazioni di neutralizzazione con acidi ossidi acidi e scambio con vari sali (esempio 3).
Una reazione tipica è l'interazione di soluzioni concentrate fredde e calde di idrossido di litio con gas cloro per formare ipocloriti e cloruri di litio (Esempio 4).
Una caratteristica di questa base è l'interazione con una soluzione calda di perossido di idrogeno H 2 O 2 con la formazione di idrato cristallino di perossido di litio Li 2 O 2 in etanolo, suddivisa in vuoto (Esempio 5).
reception
Il LiOH è ottenuto in vari modi, uno dei quali è l'interazione diretta di un metallo o del suo ossido con acqua secondo lo schema litio → ossido di litio → idrossido di litio.
Si utilizza anche l'idrolisi di solfuro, nitruro, fosfuri e altri composti (Esempio 3).
Ad esempio, soluzioni di scambio di soluzioni di sali di litio sono possibili praticamente per qualsiasi motivo idrossido di potassio (KOH), il calcio (Ca (OH) 2 ) e il bario (Ba (OH) 2 ), e con l'ultima interazione chimica dei reagenti, quasi completamente con il solfato di Li. Nel primo e secondo caso, la reazione sarà giustificata a causa della scarsa solubilità dei sali ottenuti in soluzione di LiOH (esempio 4), e nel terzo - a questo verrà aggiunto BaSO 4 insolubile in acqua (esempio 4). Va notato che quest'ultima opzione non viene utilizzata in produzione per motivi economici.
Un altro metodo notevole per ottenere questo composto è l'elettrolisi di una soluzione di cloruro di litio LiCl al catodo di mercurio. Questo produce l'amalgama HgLi, interessante perché il suo punto di fusione è molto più alto (609 ° C) rispetto a qualsiasi suo componente. Nel processo di decomposizione mediante acqua del composto ottenuto, viene formata la base necessaria (Esempio 5).
Di particolare importanza industriale è la reazione di decomposizione del carbonato di litio con calce spenta, durante la quale equilibrio chimico spostato artificialmente sul lato destro per una maggiore resa del prodotto principale (esempio 6).
applicazione
L'idrossido di litio viene utilizzato nella preparazione di stearati di questo metallo per la produzione di gelo impermeabile e lubrificanti resistenti al calore. Viene anche usato come catalizzatore nella produzione di materiali polimerici e come componente dell'elettrolito in varie batterie.
Nella pratica antincendio e militare, l'idrossido di litio è usato come assorbitore di anidride carbonica (CO 2 ) in maschere antigas.