Litijev hidroksid. Primjeri kemijskih reakcija, kao i fizikalna svojstva lužine i njezinih značajki

Što je litijev hidroksid? Ovaj spoj je jedan od najvažnijih spojeva otpornih na toplinu koji se koriste u proizvodnji za pripremu raznih litijevih soli. Ioni ovog elementa imaju niz karakterističnih značajki koje su našle široku primjenu u kemijskoj proizvodnji.

Značajke strukture litijevog atoma

Litij (Li) je element Grupe I glavne podskupine 2. razdoblja i pripada skupini alkalijskih metala. Često se spominje kao prijelaz na elemente zemnoalkalijskih elemenata, budući da ima nešto nižu aktivnost od slijedećih članova ove skupine, na primjer, natrij (Na) ili kalij (K).

Atom litija ima najmanji radijus među svim alkalijskim metalima, što uzrokuje njegovu kemijsku aktivnost. Posebnu ulogu igra stabilna 1s ² elektronska ljuska tipa helija, koja prethodi valentnom elektronu 2s ¹ , što stvara visoku polarizabilnost čestice.

Ovo svojstvo litija karakterizira pojavu elektromagnetskih ili dipolnih polja oko atoma, što omogućuje stvaranje jakih kompleksnih iona poput [Li (NH3) _n ] ⁺ . Valja napomenuti da s takvim svojstvima sam atom nije podvrgnut polarizaciji, što objašnjava toplinsku nestabilnost nekih njegovih soli, osobito kod kompleksnih aniona.

Sve gore navedene činjenice objašnjavaju neke značajke fizičkih i kemijskih svojstava litijevog hidroksida (LiOH).

Fizička svojstva

Čisti LiOH je vrlo nagrizajuća tvar koja može uništiti staklo i porculan, pa se pohranjuje u posudama. U rastaljenom stanju može se dobiti samo u posudama od nikla ili srebra, jer oksidira većinu metala i legura. Zlato je jedna od rijetkih tvari otpornih na učinke takvog spoja.

Sama baza, u usporedbi s oksidom Li2O, kemijski je nestabilna i bliže 1000 ° C u atmosferi vodika, H2 se raspada na svoje sastojke (Primjer 1).

Litijev oksid i litijev hidroksid u kemijski čistom stanju su čvrste tvari, relativno topljive u vodi, ali manje (gotovo 5 puta) od sličnih spojeva sljedećih članova skupine. Najviša točka otapanja na opisanoj osnovi je na 100 ° C - 17,5 g / 100 g otapala, dok je, na primjer, na natrijevom hidroksidu (NaOH) 337 g / 100 g i nastavlja se povećavati s povećanjem temperature. U isto vrijeme, topivost litijevog hidroksida je gotovo 100 puta veća od topljivosti gašenog vapna (Ca (OH) ₂ ), pri čemu se ta sposobnost smanjuje s povećanjem temperature.

Zanimljivo je da je eksperimentalno moguće dobiti plinoviti LiOH u prisutnosti vodene pare. Dobiva se grijanjem Li-oksida do 2000 ° C, kada se nakon prekretnice od 1000 ° C tlak para ovog spoja povećava zbog stvaranja stabilne roditeljske baze (Primjer 2).

Kemijska svojstva

Litijev hidroksid se ne smatra kiselinom jer nije amfoterni element i ne pokazuje sposobnost raspadanja prema tipu MeOH ↔ MeO ^- + H ⁺ (gdje je Me bilo koji metal skupine I ili II glavne podskupine), kao i drugi predstavnici alkalnih metala. Za takve spojeve se kaže da su vrlo jake baze, budući da je njihova konstanta disocijacije prema principu MeOH ⁺ Me ⁺ + OH vrlo visoka (Kb _{, LiOH} = 6,75 · 10 ^-1 ).

Budući da takav spoj pokazuje jaka bazična svojstva, on može ući reakcije neutralizacije s kiselinama kiseli oksidi i zamjenu s različitim solima (primjer 3).

Tipična reakcija je interakcija hladnih i vrućih koncentriranih otopina litijevog hidroksida s klorovim plinom u obliku hipoklorita i litijevih klorata (Primjer 4).

Karakteristika ove baze je interakcija s vrućom otopinom vodikovog peroksida H202 s formiranjem kristalnog hidrata litijevog peroksida Li2O2 u etanolu, podijeljenog u vakuumu (Primjer 5).

recepcija

LiOH se dobiva na različite načine, od kojih je jedna izravna interakcija metala ili njegovog oksida s vodom prema shemi litij → litijev oksid → litijev hidroksid.

Također se koristi hidroliza sulfida, nitrida, fosfida i drugih spojeva (Primjer 3).

Reakcije izmjenjivih otopina litijevih soli moguće su s gotovo bilo kojim razlogom, na primjer kalij hidroksid (KOH), kalcij (Ca (OH) ₂ ) i barij (Ba (OH) ₂ ), a posljednjim reagensom kemijska interakcija ide gotovo u potpunosti s Li sulfatom. U prvom i drugom slučaju, reakcija će biti opravdana zbog slabe topljivosti dobivenih soli u otopini LiOH (primjer 4), au trećem - tome će biti dodan BaSO4 (netransparentan u vodi) (primjer 4). Treba napomenuti da se ova druga opcija ne koristi u proizvodnji iz ekonomskih razloga.

Još jedna izvanredna metoda dobivanja ovog spoja je elektroliza otopine litij klorida LiCl na katodi žive. To proizvodi amalgam HgLi, zanimljiv jer je njegova točka taljenja mnogo viša (609 ° C) od bilo koje njegove komponente. U postupku razgradnje s vodom dobivenog spoja formira se potrebna baza (Primjer 5).

Od posebne industrijske važnosti je reakcija razgradnje litijevog karbonata s gašenim vapnom, tijekom kojih kemijska ravnoteža umjetno pomaknuta na desnu stranu za veći prinos glavnog proizvoda (primjer 6).

primjena

Litijev hidroksid se koristi u pripravi stearata ovog metala za proizvodnju maziva otpornih na mraz i toplinu. Također se koristi kao katalizator u proizvodnji polimernih materijala i kao komponenta elektrolita u različitim baterijama.

U vatrenoj i vojnoj praksi, litij hidroksid se koristi kao apsorber ugljičnog dioksida (CO ₂ ) u plinskim maskama.