Litij - što je to? Atom, jezgra, litijeva energija. Litij-ionske baterije

Litij - što je to? U ovom članku pokušat ćemo odgovoriti na ovo pitanje. Ovdje ćemo definirati i litijev atom i metal koji on oblikuje. Također ćemo razmotriti njegova fizička i kemijska svojstva, njezinu uporabu i prisutnost u prirodi, metode ekstrakcije i neke povijesne podatke.

uvod

Li je element kemijske tablice DI Mendelejeva. Pripada prvoj skupini (prema zastarjeloj klasifikaciji) 2. razdoblja. Atomski broj - №3. Jednostavna supstanca, koju čine atomi litija, predstavljena je u obliku alkalnog i mekog metala srebrno-bijele boje.

Povijesni podaci

Litij je otvoren 1817. To je učinio švedski kemičar Johann Arfvedson. U početku, Li je pronađen u sastavu mineralnog petalita, a zatim je pronađen u spodumenu i lepidolitu. Metalni oblik dobio je prvi Humphry Davy 1818. godine.

Ime je dano s obzirom na činjenicu da je Li prvi put otkriven u kamenju, koje u prijevodu s grčkog imaju suglasnu strukturu riječi s litijem. U početku se zvao litij, ali tada je J. Berzelius predložio da se promijeni ime.

Fizički broj obilježja

– что это такое? Litij - što je to? Odgovarajući na ovo pitanje bit će važno zapaziti njegove fizičke i kemijske karakteristike.

Li je metal srebrno-bijele boje, prilično je mekan i rastezljiv. Ova jednostavna tvar može se obrađivati ​​prešanjem i / ili valjanjem.

U uvjetima sobne temperature, ovo tijelo karakterizira rešetka usredotočena na tijelo, a njezina prostorna grupa je m3m. U uvjetima ispod temperature ispod 78 K postaje stabilan, a kristalni oblik rešetke postaje šesterokutna gusta struktura u kojoj svi atomi litija imaju dvanaest "bliskih susjeda" koji se nalaze na vrhu kuboktaedra.

Među svim alkalijskih metala kao što je litij ima najvišu temperaturu na kojoj počinje vrenje (1340 ° C) ili taljenje (180.54 ° C). Na sobnoj temperaturi, gustoća litija, među istom grupom metala, je najniža i čak niža od gustoće H20.

Malo o kemijskim značajkama

Li je alkalni metal, ali je relativno otporan na zrak. Najmanje je aktivan među svojom grupom metala. Na primjer, gotovo ne reagira sa suhim molekulama kisika na sobnoj temperaturi. Zbog toga se litij nikada ne skladišti u kerozinu. Biti u zraku s umjerenom količinom vlage, može reagirati s različitim plinovima. Primjeri uključuju plinove nitrida, hidroksida i karbonata. Atomska masa litija je 6.941a. e. m.

Zbog toga se Li čuva u naftnim eterima, parafinu, mineralnim uljima ili benzinu. U isto vrijeme limena kutija mora biti nepropusna. Jedna od zanimljivih osobina litija je njegova sposobnost da bude prekriven oksidnim filmom visoke gustoće na temperaturi od 100 do 300 ° C.

recepcija

Litij - što je to? Još jedna točka u razmatranju ovog pitanja je identificirati načine njezine proizvodnje i proizvodnje.

Danas se taj metal dobiva iz prirodnih minerala. Raspadanje sumporne kiseline, sinteriranje s CaO ili CaCO ₃ također se široko koristi. Među manje rasprostranjenim metodama razlikuje se K ₂ SO ₄ , nakon čega slijedi ispiranje vodom. Bez obzira na metodu dobivanja, konačno se formira litijev karbonat, koji je slabo topiv u vodi. Tada se ta tvar prenese u klorid (LiCl). Litijev klorid se elektrolitira koristeći smjese KCl ili BaCl2, koje snižavaju točku taljenja. Pročišćavanje litija odvija se primjenom vakuumske destilacije.

Najveća proizvodnja Li je u Australiji, Čileu i Argentini. U 2015. godini minirano je oko 32,5 tisuća tona tog metala. Raspad SSSR-a doveo je do potpunog gubitka proizvodnje litija na teritoriju Ruske Federacije, međutim, 2017. godine pokrenut je eksperimentalni pogon, koji mu omogućuje da bude miniran iz siromašnih ruda, trošeći na to malu količinu novca.

eksploatacija

Odgovarajući na pitanje što je to - litij, bit će iznimno važno upoznati se s načinima njegove uporabe.

Trenutno postoji veliki broj načina za korištenje metala Li. Jedan takav primjer je proizvodnja poluvodiča iz legure bakra i litijevih sulfida, koji se koriste u toplinskim pretvaračima.

Litiji stvaraju anode za kemijske izvore struje i stanice za galvanizaciju s čvrstim elektrolitima.

Kobaltni i litijevi molibdati pokazuju jedno od najboljih svojstava, kao i visoku razinu energetske intenzivnosti kao litijeve elektrode s pozitivnim nabojem za baterije. veze litij hidroksid koristi se kao element prilikom stvaranja alkalne baterije tipa. Dodavanje iste tvari trakcijskim baterijama nekih tipova baterija može povećati vijek trajanja uređaja za 2-3 puta.

Litijska energija koristi se za stvaranje lasera visoke učinkovitosti (oko 80%). Točnije, koriste se monokristali litijevog fluorida. Optika sa širokim spektralnim pojasnim širinama također je izrađena korištenjem ove tvari.

Li legure s drugim metalima također su široko korištene kod ljudi. Na primjer, spoj srebra, zlata i litija je iznimno učinkovit agens za lemljenje. Isti metal, ali u sprezi s Mg, Cd, Al i Cu, ne tako davno počeo se koristiti u zrakoplovnoj i svemirskoj industriji. Aluminati i litijevi silikati osnova su za izradu keramike koja se stvrdnjava u uvjetima sobne temperature. Koristi se u vojnim zanatima, metalurškim djelatnostima. Čaše na bazi Li su izuzetno izdržljive i mogu se očvrsnuti vlaknima silicij karbida. Također, ovaj metal jača olovne legure, povećavajući njihovu plastičnost i otpornost na koroziju.

U elektronici se litij-cezijevi triborati koriste kao optički materijal za radijsku opremu. Niobad i litij tantalat (LiNbO ₃ i LiTaO ₃ ) također se koriste u industriji akustoptike, optoelektronike i nelinearne optike. Drugi litij se koristi za punjenje plinsko-pražnjenih rasvjetnih svjetiljki metal-halogen.

U metalurškoj industriji, Li se koristi za deoksidaciju i / ili povećanje indeksa duktilnosti i čvrstoće određene legure. Ponekad se litij koristi kao redukcijsko sredstvo tijekom metode metalotermije, koja se koristi za obnavljanje serije rijetkih metala.

Litij u biologiji

Ljudskom tijelu je potrebna mala količina Li (dnevna količina od oko 100 μg za odraslu osobu). Većina metala je u tkivima srca, jetre, limfnih čvorova, krvne plazme, nadbubrežne žlijezde, kao iu štitnoj žlijezdi.

Litij je uključen u neke od najvažnijih biokemijskih procesa:

• igra važnu ulogu u metabolizmu masti i ugljikohidrata;
• podržava imunološki sustav;
• sudjeluje u prevenciji alergija;
• smanjuje živčanu razdražljivost.

Litij-bazirani lijekovi koriste se u terapiji kako bi se uklonili ili potisnuli mentalni poremećaji svijesti i mozga. Taj se metal izlučuje iz tijela kroz bubrege.

O baterijama

Litij-ionske baterije su jedna od vrsta električnih uređaja koji se koriste za očuvanje i iskorištavanje energetskih resursa, pa ćemo im dati malo odvojene pažnje.

Takve baterije su široko rasprostranjene u okruženju modernih kućanskih aparata i koriste se, na primjer, u električnim vozilima ili uređajima za pohranu instaliranim u energetskim sustavima. U mobitelima, prijenosnim računalima, digitalnim fotoaparatima, kamkorderima i prethodno spomenutim električnim vozilima, ova vrsta baterije je najčešća. Prvi takav uređaj izdao je Sony 1991. godine.

Baterijski uređaj

Litij-ionske baterije sastoje se od elektroda, koje su odvojene separatorom s porama. Istodobno se impregnira elektrolitima. Paket elektroda nalazi se u zatvorenoj omotnici, a niz katoda i anoda je priključen na terminale za prikupljanje struje. Kućište (kućište) može biti opremljeno sigurnosnim ventilima, oslobađajući unutarnji tlak u slučaju nužde ili prekida rada. Te se baterije razlikuju prema vrsti katodnih materijala koji se koriste u uređaju. Litijeva jezgra u njima ima više protona, koji se razlikuju od zbroja elektrona koji okružuju jezgru. Stoga se takvi uređaji nazivaju ionski. Nosite elektrone u ionima Li baterija s pozitivnim nabojem. Takve čestice mogu prodrijeti u kristalne rešetke drugog niza materijala i oblika kemijske veze uslijed toga nastaju oksidi i soli metala.