Hydroxid lithný. Příklady chemických reakcí, jakož i fyzikální vlastnosti alkálií a jejich vlastností

Co je to hydroxid lithný? Tato sloučenina je jednou z nejdůležitějších tepelně odolných sloučenin použitých při výrobě pro přípravu různých solí lithia. Iontové prvky tohoto prvku mají řadu charakteristických vlastností, které našly široké uplatnění v chemické výrobě.

Vlastnosti struktury atomu lithia

Lithium (Li) je prvek skupiny I hlavní podskupiny 2. období a patří do skupiny alkalických kovů. Často se odkazuje na přechod na prvky alkalické zeminy, protože má mírně nižší aktivitu než následující členové této skupiny, například sodík (Na) nebo draslík (K).

Atom lithia má nejmenší poloměr mezi všemi alkalickými kovy, což způsobuje jeho chemickou aktivitu. Zvláštní roli hraje stabilní 1s ² elektronová skořepina typu hélia, která předchází 2s ¹ valenčnímu elektronu, což vytváří vysokou polarizovatelnost částice.

Tato vlastnost lithia charakterizuje výskyt elektromagnetických nebo dipólových polí kolem atomu, což vám umožňuje vytvářet silné komplexní ionty jako Li (NH3) _n ] ⁺ . Je třeba poznamenat, že s takovými vlastnostmi samotný atom nepodléhá polarizaci, což vysvětluje tepelnou nestabilitu některých jeho solí, zvláště s komplexními anionty.

Všechny výše uvedené skutečnosti vysvětlují některé vlastnosti fyzikálních a chemických vlastností hydroxidu lithného (LiOH).

Fyzikální vlastnosti

Čistá LiOH je velmi žíravá látka, která může zničit sklo a porcelán, takže je uložena v voskovaných nádobách. V roztaveném stavu může být dosaženo pouze v niklových nebo stříbrných nádobách, protože oxiduje většinu kovů a slitin. Zlato je jednou z mála látek odolných vůči účinkům takové sloučeniny.

Vlastní báze je ve srovnání s oxidem Li20 chemicky nestabilní a blíže 1000 ° C v atmosféře vodíku, H _{2 se} rozkládá na své složky (příklad 1).

Oxid lithný a hydroxid lithný v chemicky čistém stavu jsou pevné látky relativně rozpustné ve vodě, ale méně (téměř 5krát) než podobné sloučeniny následujících členů skupiny. Nejvyšší bod rozpouštění na popsané bázi je při 100 ° C - 17,5 g / 100 g rozpouštědla, zatímco u hydroxidu sodného (NaOH) je to 337 g / 100 g a stále se zvyšuje se zvyšující se teplotou. Zároveň je rozpustnost hydroxidu lithného téměř 100krát vyšší než rozpustnost vápenatého (Ca (OH) ₂ ), při kterém se tato schopnost snižuje se zvyšující se teplotou.

Je zajímavé, že bylo experimentálně možné získat plynný LiOH v přítomnosti vodní páry. Produkuje se zahříváním oxidu lithného na 2000 ° C, kdy po milníku 1000 ° C se tlak par z této sloučeniny zvyšuje v důsledku tvorby stabilní mateřské báze (příklad 2).

Chemické vlastnosti

Hydroxid lithný se nepovažuje za kyselinu, protože není amfoterním prvkem a neprokazuje schopnost rozpadu podle typu MeOH ↔ MeO ^- + H ⁺ (kde Me je jakýkoliv kov ze skupiny I nebo II hlavní podskupiny), stejně jako ostatní zástupci alkalických kovů. Takové sloučeniny jsou považovány za velmi silné báze, protože jejich disociační konstanta podle principu MeOH ↔ Me ⁺ + OH ^je velmi vysoká (Kb _{, LiOH} = 6,75 · ^10-1 ).

Vzhledem k tomu, že tato sloučenina vykazuje silné základní vlastnosti, může dojít neutralizačních reakcí s kyselinami oxidy kyselin a výměna s různými solemi (příklad 3).

Typickou reakcí je interakce chladných a horkých koncentrovaných roztoků hydroxidu lithného s plynem chlóru za vzniku chlornanů a chlorečnanů lithia (příklad 4).

Charakteristickým rysem této báze je interakce s horkým roztokem peroxidu vodíku H202 s vytvořením krystalického hydrátu peroxidu lithného Li2O2 v ethanolu, rozděleného ve vakuu (příklad 5).

Získání

LiOH se získává různými způsoby, jedním z nich je přímá interakce kovu nebo jeho oxidu s vodou podle schématu lithium → lithium oxide → hydroxid lithný.

Rovněž se používá hydrolýza sulfidu, nitridu, fosfidů a dalších sloučenin (příklad 3).

Reakční výměnné roztoky solí lithia jsou možné z téměř jakéhokoli důvodu hydroxid draselný (KOH), vápníku (Ca (OH) ₂ ) a bária (Ba (OH) ₂ ) a při posledním chemickém působení činidla jde téměř úplně s Li síranem. V prvním a druhém případě bude reakce opodstatněná kvůli špatné rozpustnosti získaných solí v roztoku LiOH (příklad 4) a ve třetím případě k tomuto bude přidán ve vodě nerozpustný BaS04 (příklad 4). Je třeba poznamenat, že druhá možnost se ve výrobě z hospodářských důvodů nepoužívá.

Dalším pozoruhodným způsobem získání této sloučeniny je elektrolýza roztoku chloridu lithného LiCl na rtuťové katodě. Toto vytváří amalgam HgLi, který je zajímavý, protože jeho teplota tání je mnohem vyšší (609 ° C) než jakákoli jeho složka. Při procesu rozkladu získané sloučeniny vodou se vytvoří nezbytná báze (příklad 5).

Zvláštní průmyslovou důležitost je reakce rozkladu uhličitanu lithného s haseným vápnem, během něhož chemická rovnováha uměle posunuté na pravou stranu pro vyšší výtěžek hlavního produktu (příklad 6).

Aplikace

Hydroxid lithný se používá při přípravě stearátů z tohoto kovu pro výrobu vodotěsných a mrazuvzdorných maziv. Používá se také jako katalyzátor při výrobě polymerních materiálů a jako součást elektrolytu v různých bateriích.

V požární a vojenské praxi se hydroxid lithný používá jako absorbér oxidu uhličitého (CO ₂ ) v plynových maskách.