Литиево - свойствата на химични елементи
Литиево (лат. Литий), Li, химичен елемент на I група на периодичната таблица, атомния номер 3, атомната маса от 6,941, алкален метал. Природен Li състои от две стабилни изотопи - 6 Li (7,42%) и 7 Li (92,58%). Литиево е била открита през 1817 г. от шведския химик А. arfvedsonite в минерално petalite; име от гръцки. Lithos - камък. Литиево метал първо се получава през 1818 г. от британски химик H. Дейви.
Физичните свойства на литий. Компактен литиево сребристо бял метал, който бързо покрити тъмно сиво покритие, състоящ се от нитрид и оксид Lian LI2 О. Когато обикновена температура литиев кристализира в кубична центрирана тяло решетка, а = 3,5098 Å, Атомното радиуса на 1.57 Å, Йонната радиуса на Li + 0,68 Å, По-долу -195 ° С решетка Li хепатит. Литиево - най-лекия метал; плътност 0,534 грам / cm 3 (20 ° С); т.т. 180,5 ° С точка на кипене. 1317 ° С Специфичен топлинен капацитет (при 0-100 ° С) от 3.31 х 10 3 J / (кг · К), т.е. 0,790 кал / (г · ° С); коефициент на топлинно линейно разширение от 5.6 х 10 -5. Електрическото съпротивление (20 ° С) 9.29 х 10 -4 ома · m (9.29 MO · cm); температурен коефициент (0-100 ° С) от 4.50 х 10 -3. Литият е парамагнитен. Металът е много податлив и вискозен, добре обработени чрез пресоване и валцоване, лесно изтеглен в проводник. 0,6 Mohs твърдост (по-трудно от Na и К), е лесно да се реже с нож. изтичане налягане (15-20 ° С) 17 MN / т2 (1,7 кгс / mm 2). Модул 5 GN / m 2 (500 кгс / mm 2), якост на опън от 116 MN / т2 (11,8 кгс / mm 2), удължение 50-70%. Двойките Литиево боядисана пламък в кармин-червен цвят.
химичните свойства на литий. на Конфигурацията на външната обвивка електрон на атом Li 2s 1; всички известни съединения, е едновалентни. Чрез взаимодействие с кислород или чрез нагряване на въздух (изгаряне син пламък) образува литиев оксид LI2 О (LI2 O2 пероксид, получен само индиректно). Тъй като водата реагира по-силно, отколкото другите алкалните метали, и образуваната хидроксид LiOH и водород. Минерални киселини енергично разтварят Li (това е първият в поредица от стрес, нормалната си електрод потенциал от - 3,02 в).
Li комбинира с халогени (йод да при загряване) за образуване халогениди (основен - литиев хлорид). При нагряване с серен дава литиево сулфид LI2 S, и водород - литиев хидрид. С азот литиево реагира бавно дори при стайна температура, енергично - при 250 ° С за образуване на нитрид фосфор LI2 Н. С. Литиев не взаимодействат директно, но в специални случаи може да бъде получено фосфиди. Загряването на литий с въглеродните води карбид LI2 С2. skremniem- Литиево силицид. Бинарните съединения Li - LI2 О, LiH, LI3 N, LI2 C2. LiCl, и други, както и LiOH много реактивен; чрез загряване или топене, да унищожи много метали, порцелан, кварц и други материали. Карбонат, флуорид LiF, LI3 РО4 фосфат съединение с литий и други условия за формирането и свойства, подобни на съответните производни на магнезий и калций.
Литиево образува множество органични литиеви съединения, което определя голямата си роля в органичния синтез.
Литиево - компонент на много сплави. Тъй като някои метали (Mg, Zn, Al) образува твърди разтвори значителни концентрации, с много - интерметали (LiAg, LiHg, LiMg2 LIAL и много други ..). Последното често е много трудно и огнеупорен, леко да варира във въздуха; някои от тях - полупроводници. Проучихме няколко двукомпонентни и трикомпонентни системи, включващи Li; съответните сплави вече се използват в областта.
Производство на литий. Литиеви съединения се получават чрез хидрометалургично обработване на концентрати - литиев обогатяване продукти. Основна силикати - spodumene обработват от вар, сулфат и метод сярна киселина. В основата на първия - варовик разлагане spodumene в 1150- 1200 ° С:
При извличане на утайка с вода в присъствието на излишък от вар алуминат литиев хидроксид се разлага до образуване Li:
Чрез spodumene метода сулфат (и други алумосиликати) се синтерова с калиев сулфат:
Литиево сулфат се разтваря във вода и разтвор на сода карбонат се утаява Li:
Чрез метод сярна киселина, както първоначално приготвен литиев сулфат разтвор и след това литиев карбонат; spodumene сярна киселина се разлага при 250-300 ° С (реакцията е приложимо само за модифициране β-spodumene):
Литиево метал произведен чрез електролиза на стопена смес на литиев и калиеви хлориди при 400-460 ° С (тегловно съотношение 1: 1). Електролиза баня облицована с магнезит, Алундум, мулит, талк, графит и други материали, устойчиви на стопения електролита; анод са графит и катода - железни пръти. Груба метален литий включва механични примеси и примеси (К, Mg, Са, Al, Si, Fe, но главно Na). На включванията се отстраняват чрез топене, примеси - рафиниране при понижено налягане. В момента много внимание се обръща на методите за получаване на metallothermic Ли.
Използването на литий. Най-важната област на приложение на Ли - ядрена мощност. Изотопно 6 Li - единственият промишлен източник за производство на тритий от реакцията:
Термично неутронно улавяне напречно сечение (σ) литиеви изотопи различават значително: 945 6 Li и 7 Li 0.033; за природна смес от 67 (в хамбари); Това е важно по отношение на техническото използване на литиево - в производството на контролните пръти в системата за защита на реактора. Течният литий (Li като 7 изотоп) се използва като топлоносител в реактора уран. Разтопен 7 LiF се използва като разтворител на съединенията U и Th в хомогенни реактори. Най-големият консуматор на литиево съединение е силикат промишленост, която използва литиеви минерали, LiF, LI2 CO3 и много специално произведени съединения. В цветната металургия, Li, неговите съединения и сплави обикновено се използват за дезоксидация, допинг и модифициране на много степени сплави. В цветната металургия литиев сплави лекувани за да се получи добра структура, еластичност и висока якост на опън. Добре известни алуминиеви сплави, съдържащи 0.1% Li, - и Aeron skleron; в допълнение към лекота, те притежават висока якост, еластичност, устойчивост на корозия и много обещаващо за самолетната индустрия. Добавянето на 0.04% Li да доведе калциев носещ сплави увеличава твърдостта им и намалява триенето. Литиеви съединения са използвани за получаването на греси. В значение в съвременната технология Литият е един от най-важните микроелементи.
Литиево в организма. Литият е постоянно част от живите организми, но биологичната му роля не се разбира много добре. Установено е, че литий подобрява устойчивостта на растенията заболяване, подобрява фотохимично активност в листа хлоропласти (домати) и синтеза на никотин (тютюн). Способността да се концентрира Литиево най-силно изразено сред морските организми от червени и кафяви водорасли, както и сред земя растения - представителите на ЛЮТИКОВИ семейство (улица, лютиче) и семейството Solanaceae (Boxthorn). Животните литиево се концентрира главно в черния дроб и белите дробове.