Сульфат лития
 | |
 | |
 | |
| Имена | |
|---|---|
| Название ИЮПАК Сульфат лития | |
| Другие имена Сульфат лития | |
| Идентификаторы | |
| |
3D model ( JSmol ) | |
| ХимическийПаук | |
| Информационная карта ECHA | 100.030.734 |
ПабХим CID | |
| номер РТЭКС |
|
| НЕКОТОРЫЙ |
|
Панель управления CompTox ( EPA ) | |
| Характеристики [1] | |
| Ли 2 ТАК 4 | |
| Молярная масса | 109.94 g/mol |
| Появление | Белое кристаллическое вещество, гигроскопично. |
| Плотность | 2,221 г/см 3 (безводный) 2,06 г/см 3 (моногидрат) |
| Температура плавления | 859 ° C (1578 ° F; 1132 К) |
| Точка кипения | 1377 ° C (2511 ° F; 1650 К) |
| моногидрат: 34,9 г/100 мл (25 °С) 29,2 г/100 мл (100 °С) | |
| Растворимость | нерастворим в абсолютном этаноле , ацетоне и пиридине |
| −-40.0·10 −6 см 3 /моль | |
Показатель преломления ( n D ) | 1,465 (β-форма) |
| Структура [2] | |
| Примитивная моноклиника | |
| П 2 1 /а, № 14 | |
а = 8,239 Å, b = 4,954 Å, c = 8,474 Å α = 90°, β = 107,98°, γ = 90° [2] | |
Объем решетки ( В ) | 328,9 Å 3 |
Формульные единицы ( Z ) | 4 |
| Тетраэдрический и сера | |
| Термохимия | |
Теплоемкость ( С ) | 1,07 Дж/г К |
Стандартный моляр энтропия ( S ⦵ 298 ) | 113 Дж/моль К |
Стандартная энтальпия образование (Δ f H ⦵ 298 ) | −1436,37 кДж/моль |
Свободная энергия Гиббса (Δ f G ⦵ ) | -1324,7 кДж/моль |
| Опасности | |
| NFPA 704 (огненный алмаз) | |
| Летальная доза или концентрация (LD, LC): | |
ЛД 50 ( средняя доза ) | 613 мг/кг (крыса, перорально) [3] |
| Родственные соединения | |
Другие анионы | Хлорид лития |
Другие катионы | Сульфат натрия |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). | |
Сульфат лития представляет собой неорганическую соль белого цвета формулой Li 2 SO с 4 . Это литиевая соль кислоты серной .
Характеристики
[ редактировать ]Физические свойства
[ редактировать ]Сульфат лития растворим в воде, хотя он не следует обычной тенденции увеличения растворимости большинства солей с повышением температуры. Напротив, его растворимость в воде снижается с повышением температуры, поскольку его растворение является экзотермическим процессом. Это относительно необычное свойство, также называемое ретроградной растворимостью , характерно для немногих неорганических соединений , таких как гидроксид кальция ( портландит , важная минеральная фаза гидратированного цементного теста), сульфаты кальция ( гипс , бассанит и ангидрит ) и лантаноидов сульфаты , растворение которых реакции также экзотермичны. Ретроградная растворимость характерна для растворения газов в воде, но реже встречается для растворения твердых веществ. Карбонат кальция также проявляет ретроградную растворимость, но она также зависит от поведения растворения CO 2 в известково-карбонатном равновесии.
Кристаллы сульфата лития, будучи пьезоэлектрическими , также используются в неразрушающем контроле ультразвукового типа, поскольку они являются очень эффективными приемниками звука. Однако при этом применении они страдают из-за своей растворимости в воде.
Поскольку он обладает гигроскопическими свойствами , наиболее распространенной формой сульфата лития является моногидрат сульфата лития. Безводный сульфат лития имеет плотность 2,22 г/см. 3 но взвешивание безводного сульфата лития может оказаться затруднительным, поскольку это необходимо делать в атмосфере, лишенной воды.
Сульфат лития обладает пироэлектрическими свойствами . При нагревании водного раствора сульфата лития электропроводность также увеличивается. Молярность сульфата лития также играет роль в электропроводности; оптимальная проводимость достигается при 2 М, а затем снижается. [4]
При растворении твердого сульфата лития в воде происходит эндотермическая диссоциация . Это отличается от сульфата натрия , который имеет экзотермическую диссоциацию. Однако точную энергию диссоциации трудно определить количественно, поскольку она, по-видимому, также зависит от количества (количества молей) соли, добавленной в воду. Небольшие количества растворенного сульфата лития вызывают гораздо большее изменение температуры на моль, чем большие количества. [5]
Свойства кристаллов
[ редактировать ]Сульфат лития имеет две разные кристаллические фазы . В обычной форме фазы II сульфат лития имеет клиновидную моноклинную кристаллическую систему с длиной ребра a = 8,23 Å b = 4,95 Å c = 8,47 Å β = 107,98 °. При нагревании сульфата лития до температуры 130 °C он переходит в безводное состояние, но сохраняет свою кристаллическую структуру. Только при 575 ° C происходит переход из фазы II в фазу I. Кристаллическая структура меняется на гранецентрированную кубическую кристаллическую систему с длиной ребра 7,07 Å. [6] Во время этого фазового перехода плотность сульфата лития изменяется от 2,22 до 2,07 г/см. 3 . [7]
Использование
[ редактировать ]Сульфат лития используется для лечения биполярного расстройства (см. фармакологию лития ).
Сульфат лития исследуется как потенциальный компонент ионпроводящих стекол. Прозрачная проводящая пленка является широко исследуемой темой, поскольку она используется в таких приложениях, как солнечные панели и потенциал для нового класса батарей. В этих приложениях важно иметь высокое содержание лития; более известный бинарный борат лития (Li₂O · B₂O₃) трудно получить при высоких концентрациях лития и его трудно хранить, поскольку он гигроскопичен. При добавлении в систему сульфата лития можно получить легко производимое стабильное стекло с высокой концентрацией лития. Большинство современных прозрачных ионопроводящих пленок изготовлены из органических пластиков, и было бы идеально, если бы можно было разработать недорогое стабильное неорганическое стекло. [8]
Сульфат лития был протестирован в качестве добавки к портландцементу для ускорения отверждения и дал положительные результаты. Сульфат лития ускоряет реакцию гидратации (см. «Цемент» ), что сокращает время отверждения. Проблема сокращения времени отверждения связана с прочностью конечного продукта, но при испытаниях портландцемент, легированный сульфатом лития, не показал заметного снижения прочности. [9]
Литий-ионные аккумуляторы
[ редактировать ]Моногидрат сульфата лития ( Li
2 ТАК
4 · Ч
2 O ), содержащий около 10% лития, является полезным химикатом для производства гидроксида лития для цепочки поставок материалов для литий-ионных аккумуляторов. Это менее реакционноспособный материал, чем LiOH, и, следовательно, его легче хранить и транспортировать. [10] [11]
Сырье твердокаменного сподуменового концентрата обрабатывается кислотным обжигом с последующим водным выщелачиванием, при этом достигается извлечение лития 84-88%. Затем к очищенному выщелачивающему раствору применяется выпаривание, в результате чего образуется первичный твердый продукт сульфата лития, состоящий в основном из моногидрата сульфата лития ( Li
2 ТАК
4 · Ч
2О ) .
Медикамент
[ редактировать ]Литий-ионный (Li + ) используется в психиатрии для лечения маний , эндогенной депрессии и психозов, а также для лечения шизофрении . Обычно карбонат лития ( Li
2 СО
3 ) применяют, но иногда цитрат лития ( Li
33С
66Ч
5 О
7 ), сульфат лития или оксибутират лития. в качестве альтернативы используются [12] Что + не метаболизируется. Из-за Ли + химическое сходство с натрием (Na + ) и калий (K + ) катионы, он может взаимодействовать или мешать биохимическим путям этих веществ и вытеснять эти катионы из внутри- или внеклеточных компартментов организма. Ли + по-видимому, транспортируется из нервных и мышечных клеток активным натриевым насосом , хотя и менее эффективно.
Сульфат лития имеет быструю скорость всасывания в желудочно-кишечном тракте (в течение нескольких минут) и завершается после перорального приема таблеток или жидкой формы. [12] Он быстро диффундирует в печень и почки , но для достижения равновесия в организме требуется 8–10 дней. Ли + вызывает множество метаболических и нейроэндокринных изменений, но нет убедительных доказательств в пользу какого-то одного конкретного способа действия. [12] Например, Ли + взаимодействует с нейрогормонами , особенно с биогенными аминами , серотонином (5- гидрокситриптамином ) и норадреналином , что обеспечивает вероятный механизм благотворного воздействия при психических расстройствах , например, маниях . В центральной нервной системе (ЦНС) Li + влияет на нервное возбуждение, синаптическую передачу и нейрональный метаболизм . [13] Что + стабилизирует серотонинергическую нейротрансмиссию .
Органический химический синтез
[ редактировать ]Сульфат лития используется в качестве катализатора реакции элиминирования для преобразования н-бутилбромида в 1-бутен с выходом, близким к 100%, в диапазоне температур от 320 до 370 °C. Выходы этой реакции резко изменяются при нагревании за пределами этого диапазона, поскольку образуются более высокие выходы 2-бутена. [14]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Патнаик, Прадьот (2002). Справочник неорганических химикатов . МакГроу-Хилл . ISBN 0-07-049439-8 .
- ^ Перейти обратно: а б Норд, АГ (1976). «Кристаллическая структура β-Li2SO4». Acta Crystallographica Раздел B: Структурная кристаллография и кристаллохимия . 32 (3): 982–983. дои : 10.1107/S0567740876004433 .
- ^ Чемберс, Майкл. «ChemIDplus - 10377-48-7 - INHCSSUBVCNVSK-UHFFFAOYSA-L - Сульфат лития - Поиск подобных структур, синонимы, формулы, ссылки на ресурсы и другая химическая информация» . chem.sis.nlm.nih.gov . Проверено 12 октября 2018 г.
- ^ Ангел С.; Соброн Ф.; Хосе И. (1995). Плотность, вязкость и электропроводность водных растворов сульфата лития. Дж. Хим. англ., 40, 987–991.
- ^ Томсон ТП; Смит Д.Э.; Вуд Р.Х. (1974). Энтальпия разбавления водных растворов Na 2 SO 4 и Li 2 SO 4 . Дж. Хим. Англ., 19, 386–388.
- ^ Рао CNR; Пракаш Б. Преобразования кристаллической структуры в неорганических сульфатах, фосфатах, перхлоратах и хроматах. НСРДС. 1975, 56, 2–12
- ^ Фордленд, Т.; Кио, М.Дж. Структура высокотемпературной модификации сульфата лития. 1957, 565-567
- ^ Химики EI; М.А. Каракасидес; Г.Д. Криссикос. Вибрационное исследование боратных стекол с быстрой ионной проводимостью на основе сульфата лития. Дж. Физ. хим. 1986, 90 4528-4533
- ^ Юхай Д.; Изменение З.; Сяошэн В. Влияние добавки сульфата лития на свойства портландцементного теста. Строительство и строительство 2014, 50, 457-462
- ^ «Металлургические испытания подтверждают, что первичный сульфат лития Manono подходит для использования в качестве сырья для производства аккумуляторов» (PDF) . АВЗ Минералс Лимитед . 13 января 2021 г. Проверено 25 марта 2021 г.
{{cite web}}: Внешняя ссылка в|author-link= - ^ «АВЗ Минералс Лимитед» . АВЗ Минералы . Проверено 25 марта 2021 г.
- ^ Перейти обратно: а б с Хаддад, Л.М., Винчестер, Дж.Ф. Клиническое лечение отравлений и передозировок наркотиками. 1990, 2-е изд., 656–665.
- ^ Poisindex, Thomson Micromedex 2005.
- ^ Ноллер, Х., Роза-Брусин, М. и Андреу, П. (1967), Стереоселективный синтез 1-бутена с сульфатом лития в качестве катализатора удаления. Энджью. хим. Межд. Эд. англ., 6: 170–171. doi:10.1002/anie.196701702
| Базы данных органов управления : Национальные |
|---|