Jump to content

Гидрид лития

(Перенаправлено с LiH )
Гидрид лития
Объемная модель части кристаллической структуры гидрида лития
  катион лития, Что +
  Анион водорода, ЧАС

__ ЧАС  __ Что +
Структура гидрида лития.
Модель заполнения пространства молекулы гидрида лития
Идентификаторы
3D model ( JSmol )
ХимическийПаук
Информационная карта ECHA 100.028.623 Отредактируйте это в Викиданных
номер РТЭКС
  • ОД6300000
НЕКОТОРЫЙ
Характеристики
ЛиХ
Молярная масса 7.95  g·mol −1
Появление от бесцветного до серого твердого вещества [ 1 ]
Плотность 0,78 г/см 3 [ 1 ]
Температура плавления 688,7 ° C (1271,7 ° F; 961,9 К) [ 1 ]
Точка кипения 900–1000 ° C (1650–1830 ° F; 1170–1270 К) (разлагается) [ 2 ]
реагирует
Растворимость слабо растворим в диметилформамиде
реагирует с аммиаком , диэтиловым эфиром , этанолом
−4.6·10 −6 см 3 /моль
1.9847 [ 3 ] : 43 
Структура
ГЦК ( тип NaCl )
а = 0,40834 нм [ 3 ] : 56 
6,0 Д [ 3 ] : 35 
Термохимия
3,51 Дж/(г·К)
170,8 Дж/(моль К)
−90,65 кДж/моль
−68,48 кДж/моль
Опасности
Безопасность и гигиена труда (OHS/OSH):
Основные опасности
чрезвычайно сильный раздражитель, высокотоксичный, очень коррозионный
СГС Маркировка :
GHS02: ЛегковоспламеняющиесяGHS05: Коррозионное веществоGHS06: Токсично
Опасность
Х260 , Х301 , Х314
P223 , P231+P232 , P260 , P264 , P270 , P280 , P301+P316 , P301+P330+P331 , P302+P335+P334 , P302+P361+P354 , P304+P340 , P305+P354+P3 38 , П316 , П321 , П330 , П363 , П370+П378 , П402+П404 , П405 , П501
NFPA 704 (огненный алмаз)
200 ° С (392 ° F; 473 К)
Летальная доза или концентрация (LD, LC):
77,5 мг/кг (перорально, крыса) [ 5 ]
22 мг/м 3 (крыса, 4 ч) [ 6 ]
NIOSH (пределы воздействия на здоровье в США):
ПЭЛ (допустимо)
СВВ 0,025 мг/м 3 [ 4 ]
РЕЛ (рекомендуется)
СВВ 0,025 мг/м 3 [ 4 ]
IDLH (Непосредственная опасность)
0,5 мг/м 3 [ 4 ]
Паспорт безопасности (SDS) КМГС 0813
Родственные соединения
Другие катионы
Гидрид натрия
Гидрид калия
Гидрид рубидия
Гидрид цезия
Родственные соединения
Боргидрид лития
Литий-алюминийгидрид
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа).

лития неорганическое соединение формулы Li H. Гидрид Этот щелочного металла гидрид представляет собой бесцветное твердое вещество, хотя коммерческие образцы имеют серый цвет. Характеризуется солеподобным (ионным) гидридом , имеет высокую температуру плавления и не растворим, но реагирует со всеми протонными органическими растворителями . Он растворим и не реагирует с некоторыми расплавленными солями , такими как фторид лития , боргидрид лития и гидрид натрия . С молярной массой 7,95 г/моль это самое легкое ионное соединение .

Физические свойства

[ редактировать ]

LiH — диамагнетик и ионный проводник с проводимостью, постепенно возрастающей от 2 × 10 −5 Ой −1 см −1 при 443 °C до 0,18 Ом −1 см −1 при 754 °С; в этом увеличении температуры плавления нет скачка. [ 3 ] : 36  Диэлектрическая проницаемость LiH уменьшается с 13,0 (статические, низкие частоты) до 3,6 (частоты видимого света). [ 3 ] : 35  LiH — мягкий материал с твердостью по шкале Мооса 3,5. [ 3 ] : 42  Его ползучесть при сжатии (за 100 часов) быстро увеличивается с <1% при 350 °C до >100% при 475 °C, а это означает, что LiH не может обеспечить механическую поддержку при нагревании. [ 3 ] : 39 

Теплопроводность LiH уменьшается с температурой и зависит от морфологии: соответствующие значения составляют 0,125 Вт/(см·К) для кристаллов и 0,0695 Вт/(см·К) для компактов при 50 °С и 0,036 Вт/(см·К). К) для кристаллов и 0,0432 Вт/(см·К) для прессовок при 500 °С. [ 3 ] : 60  Коэффициент линейного теплового расширения составляет 4,2 × 10. −5 /°С при комнатной температуре. [ 3 ] : 49 

Синтез и обработка

[ редактировать ]

LiH получают путем обработки лития металлического газообразным водородом :

2Li + H2 2LiH

Эта реакция особенно быстро протекает при температуре выше 600 °C. Добавление 0,001–0,003% углерода и/или повышение температуры и/или давления увеличивает выход до 98% при времени пребывания 2 часа. [ 3 ] : 147  Однако реакция протекает при температуре всего 29 ° C. Выход составляет 60% при 99 °C и 85% при 125 °C, причем скорость существенно зависит от состояния поверхности LiH. [ 3 ] : 5 

Менее распространенные способы синтеза LiH включают термическое разложение алюмогидрида лития (200 °C), боргидрида лития (300 °C), н -бутиллития (150 °C) или этиллития (120 °C), а также несколько реакций с участием соединения лития с низкой стабильностью и доступным содержанием водорода. [ 3 ] : 144–145 

Химические реакции дают LiH в виде кускового порошка , который можно спрессовать в таблетки без связующего вещества . Более сложные формы можно получить литьем из расплава . [ 3 ] : 160 и далее. Большие монокристаллы (около 80 мм в длину и 16 мм в диаметре) можно затем вырастить из расплавленного порошка LiH в атмосфере водорода методом Бриджмена-Стокбаргера . Они часто имеют синеватый цвет из-за присутствия коллоидного лития. Этот цвет можно удалить путем отжига после выращивания при более низких температурах (~ 550 ° C) и меньших температурных градиентах. [ 3 ] : 154  Основными примесями в этих кристаллах являются Na (20–200 ppm ), O (10–100 ppm), Mg (0,5–6 ppm), Fe (0,5–2 ppm) и Cu (0,5–2 ppm). [ 3 ] : 155 

Растрескивание в литом LiH после обработки летучей фрезой . Масштаб указан в дюймах.

Массивные детали из LiH, полученные холодным прессованием, можно легко обрабатывать с использованием стандартных методов и инструментов с точностью до микрометра . Однако литой LiH хрупкий и легко трескается при обработке. [ 3 ] : 171 

Более энергоэффективный способ получения порошка гидрида лития — это измельчение металлического лития в шаровой мельнице под высоким давлением водорода. Проблемой этого метода является холодная сварка металлического лития из-за его высокой пластичности . Добавляя небольшое количество порошка гидрида лития, можно избежать холодной сварки. [ 7 ]

Порошок LiH быстро реагирует с воздухом низкой влажности , образуя LiOH . Ли 2 О и Ли 2 СО 3 . Во влажном воздухе порошок самовозгорается, образуя смесь продуктов, включающую некоторые азотистые соединения. Комковый материал вступает в реакцию с влажным воздухом, образуя поверхностное покрытие, представляющее собой вязкую жидкость. Это тормозит дальнейшую реакцию, хотя появление пленки «тусклости» вполне очевидно. образуется мало или вообще не образуется нитрид При воздействии влажного воздуха . Кусковой материал, содержащийся в металлической посуде, можно нагреть на воздухе до температуры чуть ниже 200 °C без воспламенения, хотя он легко воспламеняется при прикосновении к открытому огню. Состояние поверхности LiH, наличие оксидов на металлической чашке и т. д. оказывают существенное влияние на температуру воспламенения. Сухой кислород не реагирует с кристаллическим LiH без сильного нагрева, при котором происходит почти взрывное горение. [ 3 ] : 6 

LiH очень активен по отношению к воде и другим протонным реагентам: [ 3 ] : 7 

LiH + H 2 O → Li + + Н 2 + ОН

LiH менее реагирует с водой, чем Li, и поэтому является гораздо менее мощным восстановителем для воды, спиртов и других сред, содержащих восстанавливаемые растворенные вещества . Это верно для всех бинарных солевых гидридов . [ 3 ] : 22 

Гранулы LiH медленно расширяются во влажном воздухе, образуя LiOH ; однако степень расширения ниже 10% в течение 24 часов при давлении 2 Торр . водяного пара [ 3 ] : 7  Если во влажном воздухе содержится углекислый газ , то продуктом является карбонат лития . [ 3 ] : 8  LiH медленно реагирует с аммиаком при комнатной температуре, но реакция значительно ускоряется при температуре выше 300 °C. [ 3 ] : 10  LiH медленно реагирует с высшими спиртами и фенолами , но энергично с низшими спиртами. [ 3 ] : 14 

LiH реагирует с диоксидом серы с образованием дитионита :

2 LiH + 2 SO 2 → Li 2 S 2 O 4 + H 2

хотя при температуре выше 50 ° C продукт представляет собой сульфид лития . [ 3 ] : 9 

LiH реагирует с ацетиленом с образованием карбида лития и водорода . С безводными органическими кислотами , фенолами и ангидридами кислот LiH медленно реагирует, образуя газообразный водород и литиевую соль кислоты. С водосодержащими кислотами LiH реагирует быстрее, чем с водой. [ 3 ] : 8  Многие реакции LiH с кислородсодержащими соединениями приводят к образованию LiOH, который, в свою очередь, необратимо реагирует с LiH при температуре выше 300 °C: [ 3 ] : 10 

LiH + LiOH → Li 2 O + H 2

Гидрид лития довольно инертен при умеренных температурах. О 2 или Кл 2 . Поэтому он используется в синтезе других полезных гидридов, [ 8 ] например.,

8 LiH + Al 2 Cl 6 → 2 Li[AlH 4 ] + 6 LiCl
2 LiH + B 2 H 6 → 2 Li[BH 4 ]

Приложения

[ редактировать ]

Хранение водорода и топливо

[ редактировать ]

При содержании водорода, пропорциональном его массе, в три раза больше, чем у NaH, LiH имеет самое высокое содержание водорода среди всех гидридов. LiH периодически представляет интерес для хранения водорода, но его применение затрудняется из-за его устойчивости к разложению. Таким образом, удаление H 2 требует температур выше 700 °C, используемых для его синтеза, создание и поддержание таких температур дорого обходится. Соединение когда-то было испытано в качестве компонента топлива в модели ракеты. [ 9 ] [ 10 ]

Предшественник сложных гидридов металлов.

[ редактировать ]

LiH обычно не является гидрид-восстанавливающим агентом, за исключением синтеза гидридов некоторых металлоидов. Например, силан получают реакцией гидрида лития и тетрахлорида кремния по процессу Сундермейера:

4 LiH + SiCl 4 → 4 LiCl + SiH 4

Гидрид лития используется в производстве различных реагентов для органического синтеза , например алюмогидрида лития ( Li[AlH 4 ] ) и боргидрид лития ( Li[BH 4 ] ). Триэтилборан реагирует с образованием супергидрида ( Li[BH(CH 2 CH 3 ) 3 ] ). [ 11 ]

В ядерной химии и физике

[ редактировать ]

Гидрид лития (LiH) иногда является желательным материалом для защиты ядерных реакторов с изотопом лития-6 (Li-6), и его можно изготовить путем литья. [ 12 ] [ 13 ]

Дейтерид лития

[ редактировать ]

Дейтерид лития в форме дейтерида лития-7 ( 7 Что 2 Ч или 7 ЛиД), является хорошим замедлителем , ядерных реакторов поскольку дейтерий ( 2 H или D) имеет более низкое нейтронов поглощения сечение , чем обычный водород или протий ( 1 H) делает, а сечение для 7 Li также низкий, что снижает поглощение нейтронов в реакторе. 7 Li предпочтителен в качестве замедлителя, поскольку он имеет меньшее сечение захвата нейтронов, а также образует меньше трития ( 3 H или T) при бомбардировке нейтронами. [ 14 ]

Соответствующий лития-6 дейтерид ( 6 Что 2 Ч или 6 LiD) — основное термоядерное топливо в термоядерном оружии . [ нужна ссылка ] В водородных боеголовках конструкции Теллера-Улама триггер ядерного деления взрывается, нагревая и сжимая дейтерид лития-6, а также бомбардируя 6 LiD с нейтронами для производства трития в экзотермической реакции:

6 ЛиД + н → 4 Он + Т + Д

Дейтерий и тритий затем сливаются, образуя гелий , один нейтрон и 17,59 МэВ свободной энергии в виде гамма-лучей , кинетической энергии и т. д. Тритий имеет благоприятное сечение реакции . Гелий является инертным побочным продуктом. [ нужна ссылка ]

3
1
час
+ 2
1
час
4
2
Он
+ н .

До в Касл-Браво испытаний ядерного оружия в 1954 году считалось, что только менее распространенный изотоп 6 Ли мог образовать тритий при ударе быстрыми нейтронами. Испытание в замке Браво показало (случайно), что чем больше 7 Ли делает это и в экстремальных условиях, хотя и в результате эндотермической реакции.

Безопасность

[ редактировать ]

LiH бурно реагирует с водой с образованием газообразного водорода и LiOH, который является едким. Следовательно, пыль LiH может взрываться во влажном или даже сухом воздухе из-за статического электричества. В концентрациях 5–55 мг/м 3 в воздухе пыль чрезвычайно раздражает слизистые оболочки и кожу и может вызвать аллергическую реакцию. Из-за раздражения LiH обычно отторгается, а не накапливается в организме. [ 3 ] : 157, 182 

Некоторые соли лития, которые можно получить в реакциях LiH, токсичны. Пожар LiH нельзя тушить углекислым газом, четыреххлористым углеродом или водными огнетушителями; его следует задушить, накрыв металлическим предметом или порошком графита или доломита . Песок менее пригоден, так как он может взорваться при смешивании с горящим LiH, особенно если он не сухой. LiH обычно транспортируется в масле, в контейнерах из керамики, некоторых пластмасс или стали, и обрабатывается в атмосфере сухого аргона или гелия. [ 3 ] : 156  Азот можно использовать, но не при повышенных температурах, так как он вступает в реакцию с литием. [ 3 ] : 157  LiH обычно содержит некоторое количество металлического лития, который разъедает стальные или кварцевые контейнеры при повышенных температурах. [ 3 ] : 173–174, 179 

  1. ^ Jump up to: а б с Лиде, Д.Р., изд. (2005). Справочник CRC по химии и физике (86-е изд.). Бока-Ратон (Флорида): CRC Press. п. 4.70. ISBN  0-8493-0486-5 .
  2. ^ Дэвид Артур Джонсон; Открытый университет (12 августа 2002 г.). Металлы и химические изменения . Королевское химическое общество. стр. 167–. ISBN  978-0-85404-665-2 . Проверено 1 ноября 2011 г.
  3. ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж к л м н тот п д р с т в v В х и С аа аб и объявление Смит, РЛ; Скупой, JW (1963). Сборник свойств гидрида лития . НАСА.
  4. ^ Jump up to: а б с Карманный справочник NIOSH по химическим опасностям. «#0371» . Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
  5. ^ Чемберс, Майкл. «ChemIDplus - 7580-67-8 - SIAPCJWMELPYOE-UHFFFAOYSA-N - Гидрид лития - Поиск подобных структур, синонимы, формулы, ссылки на ресурсы и другая химическая информация» . chem.sis.nlm.nih.gov . Проверено 10 апреля 2018 г.
  6. ^ «Гидрид лития» . Непосредственно опасные для жизни и здоровья концентрации (IDLH) . Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
  7. ^ Механохимический синтез моногидридов щелочных металлов без растворителей и катализаторов. И. З. Хлова, А. Касл, Дж. Ф. Голдстон, С. Гупта, Т. Прост… - Журнал «Химия материалов А», 2016
  8. ^ «Учебник химии NCERT» (PDF) .
  9. ^ Lex. Архивировано 23 июля 2008 г. в Wayback Machine . Astronautix.com (25 апреля 1964 г.). Проверено 1 ноября 2011 г.
  10. ^ Эмпирические законы гибридного сгорания гидрида лития с фтором в малых ракетных двигателях . Ntrs.nasa.gov. Проверено 1 ноября 2011 г. Значок закрытого доступа (защищено паролем)
  11. ^ Питер Риттмейер, Ульрих Вительманн «Гидриды» в Энциклопедии промышленной химии Ульмана 2002, Wiley-VCH, Вайнхайм. два : 10.1002/14356007.a13_199
  12. ^ Питер Дж. Турчи (1998). Техника движения: действие и противодействие . АААА. стр. 339–. ISBN  978-1-56347-115-5 . Проверено 2 ноября 2011 г.
  13. ^ Уэлч, Фрэнк Х. (февраль 1974 г.). «Гидрид лития: защитный материал космической эры». Ядерная инженерия и дизайн . 26 (3): 440–460. дои : 10.1016/0029-5493(74)90082-X .
  14. ^ Мэсси, Марк; Деван, Лесли К. «US 20130083878 A1, 4 апреля 2013 г., ЯДЕРНЫЕ РЕАКТОРЫ И СВЯЗАННЫЕ МЕТОДЫ И УСТРОЙСТВА» . Патентное ведомство США . Правительство США . Проверено 2 июня 2016 г.
[ редактировать ]
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: bbd76f240358c193962775da997c08f1__1721754180
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/bb/f1/bbd76f240358c193962775da997c08f1.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Lithium hydride - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)