Lithiumoxid: Formel, Eigenschaften, Risiken und Verwendungen
Lithiumoxid ist eine anorganische chemische Verbindung der Formel Li 2 O, die zusammen mit geringen Mengen Lithiumperoxid gebildet wird, wenn das Lithiummetall an der Luft verbrannt und mit Sauerstoff kombiniert wird.
Bis in die 1990er Jahre wurde der Metall- und Lithiummarkt von der US-Produktion aus Mineralvorkommen dominiert, aber zu Beginn des 21. Jahrhunderts stammte der größte Teil der Produktion aus Nicht-US-Quellen. Australien, Chile und Portugal waren die wichtigsten Lieferanten der Welt. Bolivien hat die Hälfte der Lithiumvorkommen der Welt, ist aber kein großer Produzent.
Die wichtigste Handelsform ist Lithiumcarbonat, Li 2 CO 3, das aus Mineralien oder Salzlösungen nach verschiedenen Verfahren hergestellt wird.
Wenn Lithium in Luft verbrannt wird, ist das Hauptprodukt das weiße Oxid von Lithiumoxid, Li 2 O. Zusätzlich wird etwas Lithiumperoxid, Li 2 O 2, ebenfalls weiß erzeugt.
Dies kann auch durch thermische Zersetzung von Lithiumhydroxid, LiOH oder Lithiumperoxid, Li 2 O 2, erfolgen
4Li (s) + O 2 (g) → 2Li 2 O (s)
2 LiOH (s) + Wärme → Li 2 O (s) + H 2 O (g)
2Li 2 O 2 (s) + Wärme → 2Li 2 O (s) + O 2 (g)
Physikalische und chemische Eigenschaften
Lithiumoxid ist ein weißer Feststoff, der als Lithia bekannt ist und kein Aroma und keinen salzigen Geschmack aufweist. Das Erscheinungsbild ist in Abbildung 2 dargestellt (Nationales Zentrum für Biotechnologie-Informationen, 2017).
Abbildung 2: Erscheinungsbild von Lithiumoxid
Lithiumoxid sind Kristalle mit einer Antifloritgeometrie ähnlich der von Natriumchlorid (kubisch auf den Flächen zentriert). Die kristalline Struktur ist in Abbildung 3 dargestellt (Mark Winter [Universität Sheffield und WebElements Ltd., 2016).
Abbildung 3: Kristallstruktur von Lithiumoxid.
Sein Molekulargewicht beträgt 29, 88 g / mol, seine Dichte 2, 013 g / ml und der Schmelz- und Siedepunkt betragen 1438 ° C bzw. 2066 ° C. Die Verbindung ist in Wasser, Alkohol, Ether, Pyridin und Nitrobenzol sehr gut löslich (Royal Society of Chemistry, 2015).
Lithiumoxid reagiert leicht mit Wasserdampf unter Bildung von Hydroxid und mit Kohlendioxid unter Bildung von Carbonat. Daher muss es in einer sauberen und trockenen Atmosphäre gelagert und gehandhabt werden.
Oxidverbindungen führen nicht zu Elektrizität. Bestimmte strukturierte Perowskitoxide sind jedoch elektronische Leiter, die in der Kathode von Festoxidbrennstoffzellen und sauerstofferzeugenden Systemen Anwendung finden.
Es handelt sich um Verbindungen, die mindestens ein Sauerstoffanion und ein Metallkation enthalten (American Elements, SF).
Reaktivität und Gefahren
Lithiumoxid ist eine stabile Verbindung, die mit starken Säuren, Wasser und Kohlendioxid nicht kompatibel ist. Nach unserem Kenntnisstand wurden die chemischen, physikalischen und toxikologischen Eigenschaften von Lithiumoxid nicht eingehend untersucht und beschrieben.
Die Toxizität von Lithiumverbindungen hängt von ihrer Löslichkeit in Wasser ab. Lithium-Ionen haben Toxizität für das Zentralnervensystem. Die Verbindung ist stark ätzend und reizend, wenn sie beim Einatmen oder Verschlucken mit den Augen oder der Haut in Berührung kommt (ESPI METALS, 1993).
Bei Augenkontakt sollten Sie prüfen, ob Sie Kontaktlinsen tragen und diese sofort entfernen. Die Augen sollten mindestens 15 Minuten lang mit fließendem Wasser gespült werden, wobei die Augenlider geöffnet bleiben sollten. Sie können kaltes Wasser verwenden. Salbe sollte nicht für die Augen verwendet werden.
Wenn die Chemikalie mit Kleidung in Berührung kommt, entfernen Sie sie so schnell wie möglich, um Ihre Hände und Ihren Körper zu schützen. Stellen Sie das Opfer unter eine Notdusche.
Wenn sich die Chemikalie auf der exponierten Haut des Opfers ansammelt, z. B. an den Händen, waschen Sie die mit fließendem Wasser und nicht scheuernder Seife kontaminierte Haut vorsichtig und vorsichtig. Sie können kaltes Wasser verwenden. Bei anhaltender Reizung einen Arzt aufsuchen. Kontaminierte Kleidung vor erneutem Tragen waschen.
Nach Einatmen sollte das Opfer in einem gut belüfteten Bereich ruhen. Bei schwerer Inhalation sollte das Opfer so bald wie möglich in einen sicheren Bereich evakuiert werden.
Lockern Sie enge Kleidungsstücke wie Hemdkragen, Gürtel oder Krawatte. Wenn das Opfer Schwierigkeiten beim Atmen hat, sollte Sauerstoff verabreicht werden. Wenn das Opfer nicht atmet, wird eine Mund-zu-Mund-Beatmung durchgeführt.
Berücksichtigen Sie immer, dass es gefährlich für die Person sein kann, die bei der Mund-zu-Mund-Beatmung hilft, wenn das eingeatmete Material giftig, ansteckend oder ätzend ist.
In jedem Fall sollte sofort ein Arzt aufgesucht werden (SIGMA-ALDRICH, 2010).
Verwendet
Lithiumoxid wird als Flussmittel in Keramikglasuren verwendet und bildet mit Kupfer und mit Kobalt Rosen ein Blau. Lithiumoxid reagiert mit Wasser und Dampf unter Bildung von Lithiumhydroxid und muss von diesen isoliert werden.
Lithiumoxid (Li 2 O) mit seinem hohen Tritiumpotential ist aufgrund seiner hohen Dichte an Lithiumatomen (im Vergleich zu anderen Lithiumkeramiken) ein attraktiver Kandidat für das feste Kulturmaterial eines DT-Fusionskraftwerks. oder metallisches Lithium) und seine relativ hohe Wärmeleitfähigkeit (LITHIUMOXID (Li2O), SF).
Li 2 O wird während des Betriebs von Schmelzdecken unter Neutronenbestrahlung hohen Temperaturen ausgesetzt. Unter diesen Umständen tritt eine große Anzahl von Bestrahlungsdefekten in Li 2 O auf, wie Helium-induziertes Quellen, relativ hohe Wärmeausdehnung, Kornwachstum, LiOH (T) -Bildung und Ausfällung bei niedrigen Temperaturen und Massentransport von LiOH (T) bei hohen Temperaturen.
Zusätzlich wird Li 2 O Spannungen ausgesetzt, die sich aus Unterschieden in der Wärmeausdehnung zwischen Li 2 O und Strukturmaterialien ergeben. Diese Eigenschaften von Li 2 O führen zu herausfordernden technischen Problemen sowohl beim Entwurf als auch bei der Herstellung von Decken.
Eine mögliche neue Verwendung ist der Ersatz von Kobalt und Lithiumoxid als Kathode in Lithium-Ionen-Batterien für die Stromversorgung elektronischer Geräte von Mobiltelefonen über Laptops bis hin zu batteriebetriebenen Autos (Reade International Corp, 2016). .
