Литиев хидроксид. Примери за химични реакции, както и физичните свойства на алкалите и неговите характеристики
Какво е литиев хидроксид? Това съединение е едно от най-важните топлоустойчиви съединения, използвани при производството на различни литиеви соли. Ионите на този елемент имат редица характерни черти, които са намерили широко приложение в химическото производство.
Особености на структурата на литиевия атом
Литий (Li) е елемент от група I на основната подгрупа на втория период и принадлежи към групата алкални метали. Той често се нарича преход към алкалоземни елементи, тъй като има малко по-ниска активност от следните членове на тази група, например натрий (Na) или калий (К).
Литиевият атом има най-малък радиус сред всички алкални метали, което причинява неговата химична активност. Особена роля играе стабилната 1s 2 електронна обвивка от типа хелий, която предхожда 2s 1 валентния електрон, което създава висока поляризуемост на частицата.
Това свойство на литий характеризира появата на електромагнитни или диполни полета около атома, което ви позволява да създавате силни комплексни йони като [Li (NH3) n ] + . Трябва да се отбележи, че с такива свойства самият атом не е подложен на поляризация, което обяснява термичната нестабилност на някои от неговите соли, особено при сложните аниони.
Всички тези факти обясняват някои особености на физичните и химичните свойства на литиев хидроксид (LiOH).
Физични свойства
Чистият LiOH е много разяждащо вещество, което може да разруши стъкло и порцелан, така че се съхранява във восъчни съдове. В стопеното състояние може да се получи само в никелови или сребърни съдове, тъй като окислява повечето метали и сплави. Златото е едно от малкото вещества, устойчиви на въздействието на такова съединение.
Самата основа, в сравнение с оксида Li2O, е химически нестабилна и по-близо до 1000 ° С в атмосфера на водород, Н2 се разлага на съставките си (Пример 1).
Литиев оксид и литиев хидроксид в химически чисто състояние са твърди вещества, относително разтворими във вода, но по-малко (почти 5 пъти) от подобни съединения на следните членове на групата. Най-високата точка на разтваряне при описаната база е при 100 ° С - 17.5 g / 100 g разтворител, докато например натриев хидроксид (NaOH) е 337 g / 100 g и продължава да нараства с повишаване на температурата. В същото време разтворимостта на литиев хидроксид е почти 100 пъти по-голяма от разтворимостта на гасената вар (Ca (OH) 2 ), при която тази способност намалява с повишаване на температурата.
Интересно е, че е експериментално възможно да се получи газообразен LiOH в присъствието на водна пара. Получава се чрез нагряване на лиоксида до 2000 ° С, когато след етапа от 1000 ° С, налягането на парите на това съединение се увеличава поради образуването на стабилна родителска основа (пример 2).
Химични свойства
Литиевият хидроксид не се счита за киселина, тъй като не е амфотен елемент и не показва способността да се разлага според типа МеОН - MeO - + H + (където, Ме е всеки метал от група I или II на основната подгрупа), както и другите представители на алкалните метали. За такива съединения се казва, че са много силни бази, тъй като тяхната дисоциационна константа съгласно принципа на МеОН-Ме + ОН е много висока (Kb , LiOH = 6.75 · 10 -1 ).
Тъй като такова съединение проявява силни основни свойства, то може да влезе реакции на неутрализация с киселини киселинни оксиди и размяна с различни соли (пример 3).
Типична реакция е взаимодействието на студени и горещи концентрирани разтвори на литиев хидроксид с хлорен газ за образуване на хипохлорити и литиев хлорат (пример 4).
Характеристика на тази основа е взаимодействието с горещ разтвор на водороден пероксид Н 2 О 2 с образуването на кристален хидрат на литиев пероксид Li 2 O 2 в етанол, разделен във вакуум (Пример 5).
приемане
LiOH се получава по различни начини, едно от които е директното взаимодействие на метал или негов оксид с вода съгласно схемата литиев → литиев оксид → литиев хидроксид.
Използва се също хидролиза на сулфид, нитрид, фосфиди и други съединения (пример 3).
Реакциите обменни разтвори на литиеви соли са възможни с почти всяка причина, например калиев хидроксид (KOH), калций (Ca (OH) 2 ) и барий (Ba (OH) 2 ), и с последния реагент химическото взаимодействие преминава почти напълно с Li сулфат. В първия и втория случай реакцията ще бъде оправдана поради лошата разтворимост на получените соли в разтвор на LiOH (пример 4), а в третия - към това ще се добави водонеразтворим BaSO 4 (пример 4). Следва да се отбележи, че последният вариант не се използва в производството по икономически причини.
Друг забележителен метод за получаване на това съединение е електролизата на разтвор на литиев хлорид LiCl на живачен катод. Това произвежда амалгама HgLi, интересна, защото нейната точка на топене е много по-висока (609 ° C) от която и да е от неговите компоненти. В процеса на разлагане с вода на полученото съединение се получава необходимата база (Пример 5).
От особено индустриално значение е реакцията на разлагане на литиев карбонат с гасена вар, по време на която химическо равновесие изкуствено изместен към дясната страна за по-висок добив на основния продукт (пример 6).
приложение
Литиевият хидроксид се използва при приготвянето на стеарати от този метал за производството на водонепроницаеми замръзващи и топлоустойчиви смазки. Използва се и като катализатор при производството на полимерни материали и като компонент на електролита в различни батерии.
В пожарната и военната практика литиевият хидроксид се използва като абсорбер на въглероден двуокис (СО 2 ) в газовите маски.