Het lithiumoxide is een anorganische chemische verbinding met de formule Li 2 O die samen met kleine hoeveelheden lithiumperoxide wordt gevormd wanneer lithiummetaal in lucht verbrandt en wordt gecombineerd met zuurstof.
Tot de jaren negentig werd de markt voor metaal en lithium gedomineerd door de Amerikaanse productie uit minerale afzettingen, maar tegen het begin van de 21e eeuw was de meeste productie afkomstig van niet-Amerikaanse bronnen; Australië, Chili en Portugal waren de belangrijkste leveranciers ter wereld. Bolivia heeft de helft van de lithiumafzettingen in de wereld, maar het is geen grote producent.
Lithiumoxide structuur
De belangrijkste commerciële vorm is lithiumcarbonaat, Li 2 CO 3 , geproduceerd uit mineralen of pekel door verschillende processen.
Wanneer lithium in de lucht wordt verbrand, is het belangrijkste product het witte oxide van lithiumoxide, Li 2 O. Daarnaast wordt er wat lithiumperoxide, Li 2 O 2 , ook wit, geproduceerd.
Het kan ook worden gedaan door de thermische ontleding van lithiumhydroxide, LiOH of lithiumperoxide, Li2O2.
4Li (s) + O 2 (g) → 2Li 2 O (s)
2LiOH (s) + warmte → Li 2 O (s) + H 2 O (g)
2Li 2 O 2 (s) + warmte → 2Li 2 O (s) + O 2 (g)
Fysische en chemische eigenschappen
Lithiumoxide is een witte vaste stof die bekend staat als lithia en die geen aroma heeft en een zoute smaak heeft. Het uiterlijk is weergegeven in figuur 2 (National Center for Biotechnology Information, 2017).
Figuur 2: uiterlijk van lithiumoxide
Lithiumoxide zijn kristallen met een antiflorietgeometrie die lijkt op natriumchloride (kubisch vlak gecentreerd). De kristallijne structuur wordt weergegeven in figuur 3 (Mark Winter [The University of Sheffield and WebElements Ltd, 2016).
Figuur 3: kristallijne structuur van lithiumoxide.
Het molecuulgewicht is 29,88 g / mol, de dichtheid is 2,013 g / ml en het smelt- en kookpunt is respectievelijk 1438 ºC en 2066 ºC. De verbinding is zeer oplosbaar in water, alcohol, ether, pyridine en nitrobenzeen (Royal Society of Chemistry, 2015).
Lithiumoxide reageert gemakkelijk met waterdamp om hydroxide te vormen en met kooldioxide om carbonaat te vormen; daarom moet het worden opgeslagen en gehanteerd in een schone, droge atmosfeer.
Oxideverbindingen geleiden geen elektriciteit. Bepaalde gestructureerde oxiden van perovskiet zijn echter elektronische geleiders die toepassing vinden in de kathode van vaste-oxide brandstofcellen en zuurstofgenererende systemen.
Het zijn verbindingen die ten minste één zuurstofanion en één metaalkation (American Elements, SF) bevatten.
Reactiviteit en gevaren
Lithiumoxide is een stabiele verbinding die niet compatibel is met sterke zuren, water en kooldioxide. Voor zover wij weten, zijn de chemische, fysische en toxicologische eigenschappen van lithiumoxide niet grondig onderzocht en gerapporteerd.
De toxiciteit van lithiumverbindingen is een functie van hun oplosbaarheid in water. Het lithiumion is giftig voor het centrale zenuwstelsel. De verbinding is zeer corrosief en irriterend als het in contact komt met de ogen, de huid, bij inademing of inslikken (ESPI METALS, 1993).
Controleer bij contact met de ogen of u contactlenzen draagt en verwijder deze onmiddellijk. Ogen moeten gedurende ten minste 15 minuten met stromend water worden gespoeld, waarbij de oogleden open blijven. Koud water kan worden gebruikt. Oogzalf mag niet worden gebruikt.
Als de chemische stof in contact komt met kleding, moet u deze zo snel mogelijk verwijderen en daarbij uw eigen handen en lichaam beschermen. Plaats het slachtoffer onder een veiligheidsdouche.
Als de chemische stof zich ophoopt op de blootgestelde huid van het slachtoffer, zoals de handen, wordt de besmette huid voorzichtig en voorzichtig gewassen met stromend water en niet-schurende zeep. Koud water kan worden gebruikt. Roep medische hulp in als de irritatie aanhoudt. Was de besmette kleding voordat u deze opnieuw gebruikt.
In geval van inademing, moet het slachtoffer rusten in een goed geventileerde ruimte. Als de inademing ernstig is, moet het slachtoffer zo snel mogelijk naar een veilige omgeving worden geëvacueerd.
Maak strak zittende kleding los, zoals een kraag, riem of stropdas. Als het slachtoffer moeilijk kan ademen, moet zuurstof worden toegediend. Als het slachtoffer niet ademt, wordt mond-op-mondbeademing uitgevoerd.
Houd er altijd rekening mee dat het gevaarlijk kan zijn voor de persoon die hulp verleent om mond-op-mondbeademing te geven als het ingeademde materiaal giftig, besmettelijk of bijtend is.
In alle gevallen moet onmiddellijk medische hulp worden ingeroepen (SIGMA-ALDRICH, 2010).
Toepassingen
Lithiumoxide wordt gebruikt als vloeimiddel in keramische glazuren en creëert blauw met koper en roze met kobalt. Lithiumoxide reageert met water en damp om lithiumhydroxide te vormen en moet daaruit worden geïsoleerd.
Lithiumoxide (Li 2 O) met zijn hoge tritiumpotentiaal is een aantrekkelijke kandidaat voor het vaste kweekmateriaal van een DT-fusiecentrale, vanwege de hoge dichtheid van lithiumatomen (in vergelijking met andere lithiumkeramiek of metallisch lithium) en zijn relatief hoge thermische geleidbaarheid (LITHIUM OXIDE (Li2O), SF).
Li 2 O zal worden blootgesteld aan hoge temperaturen onder neutronenbestraling tijdens de werking van de smeltdeken. Onder deze omstandigheden zal een groot aantal stralingsdefecten optreden in Li 2 O, zoals door helium geïnduceerde zwelling, relatief hoge thermische uitzetting, korrelgroei, LiOH (T) -vorming en neerslag bij lage temperatuur en massatransport van LiOH (T) bij hoge temperaturen.
Bovendien zal Li 2 O worden blootgesteld aan spanningen die het gevolg zijn van verschillen in thermische uitzetting tussen Li 2 O en constructiematerialen. Deze kenmerken van Li 2 O leiden tot uitdagende technische problemen bij zowel de fabricage als het ontwerp van dekens.
Een mogelijk nieuw gebruik is als vervanging voor lithiumkobaltoxide als de kathode in lithiumionbatterijen die worden gebruikt om elektronische apparaten van mobiele telefoons tot laptops en auto's op batterijen van stroom te voorzien (Reade International Corp, 2016) .
Referenties
- Mark Winter [The University of Sheffield and WebElements Ltd. (2016). webelementen. Ontleend aan lithium: dilithiumoxide webelements.com.
- Amerikaanse elementen. (SF). Lithiumoxide. Genomen uit americanelements americanelements.com.
- ESPI METALEN. (1993, juni). Lithiumoxide. Genomen van espimetals espimetals.com.
- LITHIUMOXIDE (Li2O). (SF). Genomen uit ferp.ucsd.edu ferp.ucsd.edu.
- Nationaal centrum voor informatie over biotechnologie. (2017, 24 juni). PubChem samengestelde database; CID = 166630. Ontleend aan PubChem pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
- Reade International Corp. (2016). Lithiumoxidepoeder (Li2O). Genomen van reade reade.com
- Royal Society of Chemistry. (2015). Lithiumoxide Ontleend aan chemspiderchemspider.com.
- SIGMA-ALDRICH. (2010). Veiligheidsinformatieblad Lithiumoxide. Genomen van chemblink chemblink.com.