Litium

Yksinkertaisena aineena litium on erittäin kevyt (sillä on pienin tiheys kaikista metalleista ), pehmeä alkalimetalli , jonka väri on hopeanvalkoinen.

Nimen historia ja alkuperä

Ruotsalainen kemisti ja mineralogi Johann Arfvedson löysi litiumin vuonna 1817 ensin mineraalipetaliitista Li[AlSi 4 O 10 ] ja sen jälkeen lialista LiAl [Si 2 O 6 ] ja lepidoliitista K 2 Li 3 Al 5 [ . Si6020 ] (F, OH ) 4 . Litiummetallin hankki ensimmäisenä Humphrey Davy vuonna 1818 .

Litium sai nimensä, koska sitä löydettiin "kivistä" ( muinainen kreikka λίθος - kivi). Alun perin "litioniksi kutsuttu", nykyajan nimen ehdotti Berzelius .

Fysikaaliset ominaisuudet

Litium on hopeanvalkoinen metalli , pehmeä ja sitkeä, kovempi kuin natrium mutta pehmeämpi kuin lyijy . Sitä voidaan käsitellä puristamalla ja rullaamalla.

Metallisella litiumilla on huoneenlämmössä kuutiomainen kappalekeskeinen hila ( koordinaationumero 8), avaruusryhmä I m3m, kennoparametrit a = 0,35021 nm, Z = 2. Alle 78 K:n lämpötilassa stabiili kidemuoto on kuusikulmainen tiiviisti pakattu rakenne , jossa jokaisella litiumatomilla on 12 lähintä naapuria kuutioktaedrin huipuissa . Kidehila kuuluu avaruusryhmään P 6 3 /mmc, parametrit a = 0,3111 nm, c = 0,5093 nm, Z = 2.

Kaikista alkalimetalleista litiumilla on korkein sulamis- ja kiehumispiste (180,54 ja 1340 °C), sen tiheys huoneenlämpötilassa on kaikista metalleista pienin (0,533 g / cm³, lähes puolet veden tiheydestä ) . Pienen tiheytensä ansiosta litium kelluu paitsi vedessä myös esimerkiksi kerosiinissa [6] .

Litiumatomin pieni koko johtaa metallin erityisominaisuuksien ilmenemiseen. Esimerkiksi se sekoittuu natriumin kanssa vain alle 380 °C:n lämpötiloissa eikä sekoitu sulan kaliumin , rubidiumin ja cesiumin kanssa, kun taas muut alkalimetalliparit sekoittuvat keskenään missä tahansa suhteessa.

Kemialliset ominaisuudet

Litium on alkalimetalli , mutta suhteellisen vakaa ilmassa . Litium on vähiten reaktiivinen alkalimetalli, ei käytännössä reagoi kuivan ilman (ja edes kuivan hapen ) kanssa huoneenlämpötilassa . Tästä syystä litium on ainoa alkalimetalli, jota ei varastoidu kerosiiniin (lisäksi litiumin tiheys on niin alhainen, että se kelluu siinä); sitä voidaan säilyttää ilmassa lyhyen aikaa.

Kosteassa ilmassa se reagoi hitaasti typen ja muiden ilmassa olevien kaasujen kanssa muuttuen Li 3 N -nitridiksi , LiOH-hydroksidiksi ja Li 2 CO 3 -karbonaatiksi .

{\ce {6Li + N2 -> 2Li3N}}

{\ce {2Li + 2H2O -> 2LiOH + H2}}

Siksi litiumia varastoidaan pitkään petrolieetterissä , parafiinissa , bensiinissä ja/tai mineraaliöljyssä hermeettisesti suljetuissa tinalaatikoissa.

Kuumennettaessa hapessa se palaa ja muuttuu Li 2 O -oksidiksi .

{\ce {4Li + O2 -> 2Li2O}}

Litiumin mielenkiintoinen piirre on, että lämpötila-alueella 100 °C - 300 °C se peittyy tiheällä oksidikalvolla eikä hapetu enempää. Toisin kuin muut alkalimetallit, jotka tuottavat stabiileja superoksideja ja otsonideja ; litium-superoksidi ja otsonidi ovat epästabiileja yhdisteitä [7] .

Vuonna 1818 saksalainen kemisti Leopold Gmelin havaitsi, että litium ja sen suolat värjäävät liekin karmiininpunaiseksi , mikä on laadullinen merkki litiumin määrittämisessä. Itsesyttymislämpötila on noin 300 °C. Palamistuotteet ärsyttävät nenänielun limakalvoa.

Rauhallisesti, ilman räjähdystä ja syttymistä, reagoi veden kanssa muodostaen LiOH :ta ja H 2 .

{\ce {2Li + 2H2O -> 2LiOH + H2}}

Se reagoi myös absoluuttisen etyylialkoholin kanssa (muodostaen etylaattia ):

{\ce {2Li + 2C2H5OH -> 2C2H5OLi + H2}}

Litiumetylaatti hajoaa täysin veden vaikutuksesta, jolloin muodostuu litiumhydroksidia ja etyylialkoholia, natriumetoksidi hydrolysoituu samalla tavalla .

Reagoi vedyn kanssa (500–700 °C:ssa) muodostaen litiumhydridiä :

{\ce {2Li + H2 -> 2LiH}}

Reagoi ammoniakin kanssa kuumentaessaan muodostaen ensin litiumamidia (220°C) ja sitten litium-imidia (400°C):

{\ce {2Li + 2NH3 -> 2LiNH2 + H2}}

{\ce {2Li + NH3 -> Li2NH + H2}}

Reagoiessaan halogeenien kanssa ( jodin kanssa - vain kuumennettaessa, yli 200 °C) muodostaa vastaavia halogenideja :

{\ce {2Li + F2 -> 2LiF}}

{\ce {2Li + Cl2 -> 2LiCl))

{\ce {2Li + Br2 -> 2LiBr}}

{\ce {2Li + I2 -> 2LiI}}

130 °C:ssa se reagoi rikin kanssa muodostaen sulfidia :

{\ce {2Li + S -> Li2S}}

Tyhjössä yli 200 °C:n lämpötiloissa se reagoi hiilen kanssa ( muodostuu asetylenidia ):

{\ce {2Li + 2C -> Li2C2}}

600–700 °C:ssa litium reagoi piin kanssa muodostaen silisidin:

{\ce {4Li + Si -> Li4Si}}

Liukenee kemiallisesti nestemäiseen ammoniakkiin (−40 °C), muodostuu sininen liuos.

Vesiliuoksessa litiumionilla on alhaisin standardielektrodipotentiaali ( -3,045 V) litiumionin pienestä koosta ja korkeasta hydrataatioasteesta johtuen.

Litiummetalli aiheuttaa palovammoja joutuessaan kosketuksiin märän ihon, limakalvojen ja silmien kanssa .

Luonnossa oleminen

Litiumin geokemia

Geokemiallisten ominaisuuksiensa mukaan litium kuuluu suuri-ionisiin litofiileihin, mukaan lukien kalium , rubidium ja cesium . Mannerkuoren yläosan litiumia on 21 g / t , merivedessä 0,17 mg/l [ 8] .

Tärkeimmät litiummineraalit ovat lepidoliittikiille - KLi 1,5 Al 1,5 [ Si 3 AlO 10 ] (F, OH) 2 ja spodumeenipyrokseeni - LiAl [Si 2 O 6 ]. Kun litium ei muodosta itsenäisiä mineraaleja, se korvaa isomorfisesti kaliumin laajalle levinneissä kiviä muodostavissa mineraaleissa.

Litiumesiintymät rajoittuvat harvinaisen metallin graniitin intruusioihin, joiden yhteydessä muodostuu litiumia sisältäviä pegmatiitteja tai hydrotermisiä kompleksiesiintymiä , jotka sisältävät myös tinaa , volframia , vismuttia ja muita metalleja. On syytä huomata erityiset ongoniitti -graniittikivet, joissa on magmaattista topaasia , korkea fluori- ja vesipitoisuus sekä poikkeuksellisen korkeat pitoisuudet erilaisia harvinaisia alkuaineita, mukaan lukien litium.

Toinen litiumesiintymien tyyppi on joidenkin erittäin suolaisten järvien ja vanhojen järvien suolavedet, joista on tullut suolamaita .

Litiumin isotoopit

Luonnollinen litium koostuu kahdesta stabiilista isotoopista: 6 Li (7,5 %) ja 7 Li (92,5 %); joissakin litiumnäytteissä isotooppisuhde voi häiriintyä vakavasti luonnollisen tai keinotekoisen isotoopin fraktioinnin vuoksi. Tämä tulee pitää mielessä tarkoissa kemiallisissa kokeissa, joissa käytetään litiumia tai sen yhdisteitä. Litiumissa on 7 keinotekoista radioaktiivista isotooppia ( 4 Li - 12 Li) ja kaksi ydinisomeeriä ( 10m1 Li ja 10m2 Li). Näistä vakaimman, 8 Li: n puoliintumisaika on 0,8403 s. Eksoottinen 3Li-isotooppi (triprotoni ) ei näytä olevan olemassa sidottuna järjestelmänä.

7 Li on yksi harvoista isotoopeista, joita syntyi primaarisen nukleosynteesin aikana (eli 1 sekunnin ja 3 minuutin välisenä aikana alkuräjähdyksen jälkeen [9] ) määränä enintään 10-9 kaikista alkuaineista [10] [11] . Tietty määrä 6 Li- isotooppia , ainakin kymmenentuhatta kertaa vähemmän kuin 7 Li, muodostui myös primaarisessa nukleosynteesissä [9] .

Tähtien nukleosynteesissä muodostui noin kymmenen kertaa enemmän kuin 7 Li. Litium on ppII-reaktion välituote , mutta korkeissa lämpötiloissa se muuttuu aktiivisesti kahdeksi helium-4-ytimeksi [12] [13] ( 8 Be:n kautta).

Avaruudessa

Poikkeuksellisen korkea litiumpitoisuus havaitaan tähtimuodostelmissa, jotka koostuvat punaisesta jättiläisestä (tai superjättiläisestä), jonka sisällä on neutronitähti - Landau-Thorn-Zhitkov-objektit [14] .

On myös suuri määrä jättiläisiä tähtiä, joissa on epätavallisen korkea litiumpitoisuus, mikä selittyy litiumin pääsyllä tähtien ilmakehään, kun ne absorboivat jättimäisiä eksoplaneettoja [ 15] [16] .

Haetaan

Raakamateriaalit

Litiumin alkuraaka-aineet ovat kaksi lähdettä: mineraaliraaka-aineet (esimerkiksi spodumeeni ) ja suolajärvistä peräisin olevat suolaliuokset , joissa on runsaasti litiumsuoloja. Molemmissa tapauksissa työn tulos on litiumkarbonaatti Li 2 CO 3 .

Spodumeeni ( litium- alumiinisilikaatti ) voidaan kierrättää useilla tavoilla [17] . Esimerkiksi sintraamalla kaliumsulfaatilla saadaan liukoista litiumsulfaattia , joka saostetaan soodaliuoksesta :

{\ce {Li2SO4 + Na2CO3 -> Li2CO3 v + Na2SO4))

Suolaliuokset esihaihdutetaan. Suolaliuokset sisältävät litiumkloridia LiCl. Se sisältää kuitenkin myös suuria määriä muita klorideja. Litiumin pitoisuuden lisäämiseksi haihdutetusta liuoksesta saostetaan esimerkiksi litiumkarbonaattia Li 2CO 3 kaavion mukaisesti.

{\ce {2LiCl + Na2CO3 -> Li2CO3 v + 2NaCl))

Metallin vastaanotto

Litiummetallia saadaan useimmiten sulaiden suolojen elektrolyysillä tai pelkistämällä oksidista [18] .

Elektrolyysi

Elektrolyysissä käytetään litiumkloridia . Se saadaan karbonaatista kaavion mukaisesti:

{\ce {Li2CO3 + 2HCl -> 2LiCl + H2O + CO2 ^}}

Koska litiumkloridin sulamispiste on lähellä litiumin kiehumispistettä, käytetään eutektista seosta kalium- tai bariumkloridin kanssa , mikä alentaa sulamislämpötilaa ja poistaa tarpeen vangita metallihöyryjä. Sulan elektrolyysi suoritetaan 400-460 °C:ssa. Elektrolyysikylpyjen rautakotelot on vuorattu sulaa elektrolyyttiä kestävillä materiaaleilla. Grafiittisauvat toimivat anodina ja rautatangot katodina. Sähkönkulutus jopa 14 kWh 1 kg litiumia kohden. Kloorikaasua tuotetaan toisessa elektrodissa.

Elpyminen

Koska litium on aktiivinen metalli, sen pelkistäminen oksideista tai halogenideista on mahdollista vain poistamalla litium välittömästi reaktiovyöhykkeestä. Muuten reaktion tasapainoa on mahdotonta siirtää oikeaan suuntaan. Litium poistetaan reaktiovyöhykkeestä ylläpitämällä lämpötiloja, joissa litium höyrystyy ja poistuu reaktiovyöhykkeestä höyrynä. Muiden reagenssien on jäätävä sulatteeseen. Restaurointiin käytetään silikonia tai alumiinia , esim.

{\ce {2Li2O + Si -> 4Li^ + SiO2))

Jalostus

Tuloksena oleva litium puhdistetaan tyhjötislauksella , haihduttamalla peräkkäin erilaisia metalleja lejeeringistä tietyissä lämpötiloissa.

Talletukset

Nykyään metallin louhinnan pääkeskus on Etelä-Amerikan " litiumkolmio ", joka kattaa Chilen , Bolivian ja Argentiinan alueet . Tässä on 70 % kaikista maailman litiumvarannoista. 2/3 niistä on Boliviassa. Kaikki kolmion litiumin vienti tapahtuu Chilen SQM-rikastuslaitosten ja Chilen Antofagastan sataman kautta. Yhdysvaltain geologisen tutkimuskeskuksen (USGS) mukaan vuonna 2021 tunnistetut litiumvarat maailmanlaajuisesti ovat lisääntyneet merkittävästi ja ovat noin 86 miljoonaa tonnia. Bolivialla on maailman suurimmat varannot 21 miljoonalla tonnilla, jota seuraavat Argentiina (19,3 miljoonaa tonnia), Chile (9,6 miljoonaa tonnia), Australia (6,4 miljoonaa tonnia), Kiina (5,1 miljoonaa tonnia) ja Kongon demokraattinen tasavalta ( 3 miljoonaa tonnia), Kanada (2,9 miljoonaa tonnia) ja Saksa (2,7 miljoonaa tonnia). [19]

Litiumesiintymiä tunnetaan Chilessä , Boliviassa ( Uyuni Salt Flats - maailman suurin [20] ), Yhdysvalloissa , Argentiinassa , Kongossa , Kiinassa ( Chabier-Tsaka järvi ), Brasiliassa , Serbiassa , Australiassa [21] [22] , Afganistanissa .

Venäjällä yli 50 % varoista on keskittynyt Murmanskin alueen harvinaisiin metalliesiintymiin . Dagestanissa on myös litiumesiintymiä , joista suurimmat ovat Yuzhno-Sukhokumskoye, Tarumovskoye ja Berikeiskoe. Yuzhno-Sukhokumskoje-esiintymässä litiumyhdisteiden ennustettu tuotantomäärä on arviolta 5-6 tuhatta tonnia vuodessa. On tarkoitus harkita mahdollisuutta luoda litiumkarbonaatin tuotanto. Dagestanin litiumesiintymät ovat ainoat maan eteläosassa - lähimmät sijaitsevat Itä-Siperiassa ja Jakutiassa [23] .

Kaivostoiminta ja tuotanto

Globaalit litiummarkkinat koostuvat pääasiassa yhdysvaltalaisista, aasialaisista ja australialaisista valmistajista. Suurimmat litiumyhdisteiden tuottajat ovat Albemarle ( Virginia , USA ), Sociedad Quimica y Minera de Chile ( Chile ), Sichuan Tianqi Lithium , Jiangxi Ganfeng Lithium ( Kiina ) ja Livent ( Pennsylvania , USA). Kansainvälisillä litiummarkkinoilla on kilpailua laadun, valikoiman, toimitusvarmuuden ja ostajalle tarjottavien lisäpalvelujen (esimerkiksi käytettyjen paristojen hävittämisen) suhteen [24] .

Vuonna 2015 maailmassa louhittiin metallina mitattuna 32,5 tuhatta tonnia litiumia ja sen yhdisteitä [25] . Suurimmat tuottajamaat ovat Australia , Chile ja Argentiina. Venäjällä sen oma litiumtuotanto menetettiin täysin Neuvostoliiton romahtamisen jälkeen, mutta vuonna 2017 Venäjä käynnisti kokeellisen laitoksen, jonka avulla litiumia voidaan erottaa matalalaatuisista malmeista alhaisin kustannuksin [26] .

Suurin osa siitä uutetaan luonnollisista vesilinsseistä suolajärven paksuudessa, joissa kyllästetyissä suolaliuoksissa on väkevöity litiumkloridia. Liuos pumpataan pois ja haihdutetaan auringossa, saatu suolaseos käsitellään. Liuoksen litiumpitoisuus vaihtelee välillä 0,01 % - 1 %. Myös merkittävä osa tuotannosta kohdistuu mineraaleihin, esimerkiksi spodumeeniin .

Vuonna 2019 hinta oli 6750 USD/t, vuonna 2019 louhittiin 315 tuhatta tonnia litiumia [27] .

Sovellus

Lämpösähköiset materiaalit

Litiumsulfidin ja kuparisulfidin seos on tehokas puolijohde lämpösähköisissä muuntimissa ( EMF on noin 530 μV/K ).

Kemialliset virtalähteet

Anodit valmistetaan litiumista kemiallisia virtalähteitä varten ( akut , esimerkiksi litium- klooriakut ) ja galvaaniset kennot , joissa on kiinteä elektrolyytti (esim. litium-kromi-hopea , litium -vismutti , litium - kuparioksidi , litium-mangaanidioksidi , litium - jodilyijy , litium -jodi , litiumtionyylikloridi , litiumvanadiinioksidi , litiumfluorokupari , litiumrikkidioksidikennot ) toimivat vedettömien nestemäisten ja kiinteiden elektrolyyttien ( tetrahydrofuraani , propyleenitriformikarbonaatti ,, ) pohjalta .

Litiumkoboltaatti ja litiummolybdaatti osoittivat parhaita suorituskykyominaisuuksia ja energiaintensiteettiä litiumakkujen positiivisena elektrodina .

Litiumhydroksidia käytetään yhtenä komponenttina alkalipariston elektrolyytin valmistuksessa . Litiumhydroksidin lisääminen vetorauta -nikkeli- , nikkeli-kadmium- , nikkeli-sinkki- akkujen elektrolyyttiin lisää niiden käyttöikää 3 kertaa ja kapasiteettia 21 % (litiumnikkelaattien muodostumisen vuoksi).

Litiumaluminaatti on tehokkain kiinteä elektrolyytti ( cesium -beeta-alumiinioksidin ohella).

Lasermateriaalit

Litiumfluoridin yksittäiskiteitä käytetään erittäin tehokkaiden ( 80 % hyötysuhde) vapaisiin värikeskuksiin perustuvien lasereiden valmistukseen sekä laajan spektrikaistanleveyden optiikan valmistukseen.

Hapettavat aineet

Litiumperkloraattia käytetään hapettavana aineena.

Defektoskopia

Litiumsulfaattia käytetään vikojen havaitsemiseen.

Pyrotekniikka

Litiumnitraattia käytetään pyrotekniikassa tulipalojen punaiseksi värjäämiseen.

Seokset

Litiumin seokset hopean ja kullan kanssa sekä kupari ovat erittäin tehokkaita juotoksia . Litiumin seokset magnesiumin , skandiumin , kuparin , kadmiumin ja alumiinin kanssa ovat uusia lupaavia materiaaleja ilmailussa ja astronautiikassa (keveyden vuoksi). Litiumaluminaatin ja -silikaatin pohjalta on luotu keramiikkaa, joka kovettuu huoneenlämmössä ja jota käytetään sotilastekniikassa, metallurgiassa ja tulevaisuudessa lämpöydinenergiassa. Litium-alumiini-silikaattipohjaisella lasilla , joka on vahvistettu piikarbidikuiduilla , on valtava lujuus . Litium vahvistaa erittäin tehokkaasti lyijyseoksia ja antaa niille sitkeyttä ja korroosionkestävyyttä.

Elektroniikka

Litium-cesiumtriboraattia käytetään optisena materiaalina radioelektroniikassa. Kiteinen litiumniobaatti LiNbO 3 ja litiumtantalaatti LiTaO 3 ovat epälineaarisia optisia materiaaleja, ja niitä käytetään laajalti epälineaarisessa optiikassa , akusto-optiikassa ja optoelektroniikassa . Litiumia käytetään myös kaasupurkausmetallihalogenidivalaisimien täyttämiseen . Litiumhydroksidia lisätään alkaliparistojen elektrolyyttiin niiden käyttöiän pidentämiseksi.

Metallurgia

Rautametallien ja ei-rautametallien metallurgiassa litiumia käytetään hapettumisen poistamiseen ja metalliseosten sitkeyden ja lujuuden lisäämiseen. Litiumia käytetään joskus harvinaisten metallien pelkistämiseen metallotermisillä menetelmillä.

alumiinimetallurgia

Litiumkarbonaatti on alumiinin sulatuksen tärkein (elektrolyyttiin lisättävä) apuaine , jonka kulutus kasvaa joka vuosi suhteessa maailman alumiinituotannon määrään ( litiumkarbonaatin kulutus on 2,5-3,5 kg / tonni sulatettua alumiinia ).

Litiumin lisääminen seostusjärjestelmään mahdollistaa uusien korkean ominaislujuuden omaavien alumiiniseosten valmistamisen .

Litiumin lisääminen vähentää lejeeringin tiheyttä ja lisää kimmokerrointa . Jopa 1,8 %:n litiumpitoisuudella lejeeringillä on alhainen jännityskorroosionkestävyys, ja 1,9 %:n lejeeringillä ei ole alttiita jännityskorroosiohalkeilulle. Litiumpitoisuuden nousu 2,3 %:iin lisää löysyyden ja halkeamien muodostumisen todennäköisyyttä. Tällöin mekaaniset ominaisuudet muuttuvat: vetolujuus ja myötölujuus kasvavat ja plastiset ominaisuudet heikkenevät.

Tunnetuimmat seostusjärjestelmät ovat Al-Mg-Li (esimerkki on metalliseos 1420, käytetään lentokoneiden rakenteiden valmistukseen) ja Al-Cu-Li (esimerkki on seos 1460, jota käytetään nestemäisten kaasujen säiliöiden valmistukseen ).

Ydinvoima

6 Li- ja 7 Li- isotoopeilla on erilaiset ydinominaisuudet (termisen neutronien absorption poikkileikkaus, reaktiotuotteet) ja niiden laajuus on erilainen. Litiumhafniaatti on osa erityistä emalia, joka on suunniteltu korkea-aktiivisen plutoniumia sisältävän ydinjätteen hävittämiseen .

Litium-6

Sitä käytetään lämpöydinvoimatekniikassa.

Kun nuklidi 6 Li säteilytetään lämpöneutroneilla, saadaan radioaktiivista tritium 3 H:ta:

{}_{{3}}^{{6}}{\textrm {Li}}+{}_{{0}}^{{1}}{\textrm {n}}\rightarrow {}_{{ 1}}^{{3}}{\textrm {H}}+{}_{{2}}^{{4}}{\textrm {He}}

Tämän ansiosta litium-6:ta voidaan käyttää korvaajana radioaktiiviselle, epävakaalle ja hankalalle käsitellä tritiumia sekä sotilaallisissa ( lämpöydinaseet ) että siviilikäytössä ( hallittu lämpöydinfuusio ). Lämpöydinaseissa käytetään yleensä litium-6-deuteridia ( 6 Li 2 H) .

On myös lupaavaa käyttää litium-6:ta helium-3 :n tuottamiseen (tritiumin kautta) jatkokäyttöön deuterium-helium lämpöydinreaktoreissa.

Litium-7

Sitä käytetään ydinreaktoreissa [29] . Nestemäinen litium-7 (usein natriumin tai cesiumin seoksena ) toimii tehokkaana jäähdytysaineena erittäin korkean ominaislämpönsä ja alhaisen termisen neutronien sieppauspoikkileikkauksensa ansiosta . Litium-7-fluoridia berylliumfluoridin seoksessa (66 % LiF + 34 % BeF 2 ) kutsutaan "flybeksi" (FLiBe) ja sitä käytetään erittäin tehokkaana jäähdytysaineena ja liuottimena uraani- ja toriumfluorideille korkean lämpötilan nestemäisessä suolassa . reaktoreihin sekä tritiumin tuotantoon .

Litium-7-isotoopilla rikastettuja litiumyhdisteitä käytetään PWR-reaktoreissa veden kemiallisen järjestelmän ylläpitämiseksi sekä ensisijaisessa demineralisaattorissa. USA:n vuositarve on arviolta 200-300 kg , tuotantoa on vain Venäjällä ja Kiinassa [30] .

Kuivauskaasut

Erittäin hygroskooppista LiBr - bromidia ja litiumkloridia LiCl käytetään ilman ja muiden kaasujen kuivaamiseen.

Lääketiede

Litiumsuoloilla (pääasiassa litiumkarbonaatilla) on normotymiset ja muita lääkinnällisiä ominaisuuksia. Siksi he löytävät sovellusta psykiatriassa .

Voiteluaineet

Litiumstearaattia (" litium-saippuaa ") käytetään sakeuttamisaineena tahnamaisten korkean lämpötilan voiteluaineiden valmistukseen koneita ja mekanismeja varten. Katso esimerkiksi: Litol , CIATIM-201 .

Hapen regenerointi itsenäisissä ajoneuvoissa

Litiumhydroksidia LiOH, peroksidia Li 2 O 2 käytetään ilman puhdistamiseen hiilidioksidista ; kun taas jälkimmäinen yhdiste reagoi hapen vapautumisen kanssa (esimerkiksi 2Li 2 O 2 + 2CO 2 → 2Li 2 CO 3 + O 2 ), minkä vuoksi sitä käytetään eristyskaasunaamareissa , sukellusveneiden ilmanpuhdistuspatruunoissa , miehitetyissä avaruusaluksissa jne. d.

Silikaattiteollisuus

Litiumia ja sen yhdisteitä käytetään laajasti silikaattiteollisuudessa erikoislasien valmistukseen ja posliinituotteiden pinnoittamiseen.

Muut sovellukset

Litiumyhdisteitä käytetään tekstiiliteollisuudessa (kankaiden valkaisu), elintarvikkeissa (säilöntä) ja lääkkeissä ( kosmetiikka ).

On erittäin lupaavaa käyttää litiumia batyscafe- kelluketäyteaineena : tämän metallin tiheys on lähes puolet veden tiheydestä (534 kg / m³), mikä tarkoittaa, että litiumia yksi kuutiometri voi kellua lähes 170 kg enemmän kuin yksi. kuutiometriä bensiiniä . Litium on kuitenkin alkalimetalli , joka reagoi aktiivisesti veden kanssa, joten nämä aineet pitäisi jotenkin luotettavasti erottaa, eivätkä ne saa joutua kosketuksiin [31] .

Litium-cesiumtriboraattia käytetään optisena materiaalina radioelektroniikassa. Kiteinen litiumniobaatti LiNbO 3 ja litiumtantalaatti LiTaO 3 ovat epälineaarisia optisia materiaaleja, ja niitä käytetään laajalti epälineaarisessa optiikassa , akusto-optiikassa ja optoelektroniikassa . Litiumia käytetään myös kaasupurkausmetallihalogenidilamppujen täytössä. Litiumhydroksidia lisätään alkaliparistojen elektrolyyttiin niiden käyttöiän pidentämiseksi.

Litiummetallia käytetään polttoaineena American Mark 50 - pienen syvänmeren torpedon höyryturbiinin propulsiossa . Litiumin reaktiotuotteet rikkiheksafluoridin , litiumfluoridin ja puhtaan rikin kanssa ovat kiinteitä aineita, joita ei tarvitse heittää laidan yli, joten torpedolla ei ole paljastavaa kuplajäljettä eikä pakokaasupaineen aiheuttamaa tehon menetystä.

Litiumin biologinen merkitys

Mikroelementti

Kohtuullisesti litiumia tarvitaan ihmiskeholle (noin 100-200 mcg / päivä aikuisille). Litiumia löytyy enimmäkseen kehosta kilpirauhasesta , imusolmukkeista , sydämestä , maksasta , keuhkoista, suolistosta , veriplasmasta, lisämunuaisista .

Litium osallistuu tärkeisiin prosesseihin:

osallistuu hiilihydraattien ja rasvan aineenvaihduntaan;
tukee immuunijärjestelmää;
estää allergioiden esiintymisen;
vähentää hermostuneisuutta.

Litiumvalmisteita käytetään laajalti mielenterveyshäiriöiden hoidossa.

Litium erittyy elimistöstä pääasiassa munuaisten kautta.

Hinnat

Vuoden 2007 lopusta vuoden 2008 alkuun metallilitiumin (puhtausaste 99 %) hinnat olivat 6,3-6,6 dollaria kilolta. Hinta vuonna 2018 oli 16,5 dollaria per kilo. [32] .

Kommentit

↑ Atomimassaarvojen vaihteluväli on osoitettu johtuen luonnon isotooppien erilaisista määrästä.

Muistiinpanot

↑ Michael E. Wieser, Norman Holden, Tyler B. Coplen, John K. Böhlke, Michael Berglund, Willi A. Brand, Paul De Bièvre, Manfred Gröning, Robert D. Loss, Juris Meija, Takafumi Hirata, Thomas Prohaska, Ronny Schoenberg , Glenda O'Connor, Thomas Walczyk, Shige Yoneda, Xiang-Kun Zhu. Alkuaineiden atomipainot 2011 (IUPAC Technical Report ) // Pure and Applied Chemistry . - 2013. - Vol. 85 , no. 5 . - s. 1047-1078 . - doi : 10.1351/PAC-REP-13-03-02 .
↑ 1 2 Litiumin koko useissa ympäristöissä . WebElements. Käyttöpäivä: 15. helmikuuta 2014. Arkistoitu alkuperäisestä 27. maaliskuuta 2014. (määrätön)
↑ atomi- ja ionisäde . Käyttöpäivä: 14. helmikuuta 2014. Arkistoitu alkuperäisestä 23. huhtikuuta 2015. (määrätön)
↑ Litium // Chemical Encyclopedia : 5 osassa / Ch. toim. I. L. Knunyants . - M .: Neuvostoliiton tietosanakirja , 1990. - T. 2: Duff - Medi. — 671 s. - 100 000 kappaletta. — ISBN 5-85270-035-5 .
↑ Alkuaineiden standardiatomipainot 2021 (IUPAC Technical Report) (englanniksi) - IUPAC , 1960. - ISSN 0033-4545 ; 1365-3075 ; 0074-3925 - doi:10.1515/PAC-2019-0603
↑ Guinnessin kemikaalien maailmanennätykset
↑ Korber, N.; Jansen, M. Litiumin ja natriumin ioniset otsonidit: kiertävä synteesi kationinvaihdolla nestemäisessä ammoniakissa ja kompleksointi kryptodien avulla // Chemische Berichte : päiväkirja. - 1996. - Voi. 129 , no. 7 . - s. 773-777 . - doi : 10.1002/cber.19961290707 .
↑ JP Riley ja Skirrow G. Chemical Oceanography V. 1, 1965
↑ 1 2 BD Fields The Primordial Lithium Problem Arkistoitu 19. lokakuuta 2016 Wayback Machinessa , Annual Reviews of Nuclear and Particle Science 2011
↑ Postnov K.A. Luennot yleisestä astrofysiikasta fyysikoille . Haettu 30. marraskuuta 2013. Arkistoitu alkuperäisestä 23. elokuuta 2011. (määrätön) ; katso kuva. 11.1
↑ Arkistoitu kopio . Haettu 13. marraskuuta 2013. Arkistoitu alkuperäisestä 13. marraskuuta 2013. (määrätön)
↑ Luento 27: Stellar Nucleosynthesis arkistoitu 28. toukokuuta 2015 Wayback Machinessa // University of Toledo - "Litiumin tuhoa nuorissa konvektiotähteissä" dia 28
↑ Greg Ruchti, Lithium in the Cosmos Arkistoitu 4. maaliskuuta 2016 Wayback Machinessa - "Lithium is Fragile" dia 10
↑ Superjättiläisen olemassaolo, jonka sisällä on neutronitähti, on vahvistettu . Haettu 15. maaliskuuta 2016. Arkistoitu alkuperäisestä 16. maaliskuuta 2016. (määrätön)
↑ Astrofyysikot selvittävät litiumin mysteerin . Haettu 20. maaliskuuta 2016. Arkistoitu alkuperäisestä 21. maaliskuuta 2016. (määrätön)
↑ Avaruus ja elämä. Litium . Haettu 20. maaliskuuta 2016. Arkistoitu alkuperäisestä 30. maaliskuuta 2016. (määrätön)
↑ Litiumin ja sen yhdisteiden markkinakatsaus IVY:ssä . Haettu 3. toukokuuta 2017. Arkistoitu alkuperäisestä 17. marraskuuta 2017. (määrätön)
↑ Metallisen litiumin saaminen . Haettu 20. huhtikuuta 2019. Arkistoitu alkuperäisestä 20. huhtikuuta 2019. (määrätön)
↑ Litiumin ja sen yhdisteiden markkinakatsaus maailmassa ja Venäjällä. 05.2021
↑ Litiumartikkeli Eric Burns (linkki ei saatavilla) . Haettu 12. lokakuuta 2012. Arkistoitu alkuperäisestä 18. toukokuuta 2013. (määrätön)
↑ Litiumresurssit ja -tuotanto: kriittinen globaali arviointi Arkistoitu 11. elokuuta 2014 Wayback Machinessa // CSIRO , 2010
↑ Lithium Arkistoitu 29. heinäkuuta 2018 Wayback Machinessa // USGS
↑ Dagestanissa litiumesiintymien varastot arvioidaan uudelleen sen teollisen tuotannon järjestämiseksi 16.4.2022 . Haettu 21. huhtikuuta 2022. Arkistoitu alkuperäisestä 21. huhtikuuta 2022. (määrätön)
↑ Vuosikertomus 2020 . Haettu 16. toukokuuta 2021. Arkistoitu alkuperäisestä 16. toukokuuta 2021. (määrätön)
↑ Litium: supermetallin supervoimat . Haettu 3. toukokuuta 2017. Arkistoitu alkuperäisestä 12. toukokuuta 2017. (määrätön)
↑ Venäjällä litiumin ja sen yhdisteiden uuttaminen on aloitettu kehitetyllä halvalla teknologialla . TIETEELLINEN VENÄJÄ (11. toukokuuta 2017). Haettu 3. joulukuuta 2017. Arkistoitu alkuperäisestä 4. joulukuuta 2017. (määrätön)
↑ Todellinen uusi öljy: miksi litiummarkkinoista on tulossa tärkein | Artikkelit | Uutiset . Haettu 2. toukokuuta 2021. Arkistoitu alkuperäisestä 2. toukokuuta 2021. (määrätön)
↑ USGS . Litium (PDF). Arkistoitu alkuperäisestä 9. heinäkuuta 2017. Haettu 3. marraskuuta 2012.
↑ Kriittisten isotooppien hallinta: Lithium-7:n hallintaa tarvitaan vakaan toimituksen varmistamiseksi, GAO-13-716 Arkistoitu 20. tammikuuta 2017 Wayback Machinessa // Yhdysvaltain hallituksen vastuutoimisto , 19. syyskuuta 2013; pdf Arkistoitu 14. lokakuuta 2017 Wayback Machinessa
↑ PWR - litiumuhka , ATOMINFO.RU (23. lokakuuta 2013). Arkistoitu alkuperäisestä 20. heinäkuuta 2015. Haettu 29. joulukuuta 2013.
↑ M. N. Diomidov, A. N. Dmitriev. Syvyyksien valloitus. - Leningrad: Laivanrakennus, 1964. - S. 226-230. — 379 s.
↑ Arkistoitu kopio . Haettu 9. maaliskuuta 2020. Arkistoitu alkuperäisestä 26. lokakuuta 2017. (määrätön)

Kirjallisuus

Plyushchev VE, Stepin BD Litiumin, rubidiumin ja cesiumin yhdisteiden kemia ja tekniikka. - M.-L.: Kemia, 1970. - 407 s.
Litium // Kuna - Lomami. - M . : Neuvostoliiton tietosanakirja, 1973. - S. 527-528. - ( Great Soviet Encyclopedia : [30 nidettä] / päätoimittaja A. M. Prokhorov ; 1969-1978, v. 14).

Linkit

Sanakirjat ja tietosanakirjat

Bibliografisissa luetteloissa
BNE : XX531331 BNF : 119338639 GND : 4036037-4 J9U : 987007531489505171 LCCN : sh85077577 NDL : 00569575 NKC : ph514327

D. I. Mendelejevin kemiallisten alkuaineiden jaksollinen järjestelmä

klo

vrt

alkalimetallit	maa-alkalimetallit	Lantanidit	aktinidit	siirtymämetallit
kevyet metallit	Puolimetallit	ei-metallit	Halogeenit	jalokaasut

Metallien sähkökemiallisen toiminnan sarja
Eu , Sm , Li , Cs , Rb , K , Ra , Ba , Sr , Ca , Na , Ac , La , Ce , Pr , Nd , Pm , Gd , Tb , Mg , Y , Dy , Am , Ho , Er , Tm , Lu , Sc , Pu , Th , Np , U , Hf , Be , Al , Ti , Zr , Yb , Mn , V , Nb , Pa , Cr , Zn , Ga , Fe , Cd , In , Tl , Co _ Ni , Te , Mo , Sn , Pb , H2 , W , Sb , Bi , Ge , Re , Cu , Tc , Te , Rh , Po , Hg , Ag , Pd , Os , Ir , Pt , Au _

alkalimetallit

Lithium
Li Atomiluku
: 3
Atomimassa: 6,941
Temp. sulamispiste: 453,85 K
Temp. kiehumispiste: 1615 K
Tiheys: 0,534 g/cm³
Elektronegatiivisuus: 0,98

Natrium
Na Atomiluku
: 11
Atomimassa: 22,98976928
Temp. sulamispiste: 371,15 K
Temp. kiehumispiste: 1156 K
Tiheys: 0,97 g/cm³
Elektronegatiivisuus: 0,96

Kalium
K Atomiluku
: 19
Atomimassa: 39,0983
Temp. sulamispiste: 336,58 K
Temp. kiehumispiste: 1032 K
Tiheys: 0,86 g/cm³
Elektronegatiivisuus: 0,82

Rubidium
Rb Atomiluku
: 37
Atomimassa: 85,4678
Temp. sulamispiste: 312,79 K
Temp. kiehumispiste: 961 K
Tiheys: 1,53 g/cm³
Elektronegatiivisuus: 0,82

Cesium
Cs Atomiluku
: 55
Atomimassa: 132,9054519
Temp. sulamispiste: 301,59 K
Temp. kiehumispiste: 944 K
Tiheys: 1,93 g/cm³
Elektronegatiivisuus: 0,79

Francium
Fr Atomiluku
: 87 Atomimassa
: (223)
Temp. sulamispiste: ~300 K
Temp. kiehumispiste: ~950 K
Tiheys: 1,87 g/cm³
Elektronegatiivisuus: 0,7