Lithium hidrida

Dari Wikipedia, ensiklopedia bebasLangsung ke: navigasi, cariLithium hidridaIdentifierNomor CAS 7580-67-8 YaPubChem 62714ChemSpider 56460 YaRTECS nomor OJ6300000Gambar Jmol-3D Gambar 1SMILES[Menunjukkan]Inchi[Menunjukkan]PropertiRumus molekul LiHMassa molar 7.95 g / molPenampilan tak berwarna abu-abu padat [1]Densitas 0.78 g/cm3 [1]Titik lebur688,7 ° C [1]Titik didihterdekomposisi pada 900-1000 ° C [2]Kelarutan dalam air bereaksiIndeks bias (nD) 1,9847 [3]StrukturKisi konstan a = 0,40834 nm [4]Momen dipol 6.0 D [5]Kimia panasStd entalpiformasi ΔfHo298 -11,39 kJ / gKapasitas panas spesifik, C 3,51 J / (g · K)BahayaMSDS ICSC 0813Indeks Uni Eropa Tidak terdaftarNFPA 704NFPA 704.svg232WNyalasuhu 200 ° CSenyawa TerkaitKation lain Natrium hidridaHidrida KaliumRubidium hidridaHidrida CesiumTerkait senyawa Lithium borohidridaLithium aluminium hydride
 Ya (memverifikasi) (apa: Ya /)Kecuali dinyatakan sebaliknya, data diberikan untuk bahan dalam keadaan standar (25 ° C, 100 kPa)Sangkalan dan referensiLithium hidrida adalah senyawa anorganik dengan rumus LiH. Ini adalah solid berwarna, meskipun sampel komersial abu-abu. Karakteristik dari garam-seperti, atau ion, hidrida, ia memiliki titik leleh tinggi dan tidak larut dalam pelarut dengan yang tidak bereaksi. Dengan massa molekul sedikit kurang dari 8, itu adalah senyawa ion ringan.Isi

    1 Sifat fisik
    2 Sintesis dan pengolahan
    3 Reaksi
    4 Aplikasi
        4.1 penyimpanan hidrogen dan bahan bakar
        4.2 Prekursor untuk hidrida logam kompleks
        4.3 Dalam kimia nuklir dan fisika
            4.3.1 Lithium deuteride
    5 Keselamatan
    6 Referensi
    7 Bibliografi
    8 Pranala luarSifat fisikLiH adalah diamagnetik dan konduktor ionik dengan konduktivitas secara bertahap meningkat dari 2 × 10-5 Ohm-1cm-1 pada 443 ° C hingga 0,18 Ohm-1cm-1 pada 754 ° C, tidak ada diskontinuitas dalam peningkatan ini melalui pencairan titik. [6] Konstanta LiH dielektrik menurun dari 13,0 (statis, frekuensi rendah) menjadi 3,6 (frekuensi cahaya tampak). [5] LiH adalah bahan yang lembut dengan kekerasan Mohs 3.5. [7] Its merayap tekan (per 100 jam) dengan cepat meningkat dari <1% pada 350 ° C sampai> 100% pada 475 ° C yang berarti bahwa LiH tidak dapat memberikan dukungan mekanik ketika dipanaskan. [8]Konduktivitas termal LiH menurun dengan suhu dan tergantung pada morfologi: nilai-nilai yang sesuai adalah 0,125 W / (cm K) untuk kristal dan 0,0695 W / (cm K) untuk compacts pada suhu 50 ° C, dan 0,036 W / (cm K) untuk kristal dan 0,0432 W / (cm K) untuk compacts pada 500 ° C. [9] linier koefisien ekspansi termal adalah 4,2 × 10-5 / ° C pada suhu kamar. [10]Sintesis dan pengolahanLiH diproduksi dengan memperlakukan logam lithium dengan gas hidrogen:

    2 Li + H2 → 2 LiHReaksi ini sangat cepat pada suhu di atas 600 ° C. Penambahan karbon 0,001-0,003%, dan / atau meningkatnya suhu dan / atau tekanan, meningkatkan hasil hingga 98% pada waktu tinggal 2 jam. [11] Namun, hasil reaksi pada suhu serendah 29 ° C. Hasil panen adalah 60% pada 99 ° C dan 85% pada 125 ° C, dan tingkat tergantung secara signifikan pada kondisi permukaan LiH. [12]Cara yang kurang umum LiH sintesis meliputi dekomposisi termal LiAlH4 (200 ° C), LiBH4 (300 ° C), C4H9Li (150 ° C), atau etil lithium (120 ° C), serta beberapa reaksi yang melibatkan senyawa litium rendah stabilitas dan hidrogen [13].Reaksi kimia menghasilkan LiH dalam bentuk bubuk disamakan, yang dapat dikompresi menjadi pelet tanpa bahan pengikat. Bentuk yang lebih kompleks dapat diproduksi dengan casting dari mencair. [14] kristal tunggal besar (sekitar 80 mm dan 16 mm diameter) dapat kemudian ditumbuhkan dari bubuk LiH cair di atmosfer hidrogen dengan teknik Bridgman-Stockbarger. Mereka sering memiliki warna kebiruan karena kehadiran Li koloid. Warna ini dapat dihilangkan dengan pasca-pertumbuhan anil pada suhu yang lebih rendah (~ 550 ° C) dan gradien termal lebih rendah [15] kotoran Mayor. Dalam kristal ini adalah Na (20-200 bagian per juta, ppm), O (10-100 ppm), Mg (0,5-6 ppm), Fe (0,5-2 ppm) dan Cu (0,5-2 ppm). [16]Cracking di cor LiH setelah mesin dengan pemotong terbang. Skala dalam inci.Massal dingin menekan bagian LiH dapat dengan mudah mesin menggunakan teknik standar dan alat-alat dengan presisi mikron. Namun, cor LiH rapuh dan mudah retak selama pemrosesan. [17]ReaksiLiH bubuk bereaksi cepat dengan udara kelembaban rendah, membentuk LiOH, Li2O dan Li2CO3. Dalam udara lembab bedak terbakar secara spontan, membentuk campuran produk termasuk beberapa senyawa nitrogen. Bahan benjolan bereaksi dengan udara lembab membentuk lapisan dangkal yang merupakan cairan kental. Hal ini menghambat reaksi lebih lanjut, meskipun penampilan film 'menodai' cukup jelas. Sedikit atau tidak ada nitrida yang terbentuk pada paparan udara lembab. Bahan benjolan, yang terkandung dalam sebuah piring logam, dapat dipanaskan di udara untuk sedikit di bawah 200 ° C, tanpa memicu, meskipun menyatu mudah bila disentuh oleh api terbuka. Kondisi permukaan LiH, kehadiran oksida pada hidangan logam, dll, memiliki pengaruh yang besar pada suhu pengapian. Oksigen kering tidak bereaksi dengan LiH kristal kecuali dipanaskan kuat, ketika pembakaran hampir ledakan terjadi. [18]LiH sangat reaktif terhadap air dan reagen protik lainnya: [19]

    LiH + H2O → H2 + LiOHLiH kurang reaktif dengan air daripada Li dan dengan demikian adalah agen mengurangi apalagi kuat untuk air, alkohol, dan media lain yang mengandung zat terlarut direduksi. Hal ini berlaku dari semua hidrida garam biner. [20]LiH pelet perlahan berkembang di udara lembab membentuk LiOH, namun, tingkat ekspansi di bawah 10% dalam waktu 24 jam dalam tekanan 2 mm uap air [19] Jika kebanyakan udara mengandung karbon dioksida maka produk ini lithium karbonat [21.. ] LiH bereaksi dengan amonia, lambat pada suhu kamar, tapi reaksi mempercepat signifikan di atas 300 ° [23] C. [22] LiH bereaksi lambat dengan alkohol yang lebih tinggi dan fenol tapi keras dengan alkohol rendah.LiH bereaksi dengan sulfur dioksida:

    2 LiH + 2 SO2 → Li2S2O4 + H2meskipun di atas 50 ° C produk adalah lithium sulfida. [24]LiH bereaksi dengan asetilena untuk membentuk lithium karbida dan hidrogen. Dengan asam organik anhidrat, fenol dan asam anhidrida LiH bereaksi lambat menghasilkan gas hidrogen dan garam litium dari asam. Dengan air yang mengandung asam, LiH bereaksi lebih cepat dibandingkan dengan air [21] Banyak reaksi LiH dengan oksigen yang mengandung spesies hasil LiOH yang pada gilirannya ireversibel bereaksi dengan LiH pada suhu di atas 300 ° C:. [22]

    LiH + LiOH → Li2O + H2AplikasiPenyimpanan hidrogen dan bahan bakarDengan kandungan hidrogen tiga kali lipat dari NaH, LiH memiliki kandungan hidrogen tertinggi hidrida apapun. LiH secara periodik dari bunga untuk penyimpanan hidrogen, tapi aplikasi telah dilarang oleh stabilitas tinggi bahan ini. Jadi penghapusan H2 membutuhkan suhu tinggi, jauh di atas 700 ° C digunakan untuk sintesis. Senyawa ini pernah diuji sebagai komponen bahan bakar dalam model roket [25] [26].Prekursor untuk hidrida logam kompleksLiH tidak biasanya agen-hidrida mengurangi kecuali dalam sintesis hidrida metaloid tertentu. Misalnya, silan dihasilkan oleh reaksi lithium hidrida dan silikon tetraklorida melalui proses Sundermeyer:

    4 LiH + SiCl4 → 4 LiCl + SiH4Hidrida Lithium digunakan dalam produksi berbagai reagen untuk sintesis organik, seperti lithium hidrida aluminium (LiAlH4) dan litium borohidrida (LiBH4). Triethylborane bereaksi untuk memberikan superhydride (LiBHEt3). [27]Dalam kimia nuklir dan fisikaLiH adalah bahan yang diinginkan untuk melindungi reaktor nuklir dan dapat dibuat oleh pengecoran. [28] [29]Lithium deuterideYang sesuai lithium-6 deuteride, rumus 6Li2H atau 6LiD, adalah bahan bakar fusi dalam senjata termonuklir. Di hulu ledak dari desain Teller-Ulam, seorang fisi memicu ledakan memanas, kompres dan membombardir 6LiD dengan neutron untuk menghasilkan tritium dalam reaksi eksotermis. Deuterium dan tritium (kedua isotop hidrogen) kemudian bergabung untuk menghasilkan helium-4, sebuah neutron dan 17,59 MeV energi.Sebelum uji coba nuklir Puri Bravo ia berpikir bahwa hanya kurang umum lithium-6 isotop akan berkembang biak tritium bila dipukul dengan neutron cepat. Pengujian menunjukkan bahwa lebih banyak lithium-7 juga melakukannya, meskipun dengan reaksi endotermik. Hasilnya adalah hasil tiga kali nilai yang diharapkan.KeselamatanSebagaimana dibahas di atas, LiH bereaksi eksplosif dengan air menghasilkan gas hidrogen dan LiOH, yang kaustik. Akibatnya, LiH debu dapat meledak di udara lembab, atau bahkan di udara kering karena listrik statis. Pada konsentrasi 5-55 mg/m3 di udara debu sangat mengiritasi selaput lendir dan kulit dan dapat menyebabkan reaksi alergi. Karena iritasi, LiH biasanya ditolak daripada akumulasi oleh tubuh. [30] [31]Beberapa garam lithium, yang dapat diproduksi dalam reaksi LiH, beracun. LiH api tidak boleh padam dengan menggunakan karbon dioksida, karbon tetraklorida, atau alat pemadam kebakaran air, mereka harus disiram dengan menutupi dengan benda logam atau grafit atau bubuk dolomit. Pasir kurang cocok karena dapat meledak bila dicampur dengan membakar LiH, terutama jika tidak kering. LiH biasanya diangkut dalam minyak, menggunakan wadah yang terbuat dari keramik, plastik atau baja tertentu, dan ditangani dalam suasana kering argon atau helium. [32] Nitrogen dapat digunakan, tetapi tidak pada suhu yang tinggi karena bereaksi dengan lithium. [ 31] LiH biasanya mengandung beberapa logam Li, yang corrodes wadah baja atau silika pada suhu yang tinggi. [33]