Какими свойствами обладает оксид лития
Оксид лития, характеристика, свойства и получение, химические реакции
Оксид лития – неорганическое вещество, имеет химическую формулу Li2O.
Краткая характеристика оксида лития
Физические свойства оксида лития
Получение оксида лития
Химические свойства оксида лития
Химические реакции оксида лития
Применение и использование оксида лития
Краткая характеристика оксида лития:
Оксид лития – неорганическое вещество, без цвета.
Так как валентность лития равна одному, то оксид лития содержит один атом кислорода и два атома лития.
Химическая формула оксида лития Li2O.
В воде не растворяется, а вступает в реакцию с ней.
Обладает гигроскопичностью.
Оксид лития – единственный среди оксидов щелочных металлов, образующийся в качестве основного продукта при нагревании металла выше 200 °C на воздухе (присутствуют только следы пероксида лития).
| Наименование параметра: | Значение: |
| Химическая формула | Li2O |
| Синонимы и названия иностранном языке | lithium oxide (англ.) |
| Тип вещества | неорганическое |
| Внешний вид | бесцветные кубические кристаллы |
| Цвет | бесцветный |
| Вкус | —* |
| Запах | — |
| Агрегатное состояние (при 20 °C и атмосферном давлении 1 атм.) | твердое вещество |
| Плотность (состояние вещества – твердое вещество, при 20 °C), кг/м3 | 2013 |
| Плотность (состояние вещества – твердое вещество, при 20 °C), г/см3 | 2,013 |
| Температура кипения, °C | 2600 |
| Температура плавления, °C | 1570 |
| Гигроскопичность | гигроскопичен |
| Молярная масса, г/моль | 29,8774 |
* Примечание:
— нет данных.
Получение оксида лития:
Оксид лития получается в результате следующих химических реакций:
- 1. путем разложения пероксида лития:
2Li2О2 → 2Li2О + О2 (t = 195 oC).
- 2.путем взаимодействия лития с кислородом:
4Li + О2 → 2Li2О.
Химические свойства оксида лития аналогичны свойствам оксидов других щелочных металлов. Поэтому для него характерны следующие химические реакции:
1. реакция оксида лития с магнием:
Li2O + Mg → 2Li + MgO (t > 800 oC).
В результате реакции образуется оксид магния и литий.
2. реакция оксида лития с магнием и водородом:
Li2O + Mg + H2 → 2LiH + MgO (t = 450-500 oC).
В результате реакции образуется оксид магния и гидрид лития.
3. реакция оксида лития с алюминием:
3Li2O + 2Al → 6Li + Al2O3 (t > 1000 oC).
В результате реакции образуется оксид алюминия и литий.
4. реакция оксида лития с алюминием и водородом:
3Li2O + 2Al + 3H2 → 6LiH + Al2O3 (t = 600-700 oC).
В результате реакции образуется оксид алюминия и гидрида лития.
5. реакция оксида лития с кремнием:
2Li2O + Si → 4Li + SiO2 (t = 1000 oC).
В результате реакции образуется оксид кремния и литий.
6. реакция оксида лития с водой:
Li2О + Н2О → 2LiОН.
Оксид лития медленно реагирует с водой, образуя гидроксид лития.
7. реакция оксида лития с оксидом углерода (углекислым газом):
Li2О + СО2 → Li2СО3.
Оксид лития на воздухе реагирует с углекислым газом (являющийся кислотным оксидом), образуя соль – карбонат лития.
8. реакция оксида лития с оксидом кремния:
Li2О + SiО2 → Li2SiО3 (t = 1200-1300 oC).
Оксид кремния также является кислотным оксидом. В результате реакции образуется соль – метасиликат лития.
9. реакция оксида лития с оксидом серы:
Li2О + SО2 → Li2SО3.
Оксид серы также является кислотным оксидом. В результате реакции образуется соль – сульфит лития.
10. реакция оксида лития с оксидом азота (IV) и оксидом азота (II):
Li2O + NO2 + NO → 2LiNO2 (t = 300 oC).
В результате реакции образуются соль – нитрит лития.
11. реакция оксида лития с оксидом ванадия:
V2O3 + Li2O → 2LiVO2 (t = 1200 oC).
В результате реакции образуется диоксованадат лития.
12. реакция оксида лития с оксидом теллура:
TeO2 + Li2O → Li2TeO3 (to).
В результате реакции образуется теллурит лития.
13. реакция оксида лития с оксидом марганца:
Mn2O3 + Li2O → 2LiMnO2 (t = 800-900 oC).
В результате реакции образуется оксид марганца-лития.
14. реакция оксида лития с йодоводородом:
Li2O + 2HI → 2LiI + H2O.
В результате химической реакции получается соль – йодид лития и вода.
15. реакция оксида лития с сероводородом:
Li2O + H2S → Li2S + H2O (t = 900-1000 oC).
В результате химической реакции получается соль – сульфид лития и вода.
16. реакция оксида лития с плавиковой кислотой:
Li2O + 2HF → 2LiF + H2O.
В результате химической реакции получается соль – фторид лития и вода.
17. реакция оксида лития с азотной кислотой:
Li2O + 2HNO3 → 2LiNO3 + H2O.
В результате химической реакции получается соль – нитрат лития и вода.
Аналогично проходят реакции оксида лития и с другими кислотами.
18. реакция оксида лития с бромистым водородом (бромоводородом):
Li2O + 2HBr → 2LiBr + H2O.
В результате химической реакции получается соль – бромид лития и вода.
Применение и использование оксида лития:
Оксид лития используется как компонент в производстве стекол, а также в химической промышленности.
Примечание: © Фото //www.pexels.com, //pixabay.com
карта сайта
оксид лития реагирует кислота 1 2 3 4 5 вода
уравнение реакций соединения масса взаимодействие оксида лития
реакции с оксидом лития
by HyperComments
№3 Литий
Окраска пламени солями лития
Р’ 1817 Рі.
шведский С…РёРјРёРє Рё минералог РђРІРіСѓСЃС‚ Арфведсон, анализируя природный минерал петалит, установил, что РІ нем содержится «РѕРіРЅРµРїРѕСЃС‚оянная щелочь РґРѕ СЃРёС… РїРѕСЂ неизвестной РїСЂРёСЂРѕРґС‹». Позднее РѕРЅ нашел аналогичные соединения РІ составе РґСЂСѓРіРёС… минералов. Арфведсон предположил, что это соединения РЅРѕРІРѕРіРѕ элемента Рё дал ему название литий (РѕС‚ греческого liqoz – камень).
Металлический литий был выделен в 1818 году английский химиком Гемфри Дэви электролизом расплава гидроксида лития.
Нахождение в природе и получение:
Природный литий состоит РёР· РґРІСѓС… стабильных изотопов — 6Li (7,42%) Рё 7Li (92,58%).
Литий — сравнительно мало распространенный элемент (массовая доля РІ земной РєРѕСЂРµ 1,8*10-3%, 18 Рі/тонну).
РљСЂРѕРјРµ петалита LiAl[Si4O10], основными минералами лития являются слюда, лепидолит — KLi1,5Al1,5[Si3AlO10](F,OH)2 Рё пироксен сподумен — LiAl[Si2O6].
В настоящее время для получения металлического лития его природные минералы или обрабатывают серной кислотой, или спекают с CaO или CaCO3, а затем выщелачивают водой.
Получают растворы сульфата или гидроксида лития, из которых осаждают плохо растворимый карбонат Li2CO3, который затем переводят в хлорид LiCl.
Рлектролизом расплава хлорида лития РІ смеси СЃ хлоридом калия или бария получают металлический литий.
Физические свойства:
Простое вещество литий — РјСЏРіРєРёР№ щелочной металл серебристо-белого цвета.
�з всех щелочных металлов он самый твердый, высокоплавкий (Ткип=180,5 и Тпл=1340° С).
Рто самый легкий металл (плотность 0,533 Рі/СЃРј3), РѕРЅ плавает РЅРµ только РІ РІРѕРґРµ, РЅРѕ Рё РІ керосине. Литий Рё его соли окрашивают пламя РІ карминно-красный цвет.
Химические свойства:
Литий проявляет типичные свойства щелочных металлов, взаимодействуя с водой, кислородом, другими неметаллами.
Хранить его приходится под слоем под слоем минерального масла, придавливая сверху, чтобы не всплывал.
Р’ соответствии СЃ положением РІ РџРЎРҐР, литий наименее активный щелочной металл.
Так в реакции с кислородом он образует в основном оксид лития, а не пероксиды как другие металлы. Подобно натрию литий растворяется в жидком аммиаке, образуя синий раствор с металлической проводимостью.
Растворенный литий постепенно реагирует с аммиаком: 2Li + 2NH3 = 2LiNH2 + H2.
Литий отличается повышенной активностью при взаимодействии с азотом, образуя с ним уже при обычной температуре нитрид Li3N.
По некоторым свойствам литий и его соединения напоминают соединения магния (диагональное сходство в таблице Менделеева).
Важнейшие соединения:
РћРєСЃРёРґ лития, Li2O — белое кристаллическое вещество, основный РѕРєСЃРёРґ, СЃ РІРѕРґРѕР№ образует РіРёРґСЂРѕРєСЃРёРґ
Гидроксид лития — LiOH — белый порошок, обычно моногидрат, LiOH*H2O, сильное основание
Соли лития — бесцветные кристаллические вещества, гигроскопичны, образуют кристаллогидраты состава LiX*3H2O.
Карбонат и фторид лития подобно аналогичным солям магния малорастворимы.
Карбонат и нитрат лития при нагревании разлагаются, образуя оксид лития:
Li2CO3 = Li2O + CO2; 4LiNO3 = 2Li2O + 4NO2 + O2
Пероксид лития — Li2O2 — белое кристаллическое вещество, получают реакцией РіРёРґСЂРѕРєСЃРёРґР° лития СЃ пероксидом РІРѕРґРѕСЂРѕРґР°: 2LiOH + H2O2 = Li2O2 + 2H2O Р�спользуют РІ космических аппаратах Рё подводных лодках для получения кислорода:
2Li2O2 + 2CO2 = 2Li2CO3 +O2
Гидрид лития LiH получают взаимодействием расплавленного лития с водородом. Бесцветные кристаллы, реагирует с водой и кислотами с выделением водорода. �сточник водорода в полевых условиях.
Применение:
Металлический литий — высокопрочные Рё сверхлегкие сплавы СЃ магнием Рё алюминием для авиационной Рё космической техники. Легирующая добавка РІ металлургии (связывает азот, кремний, углерод). Теплоноситель (расплав) РІ ядерных реакторах.
�з лития изготовляют аноды химических источников тока и гальванических элементов с твёрдым электролитом.
Соединения: специальные стекла, глазури, эмали, керамика.
Монокристаллы фторида лития используются для изготовления высокоэффективных (КПД 80 %) лазеров
LiOH как добавка в электролит щелочных аккумуляторов.
Карбонат лития – добавка в расплав при производстве алюминия: снижает температуру плавления электролита, увеличивает силу тока, уменьшает нежелательное выделение фтора.
Металлоорганические соединения лития (например бутиллитий LiРЎ4Рќ9) — широко применяются РІ промышленном Рё лабораторном органическом синтезе Рё как катализаторы полимеризации.
Дейтерид лития-6: как источник дейтерия и трития в термоядерном оружии (водородная бомба). См. Ядерные реакции дейтерида лития. (анимированные модели).
Содержание лития в организме человека составляет около 70 мг. В течение суток в организм взрослого человека поступает около 100 мкг лития.
Литий способствует высвобождению магния из клеточных «депо» и тормозит передачу нервного импульса, ингибируя проводимость нервной системы.
Соли лития применяются психотропные лекарственные средства, оказывая успокаивающий эффект при лечении шизофрении и депрессии.
Однако передозировка может привести к тяжелым осложнениям и летальному исходу.
Нурмаганбетов Т.
ТюмГУ, 582 группа, 2011 г.
Источник
[Deposit Photos]
Литий (Li) — химический элемент с порядковым номером «3» и атомной массой 6,941. Литий встречается в природе в виде двух стабильных нуклидов: 6Li (7,6% по массе) и 7Li (92,4%). В периодической таблице Менделеева литий расположен во втором периоде, первой группе. Элемент принадлежит к щелочным металлам. В соединениях литий проявляет степень окисления +1. В виде простого вещества литий — это пластичный легкий металл серебристого цвета.
[Deposit Photos]
Химические и физические характеристики лития
Литий — самый легкий из металлов. Имеет плотность 0,534 г/см³. Плавится при температуре 180,5 °С, кипит при температуре 1330 °С.
Литий очень активен. Вступает в реакцию с кислородом и азотом воздуха при нормальных условиях. По этой причине на воздухе литий быстро окисляется с образованием темного налета продуктов взаимодействия. Уравнения реакций:
4Li + O₂ = 2Li₂O;
6Li + N₂ = 2Li₃N.
Кусочки лития в масле
[Wikimedia]
Нажмите здесь, чтобы узнать больше о свойствах лития и других металлов.
Открытие лития и нахождение элемента в природе
Литий был открыт шведским ученым Арфведсоном в 1817 году. Сначала химик обнаружил элемент в минерале петалите, а затем — в сподумене и в лепидолите. Свое название металл получил из-за того, что был обнаружен в «камнях» (в переводе с греческого litos означает «камень»).
В 1818 году немецкий химик Гмелин впервые наблюдал характерное для солей лития пламя красного цвета. В 1821 году английскому химику Уильяму Томасу Бранду удалось выделить металл путем электролиза. В бóльших количествах литий смогли получить в 1855 году путем электролиза расплавленного хлорида. Уравнение реакции:
2LiCl = 2Li + Cl₂.
Литий распространен в земной коре, содержание металла в ней составляет примерно 3% по массе. Литий содержится в преимущественно в таких минералах: петалит, сподумен, лепидолит и амблигонит.
Лепидолит
[Deposit Photos]
В виде примеси литий содержится в некоторых породообразующих минералах и присутствует в минерализованных водах и рапе некоторых озер.
Литий: реакция с кислородом, применение металла
Щелочные металлы и их соединения широко используются в технике. Литий применяется в ядерной энергетике. В частности, изотоп 6Li служит промышленным источником для производства трития, а изотоп 7Li используется как теплоноситель. LiF используется при плавке алюминия. Литий и его соединения используются и в качестве добавок к ракетному топливу.
[Flickr, Creative commons by Steve Jurvetson is licensed under CC BY 2.0]
Смазки, содержащие соединения лития, сохраняют свои свойства при повышенных температурах. Гидроксид лития входит в состав электролита щелочных аккумуляторов, благодаря чему в два-три раза возрастает срок их службы. Применяется литий также в керамической, стекольной и других отраслях химической промышленности. В целом, по значимости в современной технике этот металл является одним из важнейших элементов.
Реакция лития с кислородом приводит к образованию оксида Li₂O — бесцветного кристаллического вещества, имеющего температуру плавления 1438 °С и температуру кипения — около 2600 °С. Оксид лития получается при непосредственном окислении металлического лития при температуре выше 200 °С, а также разложением гидроксида LiOH, нитрата LiNO₃, карбоната Li₂СO₃.
Оксид лития Li₂O легко взаимодействует с водой с образованием гидроксида, LiOH. Данная реакция сопровождается сильным разогревом; LiOH поглощает CO₂ из воздуха, образуя карбонат, Li₂CO₃.
Источник
[Deposit Photos]
Литий — металл первой группы второго периода в таблице Менделеева — был открыт в 1817 году. Сделал это открытие шведский ученый Иоганн Аугуст Арфведсон, когда он исследовал разные минералы. Элемент этот находился в петалите, сподумене и лепидолите. Немного позднее, в 1818 году, Гемфри Деви получил металлический литий.
Литий и его соединения являются незаменимыми химическими элементами в жизни человека. Литий используется во многих промышленных сферах:
- в производстве химических источников тока;
- в пиротехнике: нитрат лития придает огню красный цвет;
[Deposit Photos]
литий часто используется как металл для сплавов — с ним получаются легкие, но в тоже время прочные припои;
также литий используют в радиоэлектронике и ядерной энергетике;
в медицине широко применяют соли лития.
Вообще, в небольших количествах литий необходим для здоровья человека и поддерживает функционирование жизненно важных органов, таких как сердце, печень и легкие.
И это далеко не все сферы, где применяется этот металл и его соединения.
Физические свойства лития
Литий представляет собой щелочной металл серебристо-белого цвета. Он пластичен и легко поддается обработке: кубик металлического лития можно разрезать ножом.
Примечательно, что литий является единственным металлом из этой группы, который кипит и плавится при довольно высоких температурах: 1340 и 180,54 °С соответственно. Но также примечательно, что, по сравнению с «щелочными соседями», у лития самая низкая плотность (она в два раза меньше плотности воды). Из-за этого свойства литий не тонет даже в керосине.
Литий плавает у поверхности воды
[Wikimedia]
Химические свойства
Литий относится к щелочной группе металлов, однако он устойчиво ведет себя на воздухе и практически не взаимодействует с кислородом, даже с сухим . Из-за необычных свойств лития — в отличие от других щелочных металлов — его не хранят в керосиновой жидкости. Кроме того, из-за малой плотности он держался бы на плаву. Хранить литий стоит в парафине, петролейном эфире, газолине или минеральном масле в герметичной жестяной упаковке.
Во влажном воздухе литий может вступать в медленные реакции с азотом и другими газами, которые входят в состав воздуха. При этом образуется: Li₃N, LiOH и Li₂CO₃ — нитрид, гидроксид и карбонат соответственно.
Другие химические свойства лития
При нагревании с кислородом литий сгорает с образованием оксида лития Li₂O.
Литий и его соли окрашивают пламя в карминно-красный цвет.
[Wikimedia]
Такая качественная реакция на литий была установлена Леопольдом Гмелином в 1818 году.
При температурах от 100 до 300 °С на поверхности лития образуется плотная оксидная пленка, которая защищает металл от дальнейшего окисления.
Литий легко реагирует с галогенами (кроме йода).
С водой литий реагирует спокойно: реакция не сопровождается возгоранием или взрывом.
Литий взаимодействует со спиртами, образуя алкоголяты.
При нагревании реагирует с серой, кремнием, йодом, водородом с образованием сульфида, силицида, йодида и гидрида лития.
Реакция лития с водой
Реакция проходит довольно спокойно. Если литий — как и все щелочные металлы — опустить в воду, начнет образовываться щелочь и выделяться водород, а металл будет плавать на поверхности и буквально таять на глазах. Реакция растворения лития в воде сопровождается характерным шипением.
Щелочь, образующаяся в растворе, — гидроксид лития LiOH. Он представляет собой кристаллы белого цвета и является довольно сильным основанием:
2Li + 2H₂O → 2LiOH + H₂↑
Реакция лития и серной кислоты
Если добавить небольшую пластинку лития в концентрированную серную кислоту, получится сульфат лития, сероводород и вода.
Внимание! Не пытайтесь повторить этот опыт самостоятельно! Здесь вы найдете безопасные эксперименты, которые можно проводить дома.
Сама по себе реакция опасна, особенно в домашних условиях, поскольку литий моментально загорается ярким пламенем:
8Li + 5H₂SO₄ → 4Li₂SO₄ + Н₂S + 4H₂O
С разбавленной серной кислотой литий взаимодействует с образованием сульфата лития и водорода.
2Li + H₂SO₄ → Li₂SO₄ + Н₂
Сульфат лития
[Wikimedia]
Реакция лития с азотной кислотой
Если опустить кусочек лития в разбавленную азотную кислоту, образуется нитрат лития, нитрат аммония и вода:
8Li + 10HNO₃ → 8LiNO₃ + NH₄NO₃ + 3H₂O
С концентрированной азотной кислотой литий реагирует иначе. Продуктами реакции будут нитрат лития, вода и диоксид азота:
Li + 2HNO₃ → LiNO₃ +NO₂ + H₂O
Реакция с соляной кислотой
С соляной кислотой литий реагирует как и другие металлы — образуется хлорид лития и выделяется водород:
2Li + 2HCl = 2LiCl + H₂
Стоить отметить, что реакция лития и других щелочных металлов с кислотами идет неоднозначно, поскольку в растворах кислот содержится вода, с которой литий активно взаимодействует с образованием гидроксида лития, который вступает в реакцию с кислотами с образованием соли и воды.
Источник