Struktura wodorku litowego, właściwości, uzyskiwanie, zastosowania

On Wodorek litowy Jest to krystaliczna nieorganiczna substancja stała, której wzorem chemicznym jest lih. Jest to najbardziej lekka sól nieorganiczna, jej masa cząsteczkowa wynosi tylko 8 g/mol. Jest utworzony przez związek litowo -jonu li⁺ i wodorot h^-. Oba są zjednoczeni obligacją jonową.

Lih ma wysoką temperaturę topnienia. Łatwo reaguje z wodą i w reakcji występuje gaz wodorowy. Można go uzyskać przez reakcję między stopionym metalem litowym a gazem wodorowym. Jest szeroko stosowany w reakcjach chemicznych w celu uzyskania innych hydrorów.

Wodorek litowy, lih. Nie dostarczył autora, który można odczytać w maszynie. Jtiago przyjął (na podstawie roszczeń dotyczących praw autorskich). [Domena publiczna]. Źródło: Wikimedia Commons.

LIH był używany do ochrony przed niebezpiecznym promieniowaniem, takim jak te znalezione w reaktorach jądrowych, są to alfa, beta, promieniowanie gamma, protony, x -wyścig i neutronów.

Zaproponowano również ochronę materiałów rakiet kosmicznych poruszonych przez napęd termiczny jądrowy. Badania są nawet wykorzystywane jako ochrona człowieka przed promieniowaniem kosmicznym podczas przyszłych podróży na planetę Mars.

[TOC]

Struktura

W wodorku litowym wodór ma obciążenie ujemne H^-, Cóż, elektron ukradł metal, który jest w postaci jonu li⁺.

Konfiguracja kationu elektronicznego Li⁺ To jest: [on] 1s² który jest bardzo stabilny. I elektroniczna struktura wodorku h^- To jest: 1s², który jest również bardzo stabilny.

Kation i anion wiążą siły elektrostatyczne.

Kryształ wodorku litu ma tę samą strukturę jak chlorek sodu, to znaczy sześcienna struktura krystaliczna.

Sześcienna krystaliczna struktura wodorku litowego. Autor: Benjah-BMM27. Źródło: Wikimedia Commons.

Nomenklatura

- Wodorek litowy

- Lih

Nieruchomości

Stan fizyczny

Biały lub bezbarwny krystaliczny stał. Komercyjne lih może być szarawo -niebieskim ze względu na obecność niewielkich ilości metalu litu.

Waga molekularna

8 g/mol

Temperatura topnienia

688 ° C

Punkt wrzenia

Rozkłada się na 850 ° C.

Temperatura samo -kierunkowego

200 ° C

Gęstość

0,78 g/cm³

Rozpuszczalność

Reaguj z wodą. Jest nierozpuszczalny w eterach i węglowodorach.

Inne właściwości

Wodorek litowy jest znacznie bardziej stabilny niż hydros innych metali alkalicznych i może być stopiony bez rozkładu.

Może ci podać: sucha bateria

Nie ma wpływu tlen, jeśli jest ogrzewany w temperaturach poniżej czerwonego. Nie ma to również wpływu chlor CL₂ i kwas hydrochlorowy HCl.

LIH kontakt z ciepłem i wilgocią powoduje reakcję egzotermiczną (wytwarza ciepło) i ewolucję wodoru H₂ i litowo -tlenku litu lioh.

Może tworzyć drobny kurz, który może wykorzystać kontakt z płomieniami, ciepłem lub materiałami utleniającymi. Nie należy kontaktować się z tlenek azotu lub ciekłego tlenu, ponieważ może on wykorzystywać lub włączać.

Ciemnieje, będąc narażonym na światło.

Uzyskanie

Wodork litowy uzyskano w laboratorium przez reakcję między stopionym metalem litu a wodorem w temperaturze 973 K (700 ° C).

2 li + h₂ → 2 Lih

Dobre wyniki są uzyskiwane, gdy odsłonięta powierzchnia stopionego litu jest zwiększona i gdy czas sedymentacji lih jest skrócony. Jest to reakcja egzotermiczna.

Używam jako ochronna przed niebezpiecznym promieniowaniem

LIH przedstawia serię cech, które sprawiają, że jest atrakcyjna jako ochrona ludzi w reaktorach jądrowych i systemach kosmicznych. Oto niektóre z tych cech:

- Ma wysoką zawartość wodoru (12,68 % masy H) i dużą liczbę atomów wodoru na jednostkę objętości (5,85 x 10²² Atomy H/CM³).

- Jego wysoka temperatura topnienia pozwala na stosowanie go w środowiskach o wysokiej temperaturze bez założenia.

- Ma niskie ciśnienie dysocjacji (~ 20 toror.

- Ma niską gęstość, co czyni go atrakcyjnym do stosowania w systemach kosmicznych.

- Jednak ich wady są ich niskie przewodnictwo cieplne i słabe właściwości mechaniczne. Ale to nie zmniejszyło jego zastosowania.

- Kawałki lih, które służą jako tarcze, są wytwarzane przez zimne lub gorące prasowanie oraz fuzja i wlewanie do formy. Chociaż ten ostatni formularz jest preferowany.

- W temperaturze pokojowej części są chronione przed wodą i pary wodne.

- W reaktorach jądrowych

W reaktorach jądrowych istnieją dwa rodzaje promieniowania:

Może ci służyć: kwasy i zasady w życiu codziennym: reakcje, zastosowania, przykłady

Bezpośrednie promieniowanie jonizujące

Są to cząstki o wysoce energii, które przenoszą ładunek elektryczny, takie jak cząstki alfa (α) i beta (β) i protony. Tego rodzaju promieniowanie bardzo silnie oddziałują z materiałami tarcz, powodując jonizację podczas interakcji z elektronami materiałów materiałów, przez które przechodzą.

Pośrednio promieniowanie jonizujące

Są to neutrony, promienie gamma (γ) i x -kas, które penetrują i wymagają ochrony masowej, ponieważ obejmują emisję obciążonych cząstek wtórnych, które są tymi, które powodują jonizację.

Symbol ostrzegający przed niebezpiecznym promieniowaniem. IAEA i ISO [domena publiczna]. Źródło: Wikimedia Commons.

Według niektórych źródeł LIH skutecznie chroni materiały i osoby przed tego rodzaju promieniowaniem.

- W nuklearnych systemach przestrzeni napędu termicznego

LIH został niedawno wybrany jako potencjalny moderator i materiał ochronny przed promieniowaniem jądrowym w zakresie jądrowych systemów napędu termicznego statku kosmicznego na bardzo długie podróż.

Artystyczna reprezentacja pojazdu kosmicznego z napędem jądrowym na orbicie Marsa. NASA/SAIC/PAT RAWLINGS [domena publiczna]. Źródło: Wikimedia Commons.

Jego niska gęstość i wysoka zawartość wodoru powodują masę i objętość reaktora napędu jądrowego.

- W ochronie przed promieniowaniem kosmicznym

Ekspozycja na promieniowanie kosmiczne jest najważniejszym ryzykiem zdrowia ludzkiego w przyszłych misjach poszukiwawczych międzyplanetowych.

W głębokiej przestrzeni astronauci będą narażeni na pełne spektrum galaktycznych promieni kosmicznych (jony o wysokiej energii) i zdarzenia wyrzucania cząstek słonecznych (protony).

Niebezpieczeństwo narażenia na promieniowanie jest pogarszane ze względu na czas trwania misji. Ponadto należy również rozważyć ochronę miejsc, w których odkrywcy.

Przyszła symulacja siedlisk na planecie Mars. NASA [domena publiczna]. Źródło: Wikimedia Commons.

W tej kolejności pomysłów badanie przeprowadzone w 2018 r. Wskazało, że wśród sprawdzonych materiałów LIH zapewnia najwyższą redukcję promieniowania na gram na cm², Jako jeden z najlepszych kandydatów, którzy zostaną wykorzystane w ochronie przed promieniowaniem kosmicznym. Jednak badania te muszą zostać pogłębione.

Używam jako sposób przechowywania i bezpiecznego transportu wodoru

Uzyskanie energii z H₂ Jest to coś, co jest badane od kilku dziesiątek lat i już znalazło zastosowanie do wymiany paliw kopalnych w pojazdach transportowych.

Może ci służyć: Bilans chemiczny: wyjaśnienie, czynniki, typy, przykłady

H₂ Może być stosowany w ogniwach paliwowych i przyczynić się do zmniejszenia CO -produkcji₂ i nie_X, w ten sposób unikając efektu cieplarnianego i zanieczyszczenia. Jednak nie znaleziono skutecznego systemu przechowywania i transportu H₂ Z pewnością z lekką, kompaktową lub małą wagą, która szybko ją uruchamia i uwalnia H₂ Równie szybki.

Wodork litowy Lih pochodzi z hydrorów alkalicznych, który ma najwyższą pojemność h₂ (12,7 % wagi H). Wydanie h₂ przez hydrolizę zgodnie z następującą reakcją:

Lih + H₂O → lioh + h₂

LIH dostarcza 0,254 kg wodoru dla każdego kg LIH. Ponadto ma wysoką pojemność magazynową na jednostkę, co oznacza, że ​​jest lekki i jest kompaktowym medium do przechowywania H₂.

Motocykl, którego paliwo jest wodorem przechowywane w postaci metalicznego wodorku, takiego jak lih. LUB.S. DOE Energy Effection and Renewable Energy (USA) [domena publiczna]. Źródło: Wikimedia Commons.

Ponadto LIH jest łatwiejszy do tworzenia niż inne hydrory metali alkalicznych i jest chemicznie stabilny w temperaturach i ciśnieniach środowiskowych. LIH może być transportowany od producenta lub dostawcy do użytkownika. Następnie przez hydrolizę lih generuje H₂ I jest to używane bezpiecznie.

Utworzony wodorotlenek litu LIOH można zwrócić dostawcy, który regeneruje lit przez elektrolizę, a następnie ponownie wytworzyć lih.

LIH zostało również z powodzeniem zbadane, aby zastosować się wraz z odważną hydrakundą w tym samym celu.

Stosowanie w reakcjach chemicznych

LIH umożliwia złożoną syntezę hydrorów.

Służy na przykład do przygotowania litowego trietylborohohobloidu jest potężnym nukleofilem w organicznych reakcjach przemieszczenia Halurosa.

Bibliografia

1. Sato i. I Takeda, lub. (2013). Układ magazynowania i transportu wodoru przez wodorek litowy za pomocą technologii stopionej soli. W chemii stopionej soli. Rozdział 22, strony 451-470. Odzyskane z naukowym.com.
2. LUB.S. National Library of Medicine. (2019). Wodorek litowy. Odzyskane z: Pubchem.NCBI.NLM.Nih.Gov.
3. Wang, L. i in. (2019). Badanie wpływu wpływu w wodorku w lądzie na reaktywę nuklearną. Annals of Nuclear Energy 128 (2019) 24-32. Odzyskane z naukowym.com.
4. Bawełna, f. Albert i Wilkinson, Geoffrey. (1980). Zaawansowana chemia nieorganiczna. Czwarta edycja. John Wiley & Sons.
5. Giraudo, m. i in. (2018). Testy na oparte na akceleratorze efektywności ekranowania różnych materiałów i multityerów przy użyciu jonów o wysokiej energii i ciężkich. Radiation Research 190; 526-537 (2018). NCBI odzyskało.NLM.Nih.Gov.
6. Welch, f.H. (1974). Wodorek litowy: materiał osłony w wieku kosmicznym. Inżynieria nuklearna i design 26, 3, Fury 1974, strony 444-460. Odzyskane z naukowym.com.
7. Simnad, m.T.(2001). Reaktory nuklearne: materiały do ​​osłony. In Encyclopedia of Materials: Science and Technology (drugie wydanie). Strony 6377-6384. Odzyskane z naukowym.com.
8. Hügy, t. i in. (2009). Hydrazyna Borane: obiecujący materiał do przechowywania wodoru. J. JESTEM. Chem. Soc. 2009, 131, 7444-7446. Odzyskane z pubów.ACS.org.