Министерство высшего образования РФ
Уфимский государственный авиационный технический университет
Кафедра химии
Контролируемая самостоятельная работа студента по химии.
На тему: «Химия металлов. Литий».
Уфа 2008
Содержание
Предисловие..........................................................................................1
Историческая справка об элементе...................................................1
Распространение в природе, получение............................................1
Физические свойства...........................................................................1
Химические свойства...........................................................................1
Диаграммы состояния..........................................................................1
Коррозия и защита от коррозии...........................................................1
Применение и перспективы применения в технике, в быту.............1
Предисловие
Литий в незначительных количествах присутствует в живых организмах, но,
по-видимому, не выполняет никаких биологических функций. Установлено его
стимулирующее действие на некоторые процессы в растениях, способность
повышать их устойчивость к заболеваниям.
В организме среднего человека (масса 70 кг) содержится около 0,7 мг лития.
Токсическая доза 90-200 мг. Особенности обращения с литием: как и другие
щелочные металлы, металлический литий способен вызывать ожоги кожи и
слизистых, особенно в присутствии влаги. Поэтому работать с ним можно
только в защитной одежде и очках. Хранят литий в герметичной таре под
слоем минерального масла. Отходы лития нельзя выбрасывать в мусор,
для уничтожения их следует обработать этиловым спиртом:
2С2Н5ОН + 2Li = 2С2Н5ОLi + Н2
Образовавшийся этилат лития затем разлагают водой до спирта и гидроксида
лития LiOH.
Историческая справка об элементе
конецформыначалоформыЛитий был открыт в 1817 году шведским химиком и минералогом А.
Арфведсоном сначала в минерале петалите (Li,Na)[Si4AlO10], а затем в
сподумене LiAl[Si2O6] и в лепидолите KLi1.5Al1.5[Si3AlO10](F,OH)2. конецформыначалоформыИоганн
Август Арфведсон (1792 — 1841) — шведский химик, первооткрыватель лития.
В 1817 году, занимаясь анализом минерала
петалита LiAl[Si4O10], ученый обнаружил присутствие в минерале
"огнепостоянной щелочи до сих пор неизвестной природы". Берцелиус
предложил назвать ее литионом, поскольку это была первая щелочь, найденная
в "царстве минералов". Свое название получил из-за того, что был обнаружен в
«камнях» (греч. Litos — камень). Характерное для соединений лития красное
окрашивание пламени впервые наблюдал немецкий химик Х. Г. Гмелин в 1818
году. В этом же году английский химик Г. Дэви электролизом расплава
гидроксида лития получил кусочек металла. Получить свободный металл в
достаточных количествах удалось впервые только в 1855 году путем
электролиза расплавленного
хлорида: 2LiCl = 2Li + Cl2
Распространение в природе, получение
Основные минералы, содержащие литий и имеющие промышленное
значение: сподумен (6-7 % Li2O), петалит (3,5-4,9 % Li2O), амблигонит
( 8-10% Li2O). Кроме того к литийсодержащим минералам относятся
литиевые слюды циннвальдит (3,0- 3,5 % Li2O)и лепидолит ( 4-6 % Li2O).
литий содержится также в воде минеральных источников, морской и
озерной воде, в каменных углях, в организмах и растениях. Минералы Л. в
зависимости от состава разлагают H2SO4 (кислотный способ) или спеканием с
СаО и СаСО3 (щелочной способ), K2SO4 (солевой способ), СаСО3 и СаСl2
(щелочно-солевой способ). По первому методу получают р-р Li2SO4, к-рый
освобождают от примесей обработкой Са(ОН)2 и Na2CO3. При выщелачивании
спека водой при щелочном методе в р-р переходит LiOH, при солевом - Li2SO4,
при щелочно-солевом - LiCl. Все эти методы, кроме щелочного,
предусматривают получение готового продукта в виде Li2CO3,
используемого непосредственно и служащего источником для синтеза др.
соединений Его также получают вакуум-термич. восстановлением LiAlO2
алюминием при 13-66 Па и 1150-1200°С, Li2O -кремнием или алюминием в
присут. СаО при 950-1000 °С и 0,1 Па, сподумена - ферросилицием в присут.
СаСО3 при 1050-1150 °С и 1,3-4,0 Па. В промышленности металлический литий
получают путем электролиза расплавленного хлорида лития или смеси
расплавленных хлорида лития и хлорида лития и хлорида калия с применением
графитированного анода и стального анода. Литий высокой чистоты ( 99,95 %),
почти свободный от примеси щелочных и щелочноземельных металлов,
получают электролизом насыщенного раствора LiCl в пиридине, разложением
соединения NH3Li в вакууме при 50-60°С и восстановлением окиси лития
в вакууме при 950-1000 °С