Литий — первый щелочной металл в периодической таблице элементов. В природе он находится в смешанной форме изотопов Li 6 и Li 7. Литий — самый легкий металл, он мягкий, с низкой температурой плавления. Многие из его физических и химических свойств больше похожи на свойства щелочноземельных металлов, чем на свойства его собственной группы. Доля лития в земной коре составляет 65 частей на миллион.
Свойства
Среди наиболее важных свойств лития — высокая удельная теплоемкость, высокая теплопроводность, низкая вязкость и очень низкая плотность. Металлический литий растворим в коротких олефатических полиаминах и этиламине, не растворяется в углеводородах.
Литий вступает в большое количество реакций с органическими реагентами, а также с неорганическими реагентами. Реагирует с кислородом с образованием моноксида и гипероксида. Это единственный щелочной металл, который реагирует с азотом при температуре окружающей среды с образованием черной азотной кислоты. Он бурно реагирует с водой и легко реагирует с водородом при температуре почти 500 C с образованием гидрида лития. Реагирует с углеродом с образованием карбонидов.
Легко связывается с галогенами, образуя галогениды с яркими спектральными линиями излучения. Хотя он не реагирует с парафиновыми углеводородами, он реагирует с алкенами в реакциях присоединения, заменяя двойные связи и диеновые группы. Он также вступает в реакцию с соединениями ацетилена и образует ацетилен лития, который играет важную роль в синтезе витамина А.
Литий взрывоопасен: опасность пожара и взрыва возникает при контакте с горючими веществами и водой. Вдыхание газов лития может привести к появлению симптомов жжения, раздражения, кашля, затрудненного дыхания и воспаления гортани. Симптомы отека легких часто не очевидны и становятся заметными только через несколько часов из-за физической слабости.
Применение
Литий — самый легкий из всех элементов и поэтому используется во многих областях. Например, для сплавов с алюминием и магнием, а также со свинцом, чтобы сделать их более стабильными и в то же время более легкими. Одним из наиболее важных применений является использование лития для батарей и аккумуляторов.
В качестве флюса в стекольной промышленности и в качестве добавки к глазури карбонат лития снижает вязкость веществ и облегчает их обработку. Другие соединения лития используются в качестве загустителей жиров и масел.
Хлорид лития — одно из твердых веществ, обладающих самой высокой способностью абсорбировать воду. Поэтому его используют в системах кондиционирования воздуха и для осушения промышленных газов. Соединения лития также подходят в качестве антифриза.
Некоторые соединения лития хорошо подходят в качестве смазочных материалов, поскольку их можно использовать как при очень высоких, так и при очень низких температурах. Литий показал хорошие результаты в лечении маниакально-депрессивных пациентов. В форме гидроксида лития (LiOH) он используется в качестве очистителя воздуха с сильным связыванием CO2.
Воздействие лития на здоровье
Содержание лития в организме человека составляет около 7 мг. Биологическая польза лития неизвестна, поэтому только небольшая его часть усваивается организмом, а излишки быстро выводятся. Карбонат лития используется в психиатрических целях в дозах, близких к пределу токсичности. При количестве 10 мг / л крови говорят о легком отравлении литием, 15 мг / л способствуют таким эффектам, как спутанность сознания и невнятная речь, а при концентрации около 20 мг / л существует угроза смерти.
Контакт с кожей может вызвать покраснение, раздражение и волдыри. Пероральный прием лития может вызвать спазмы в животе, что может привести к жгучей боли, тошноте, рвоте, чувству слабости или даже коме.
Воздействие лития на окружающую среду
Металлический литий реагирует с азотом, кислородом и водяным паром в присутствии воздуха. На поверхности лития образуется оксидный слой, в результате чего образуется гидроксид (LiOH), карбонат лития (Li2CO3) и нитрид лития (Li3N). Гидроксид лития представляет собой потенциальную опасность, поскольку он чрезвычайно агрессивен.
Опасность химического воздействия: сильный нагрев лития может вызвать сильный пожар или взрыв. Вещество может самовоспламеняться при контакте с воздухом, если оно мелко измельчено. При нагревании образуются токсичные пары. Литий бурно реагирует с сильными окислителями, кислотами и многими соединениями (углеводороды, галогены, бетон, песок и асбест). При реакции с водой образуются газообразный водород и коррозионные пары гидроксида лития, которые легко воспламеняются.
Литий и вода
Минеральная вода содержит 0,05–1 мг лития на литр. Литий также был обнаружен в больших количествах в лечебных водах Карлсбада, Мариенбада и Виши. В растворенном виде он встречается исключительно как Li + (водн.).
Как и в каких соединениях литий реагирует с водой?
Литий бурно реагирует с водой, образуя гидроксид лития и выделяя чрезвычайно легковоспламеняющийся водород. Однако экзотермическая реакция протекает медленнее, чем реакция натрия с водой, которая находится непосредственно под литием в периодической таблице.
При 750 C литий реагирует с водородом с образованием гидрида лития LiH. В результате получается белый порошок, который в более поздней реакции с водой выделяет газообразный водород, а именно 2800 литров на килограмм гидрида.
Растворимость лития и / или его соединений в воде
Литий в своей элементарной форме не растворяется в воде, но реагирует с ней. С другой стороны, соединения лития, такие как хлорид лития, карбонат лития, фосфат лития, фторид лития и гидроксид лития, могут быть более или менее растворимыми в воде. Последнее соединение имеет, например, растворимость в воде 129 г / л.
Как литий может попасть в воду?
Литий содержится во многих минералах, но прежде всего в амблигоните, петалите, лепидолите и сподумене. Для коммерческих целей лучше всего подходит сподумен (LiAl Si2O6).
Литий, относящийся к 1 классу опасности для воды (незначительно опасен), не представляет серьезной угрозы для растений и животных ни на суше, ни в водных экосистемах. Литий не считается необходимым элементом для роста растений. Слишком большое содержание лития может быть даже токсично для некоторых видов. Этому можно противодействовать, добавляя известь в почву, поскольку кальций препятствует усвоению более легких минералов. Содержание лития в различных растениях обычно составляет от 0,2 до 30 частей на миллион.
