תחמוצת ליתיום היא תרכובת כימית אורגנית של נוסחא Li 2 O אשר נוצר יחד עם כמויות קטנות של ליתיום חמצן כאשר מתכת ליתיום בוערת באוויר והוא משולב עם חמצן.
עד שנות התשעים שלטה שוק המתכות והליתיום על ידי הייצור האמריקני מפיקדונות מינרלים, אך בראשית המאה ה -21 רוב הייצור נבע ממקורות שאינם אמריקאים; אוסטרליה, צ'ילה ופורטוגל היו הספקים החשובים ביותר בעולם. בבוליביה מחצית ממרבצי הליתיום בעולם, אך היא אינה יצרנית גדולה.
מבנה תחמוצת ליתיום
הצורה המסחרית החשובה ביותר היא ליתיום קרבונט, Li 2 CO 3 , המיוצר ממינרלים או מי מלח על ידי מספר תהליכים שונים.
כאשר ליתיום נשרף באוויר, התוצר העיקרי הוא תחמוצת הלבן של תחמוצת ליתיום, Li 2 O. בנוסף, מיוצר מעט ליתיום פרוקסיד, Li 2 O 2 , גם לבן.
זה יכול להיעשות גם באמצעות פירוק תרמי של ליתיום הידרוקסיד, LiOH, או ליתיום מי חמצן, Li2O2.
4Li (s) + O 2 (g) → 2Li 2 O (s)
2LiOH (ים) + חום → Li 2 O (s) + H 2 O (g)
2Li 2 O 2 (ים) + חום → 2Li 2 O (s) + O 2 (g)
תכונות פיזיקליות וכימיות
תחמוצת ליתיום היא מוצקה לבנה המכונה ליתיה חסרת ארומה ובעלת טעם מלוח. הופעתו מוצגת באיור 2 (המרכז הלאומי למידע על ביוטכנולוגיה, 2017).
איור 2: הופעת תחמוצת ליתיום
תחמוצת ליתיום הם גבישים עם גיאומטריה אנטיליסטית הדומה לנתרן כלוריד (מעוקב פנים מעוקב). המבנה הגבישי שלה מוצג באיור 3 (מארק ווינטר [אוניברסיטת שפילד ו- WebElements Ltd, 2016).
איור 3: מבנה גבישי של תחמוצת ליתיום.
משקלו המולקולרי הוא 29.88 גרם / מול, צפיפותו היא 2.013 גרם / מ"ל, ונקודות ההתכה והרתיחה שלו הן 1438 ºC וכ- 2066 מעלות צלזיוס בהתאמה. התרכובת מסיסה מאוד במים, אלכוהול, אתר, פירידין, וניטרובנזן (Royal Society of Chemistry, 2015).
תחמוצת ליתיום מגיבה בקלות עם אדי מים ליצירת הידרוקסיד, ועם פחמן דו חמצני ליצירת קרבונט; לפיכך, יש לאחסן אותו ולנהל אותו באווירה נקייה ויבשה.
תרכובות תחמוצת אינן מוליכות חשמל. עם זאת, תחמוצות מובנות מסוימות של perovskite הם מוליכים אלקטרוניים המוצאים יישום בקתודה של תאי דלק תחמוצת מוצקים ומערכות לייצור חמצן.
מדובר בתרכובות המכילות לפחות אניון חמצן אחד וקטיון מתכת אחד (American Elements, SF).
תגובתיות ומפגעים
תחמוצת ליתיום היא תרכובת יציבה שאינה תואמת חומצות חזקות, מים ופחמן דו חמצני. למיטב ידיעתנו, התכונות הכימיות, הפיזיות והרעילות של תחמוצת ליתיום לא נחקרו ודיווחו ביסודיות.
הרעילות של תרכובות ליתיום היא פונקציה של מסיסותן במים. יון הליתיום רעיל למערכת העצבים המרכזית. התרכובת מאכלת ומרגיזה מאוד אם היא באה במגע עם העיניים, העור, בעת שאיפה או בליעה (ESPI METALS, 1993).
במקרה של מגע עם העיניים, בדוק אם אתה מרכיב עדשות מגע והסר אותן מייד. יש לשטוף את העיניים במים זורמים למשך 15 דקות לפחות, ולהשאיר את העפעפיים פתוחים. ניתן להשתמש במים קרים. אין להשתמש במשחה עיניים.
אם הכימיקל בא במגע עם בגדים, הסר אותו במהירות האפשרית והגן על הידיים והגוף שלך. הניחו את הקורבן תחת מקלחת בטיחות.
אם הכימיקלים מצטברים על עורו החשוף של הקורבן, כמו ידיים, העור המזהם נשטף בעדינות ובזהירות במים זורמים ובסבון שאינו שוחק. ניתן להשתמש במים קרים. אם הגירוי נמשך, פנה לטיפול רפואי. שוטפים את הבגדים המזוהמים לפני השימוש בהם שוב.
במקרה של שאיפה, יש לאפשר לקורבן לנוח באזור מאוורר היטב. אם השאיפה חמורה, יש לפנות את הקורבן לאזור בטוח ככל האפשר.
שחרר בגדים צמודים כמו צווארון, חגורה או עניבה. אם קשה לנפגע לנשום, יש לתת חמצן. אם הקורבן אינו נושם, מבוצעת החייאה פה לפה.
זכור תמיד כי זה מסוכן לאדם המספק סיוע בהחייאת פה לפה כאשר החומר בשאיפה רעיל, זיהומי או מאכל.
בכל המקרים יש לחפש טיפול רפואי מיידי (SIGMA-ALDRICH, 2010).
יישומים
תחמוצת ליתיום משמשת כשטף בזיגוגיות קרמיקה, ויוצר בלוז עם נחושת וורודים עם קובלט. תחמוצת ליתיום מגיבה עם מים ואדים ליצירת ליתיום הידרוקסיד ויש לבודד מהם.
תחמוצת ליתיום (Li 2 O) בעלת פוטנציאל הטריציום הגבוה שלה היא מועמדת אטרקטיבית לחומר התרבות המוצק של תחנת כוח היתוך DT, בגלל צפיפות גבוהה של אטומי ליתיום (בהשוואה לקרמיקה ליתיום אחרים) או ליתיום מתכתי) והמוליכות התרמית הגבוהה יחסית שלו (ליתיום אוקסיד (Li2O), SF).
Li 2 O ייחשף לטמפרטורות גבוהות תחת הקרנת נויטרונים במהלך פעולת שמיכת ההיתוך. בנסיבות אלה, מספר גדול של ליקויי הקרנה יתרחש ב- Li 2 O, כמו נפיחות הנגרמת על ידי הליום, התפשטות תרמית גבוהה יחסית, גידול תבואה, היווצרות LiOH (T), משקעים בטמפרטורה נמוכה והובלת המונים של LiOH (T) בטמפרטורות גבוהות.
יתר על כן, Li 2 O יופעל על ידי מתחים הנובעים מהבדלי התפשטות תרמית בין Li 2 O לחומרים מבניים. מאפיינים אלה של Li 2 O מובילים לבעיות הנדסיות מאתגרות הן בייצור שמיכות והן בעיצוב.
שימוש חדש אפשרי אחד הוא תחליף לתחמוצת ליתיום קובלט כמו הקתודה בסוללות ליתיום יון המשמשות להעברת מכשירים אלקטרוניים מטלפונים ניידים למחשבים ניידים וכן למכוניות המונעות על סוללות (Reade International Corp, 2016) .
הפניות
- מארק ווינטר [אוניברסיטת שפילד ו- WebElements Ltd. (2016). אלמנטים ברשת. נלקח מליתיום: תחמוצת דיליתיום webelements.com.
- אלמנטים אמריקאים. (SF). תחמוצת ליתיום. נלקח מ- americanelements americanelements.com.
- מתכות ESPI. (1993, יוני). תחמוצת ליתיום. לקוח מ- espimetals espimetals.com.
- תחמוצת ליתיום (Li2O). (SF). נלקח מ- ferp.ucsd.edu ferp.ucsd.edu.
- המרכז הלאומי למידע ביוטכנולוגי. (2017, 24 ביוני). מסד הנתונים של מתחם PubChem; CID = 166630. נלקח מ- PubChem pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
- Reade International Corp. (2016). אבקת ליתיום אוקסיד (Li2O). נלקח מ- reade reade.com
- החברה המלכותית לכימיה. (2015). תחמוצת ליתיום נלקחה מ- chemspiderchemspider.com.
- SIGMA-ALDRICH. (2010). גיליון נתוני בטיחות חומרים ליתיום תחמוצת. נלקח מ- chemblink chemblink.com.