Гидрид лития
Гидрид лития | |
---|---|
![]() | |
Общие | |
Систематическое наименование |
гидрид лития |
Традиционные названия | гидрид лития, водородистый литий |
Хим. формула | LiH |
Рац. формула | LiH |
Физические свойства | |
Состояние | твердое |
Молярная масса | 7,95 г/моль |
Плотность | 0,82 г/см³ |
Термические свойства | |
Температура | |
• плавления | 692 °C |
Энтальпия | |
• образования | -90,7 кДж/моль |
Удельная теплота плавления | 21,8 Дж/кг |
Химические свойства | |
Растворимость | |
• в воде | реагирует с водой |
Безопасность | |
Предельная концентрация | 0,1 мг/м³ |
ЛД50 | 100-143 мг/кг |
Токсичность | высокая |
Пиктограммы ECB |
|
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное. |
Гидрид лития — неорганическое бинарное соединение щелочного металла лития и водорода. В расплавленном состоянии восстанавливает оксиды металлов и неметаллов. Под действием рентгеновского и ультрафиолетового излучения окрашивается в голубой цвет. Также возможен дейтерид лития с формулой LiD, применяемый в качестве горючего в термоядерных бомбах.
Получение
Гидрид лития получают реакцией синтеза непосредственно из элементов лития и водорода:
- [math]\displaystyle{ \mathsf{2Li + H_2 \ \xrightarrow{500-700^oC}\ 2LiH } }[/math]
или восстановлением нитрида лития водородом:
- [math]\displaystyle{ \mathsf{Li_3N + 3H_2 \ \xrightarrow{300^oC}\ 3LiH + NH_3 } }[/math]
Физические свойства
Белый, лёгкий порошок, плавится без разложения в инертной атмосфере. Образует бесцветные кристаллы кубической сингонии, пространственная группа F m3m, параметры ячейки a = 0,4083 нм, Z = 4, структура типа NaCl.
Под действием излучения от видимого до рентгеновского кристаллы окрашиваются в интенсивный голубой цвет из-за образования твёрдого коллоидного раствора металлического лития в гидриде лития.
Слабо растворим в диэтиловом эфире.
Химические свойства
![](https://cdn.xn--h1ajim.xn--p1ai/thumb.php?f=LiHcrack.jpg&width=300)
Гидрид лития относительно устойчив в сухом воздухе. Парами воды быстро гидролизуется (с водой реакция идёт бурно, возможно самовоспламенение):
- [math]\displaystyle{ \mathsf{LiH + H_2O \ \xrightarrow{\ \ \ }\ LiOH + H_2 } }[/math]
При нагревании выше 850°С (а в вакууме до 450°С) начинает распадаться на элементы:
- [math]\displaystyle{ \mathsf{2LiH \ \xrightarrow{850^oC}\ 2Li + H_2 } }[/math]
Электролизом расплава также можно разложить гидрид лития на элементы, при этом водород выделяется на аноде, т.е. в расплаве происходит электролитическая диссоциация:
- [math]\displaystyle{ \mathsf{LiH \ \rightleftarrows\ Li^+ + H^- } }[/math]
С кислородом и азотом начинает взаимодействовать только при нагревании и результат зависит от температуры:
- [math]\displaystyle{ \mathsf{4LiH + O_2 \ \xrightarrow{300-350^oC}\ 2Li_2O + 2H_2 } }[/math]
- [math]\displaystyle{ \mathsf{2LiH + O_2 \ \xrightarrow{400-500^oC}\ 2LiOH } }[/math]
- [math]\displaystyle{ \mathsf{4LiH + N_2 \ \xrightarrow{300-350^oC}\ 2Li_2NH + H_2 } }[/math]
- [math]\displaystyle{ \mathsf{3LiH + N_2 \ \xrightarrow{400-500^oC}\ Li_3N + NH_3 } }[/math]
Реагирует с другими неметаллами (C, P, S, Si):
- [math]\displaystyle{ \mathsf{2LiH + 4C \ \xrightarrow{400^oC}\ Li_2C_2 + C_2H_2 } }[/math]
Восстанавливает оксиды металлов и неметаллов:
- [math]\displaystyle{ \mathsf{4LiH + 3SiO_2 \ \xrightarrow{200^oC}\ 2Li_2SiO_3 + Si + 2H_2 } }[/math]
Может образовывать двойные гидриды:
- [math]\displaystyle{ \mathsf{4LiH + AlCl_3 \ \xrightarrow{\ \ }\ Li[AlH_4] + 3LiCl } }[/math]
Применение
Используется как осушитель, как сырье для производства алюмогидрида лития (сильный восстановитель, используемый в органическом синтезе), как замедлитель в радиационных защитах ядерных реакторов. Также гидрид лития используется как легкий и портативный источник водорода для аэростатов и спасательного снаряжения.
Дейтерид лития-6
Дейтерид лития-6 6LiD (или 6Li2H) используется как термоядерное топливо в термоядерном оружии.
Безопасность
Вещество токсично. ПДК 0,03 мг/дм³. При контакте с кожей и слизистыми оболочками (в чистом виде) гидрид лития может вызвать химический ожог.
ЛД50 на белых мышах — 140—143 мг/кг.
Имелись также данные о том, что гидрид лития является генетическим ядом, а также — антагонистом ионов натрия, которые, в свою очередь и являются обязательным макроэлементом для живых организмов.
См.также
Примечания
Литература
- Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1990. — Т. 2. — 671 с. — ISBN 5-82270-035-5.
- Лидин Р.А. и др. Химические свойства неорганических веществ: Учеб. пособие для вузов. — 3-е изд., испр. — М.: Химия, 2000. — 480 с. — ISBN 5-7245-1163-0.
- Рипан Р., Четяну И. Неорганическая химия. Химия металлов. — М.: Мир, 1971. — Т. 1. — 561 с.