Літій хлорид
ТУ 6-09-3768-83
LiCl
Хлорид літію- хімічна сполука лужного металу літію та хлору з формулою LiCl. Білі, гігроскопічні кристали, що розпливаються на повітрі. Добре розчиняється у воді, утворює кілька кристалогідратів.
Хлорид літію – гігроскопічний кристалічний порошок, що має широке застосування і як добавка, і як самостійний реагент для реакції осушення.
Хлорид літію - це типова іонна сполука, невеликий розмір іона літію зумовлює властивості, відмінні від властивостей хлоридів лужних металів, як то: дуже хорошу розчинність у полярних розчинниках (83 г/100 мл води при 20 °C) і більшу гігроскопічність
Фізичні властивості хлориду літію:
Безводний хлорид літію утворює білі, дуже гігроскопічні кристали, кубічній сингонії, просторова група. F m3m, параметри комірки а= 0,513 988 нм, Z = 4.
Добре розчиняється у воді (83 г/100 мл води за 20 °C).
Утворює легкоплавкі сплави із хлоридами інших лужних металів: LiCl NaCl - температура плавлення 575°С; LiCl 2NaCl - 610 ° С; LiCl KCl - 350 ° С; LiCl RbCl - 324 ° С; LiCl CsCl - 352 ° С; LiCl 2CsCl - 382°С.
Хімічні властивості хлориду літію:
- Хлорид літію утворює кристалогідрати, на відміну від інших хлоридів лужних металів. Відомі моно-, ді-, три-і пентагідрати. У розчинах аміаку утворює іони +. Сухий хлорид літію абсорбує газоподібний аміак, утворюючи LiCl. x NH 3 , де x=1÷5.
- Як і будь-який інший іонний хлорид, хлорид літію в розчині дає стандартні реакції на хлорид-іон:
- Руйнується сильними кислотами:
- Так як деякі солі літію малорозчинні, то хлорид літію легко вступає в обмінні реакції:
Фізичні дані хлориду літію
Фізичний стан: твердий.
Колір білий.
дрібний порошок.
Запах: відсутня.
Молекулярна вага: 42.39.
Температура: 605°C.
Температура кипіння: 1382°C.
Щільність: 2,068 г/см3.
Розчинність: 832 г/л води за 2°C.
Стабільність: стійке. Берегти від вологи.
Сумісність: несумісне з сильними окислювачами, сильними кислотами, бром тріхлорідом, бром трифторидом. Гігроскопічно.
Застосування хлориду літію:
- Використовується для отримання літію розплаву електролізом суміші хлориду літію з хлоридом калію при 600 °C. Також використовується як флюс при плавці та паянні алюмінію та магнію.
- Сіль використовується як осушувач.
- Хлорид літію використовується в органічному синтезі, наприклад, як добавка реакції Стілле. Ще одним застосуванням є використання хлориду літію для осадження РНК клітинних екстрактів.
- Також використовується в піротехніці для надання полум'я темно-червоного відтінку.
- Використовується як твердий електроліт у хімічних джерелах струму.
Товарним продуктом у розглянутих вище методах переробки літій містить сировини є карбонат літію. Виняток становить вапняний метод. Карбонат літію використовується безпосередньо і, крім того, він є джерелом отримання різних сполук літію, основними з яких є гідроксид і хлорид.
Одержання гідроксиду літію. Єдиним промисловим способом отримання гідроксиду літію є каустифікація вапном у розчині:
Li 2 CO 3 + Ca(OH) 2 → 2LiOH + CaCO 3 (36)
Наведені нижче дані щодо розчинності (20 ºС) компонентів реакції 34 (табл. 5) показують, що рівновага реакції має бути зрушена вправо:
Таблиця 5
|
З'єднання | ||||
|
Розчинність, г/100г H 2 O |
У той же час з даних розчинності в системі Li 2 CO 3 - Ca(OH) 2 - H 2 O при 75 ºС слід, що максимальна концентрація LiOH не може бути вище 36 г/л, тобто. можна одержувати лише розбавлені розчини LiOH. Вихідним продуктом при каустифікації є вологий карбонат літію. Карбонат літію та гідроксид кальцію замішують у реакторі; вапно береться у кількості 105% від теоретичного. Реакційна маса нагрівається до кипіння. Потім пульпу відстоюють та освітлений розчин декантують. Він містить 28,5-35,9 г/л LiOH. Шлам (карбонат кальцію) піддають тристадійному протиточному промиванню для додобування літію. Основний розчин упарюють до 166,6 г/л LiOH. Потім температура знижується до 40 °С. Гідроксид літію виділяється у вигляді моногідрату LiOH∙H 2 O, кристали якого відокремлюють від маточного розчину центрифугуванням. Для отримання чистої сполуки первинний продукт перекристалізовують. Вихід літію у готовий продукт – 85-90%. Основний недолік методу – високі вимоги до чистоти вихідних продуктів. Карбонат літію має містити мінімальну кількість домішок, особливо хлоридів. Вапно не повинно містити алюмінію, щоб уникнути утворення малорозчинного алюмінію літію.
Одержання хлориду літію.Промисловий спосіб одержання хлориду літію заснований на розчиненні карбонату або гідроксиду літію в соляній кислоті, причому зазвичай використовують карбонат:
Li 2 CO 3 + HCl → 2LiCl + H 2 O + CO 2 (37)
LiOH + HCl → LiCl + H 2 O (38)
Технічні карбонат та гідроксид літію містять значну кількість домішок, які необхідно попередньо видаляти. Карбонат літію зазвичай очищають, переводячи його в добре розчинний гідрокарбонат з подальшою декарбонізацією та виділенням Li 2 CO 3 . Після очищення карбонату літію, що містить 0,87 г/л SO 4 2- та 0,5 % лужних металів, одержують продукт, що містить сліди сірки та 0,03-0,07 % лужних металів. Для очищення гідроксиду використовують перекристалізації або осадження Li 2 CO 3 карбонізації розчину. Принципова схема одержання хлориду літію з карбонату представлена на рис. 16.
Мал. 16. Принципова схема отримання хлориду літію
Процес одержання хлориду літію пов'язаний із двома труднощами – упарюванням розчинів та зневодненням солі. Хлорид літію та його розчини мають високу корозійну здатність, а безводна сіль – велика гігроскопічність. Хлорид літію при нагріванні руйнує майже всі метали, крім платини та танталу, тому для упарювання розчинів LiCl застосовується апаратура зі спецсплавів, а для зневоднення – керамічна.
Для отримання хлориду літію використовують вологий карбонат, який обробляють 30% HCl. Отриманий розчин містить ~360 г/л LiCl (щільність 1,18-1,19 г/см3). Для розчинення дають невеликий надлишок кислоти та після перемішування осаджують сульфат-іони хлоридом барію. Потім розчин нейтралізують карбонатом літію і додають LiOH для отримання 0,01 н розчину LiOH. Розчин кип'ятять для виділення Ca, Ba, Mg, Fe та інших домішок у вигляді гідроксидів, карбонатів або основних карбонатів.
Після фільтрування отримують 40% розчин LiCl, частина якого знаходить безпосереднє застосування, а велика частина переробляється на безводну сіль, Безводний хлорид літію отримують в послідовно з'єднаних випарної вежі і сушильному барабані. Вміст домішок у хлориді літію наводиться нижче (табл. 6):
Таблиця 6
|
Нерозчинний залишок |
Хлорид літію – гігроскопічний кристалічний порошок, що має широке застосування і як добавка, і як самостійний реагент для реакції осушення. Купити літій хлорид можна вигідно зі складу у Москві у АТ «Реахім». Компанія гарантує своєчасну доставку в будь-яку точку Росії, термін гарантії реагенту, його чистоту і придатність до використання. Для замовлення заповніть форму на сайті або зв'яжіться з нами за контактними телефонами.
Загальне визначення
Літію хлорид – білий порошок без вираженого запаху, що інтенсивно вбирає вологу з повітря. Добре розчинний у воді. Області застосування включають пайки, зварювання, осушення. Під час горіння дає червоний колір полум'я.
Застосування
Основне застосування літій хлориду: у піротехніці для фарбування полум'я, як флюс для паяння виробів з алюмінію, в рефрижераторах, як солі для осушення, для осадження РНК, бере участь у реакції Стілле як добавка.
Отримання
Літій хлорид можна отримати шляхом різних реакцій:
- Карбонат літію або оксиду літію або гідроксиду літію з соляною кислотою;
- Обмінна реакція з барієм хлоридом.
Ідентифікація
Назва: Літій хлорид / Lithium chloride
Формула: LiCl
Фізичні данні
Фізичний стан: твердий.
Колір білий.
дрібний порошок.
Запах: відсутня.
Молекулярна вага: 42.39.
Температура: 605°C.
Температура кипіння: 1382°C.
Щільність: 2,068 г/см3.
Розчинність: 832 г/л води за 2°C.
Стабільність: стійке. Берегти від вологи.
Сумісність: несумісний з сильними окислювачами, сильними кислотами, бром трихлоридом, бром трифторидом. Гігроскопічно.
Пожежа та вибух
Придатні засоби для гасіння пожежі за участю літію хлорид: CO 2 , сухий порошок, вода дрібним струменем, водяний спрей, алкопена. Сам реагент не спалахує.
Вплив на організм
Небезпека незахищеної взаємодії з хлорид літієм полягає в тому, що реагент впливає на центральну нервову систему.
Захисні заходи
Стандартні захисні заходи при роботі з хлорид літієм включають наявність захисного одягу для шкіри, рук, захисного екіпірування на обличчя і очі.
Безпека
Коди ризику:
- 22 - Небезпечно при ковтанні;
- 36/38 – Дратує очі та шкіру.
Коди безпеки:
- 26 – У разі потрапляння в очі негайно промити очі великою кількістю води та звернутися за медичною допомогою;
- 37/39 – Одягти відповідні рукавички та засоби захисту очей/особи.
Зберігання
Приміщення, в якому зберігається літій хлорид, повинне бути сухим, загальна температура триматися в межах 2-8°C, повинна бути хороша вентиляція.
Упаковка та транспортування
Для продажу, транспортування, застосування та подальшого зберігання літій хлориду використовуються полібутилі обсягом від 10 до 100 г з маркуванням про небезпеку речовини.
Літію хлорид(літій хлористий) - сіль лужного металу літію.
Фізико-хімічні властивості.
Хімічна формула LiCl. Безбарвні кристали щільністю 2,07 г/см3 (при 25°С). Температура плавлення 614 °С. Температура кипіння становить 1380°С. Теплота утворення кристалів дорівнює -97,70 ккал/моль. Теплота плавлення -3,2 ккал/моль. Теплота випаровування 36,0 ккал/моль. При нагріванні водних розчинів літію хлориду випаровування його разом із водяною парою не відбувається. Кристали хлориду літію гігроскопічні та розпливаються на повітрі. З водних розчинів хлористий літій виділяється у вигляді кристалогідратів, точки переходу мають залежність від температури:
94,0°C LiCl ↔ LiCl × H 2 O
19,0°C LiCl × H 2 O ↔ LiCl × 2H 2 O
20,5°C LiCl × 2H 2 O ↔ LiCl × 3H 2 O
65,6°C LiCl × 3H 2 O ↔ LiCl × 5H 2 O
| Розчинник | Температура, °С | Розчинність, г/100 г розчинника |
| Аміак рідкий | -34 | 0,54 |
| Ацетон | 20 | 1,2 |
| 50 | 0,61 | |
| Вода | 0 | 68,3 |
| 10 | 74,5 | |
| 20 | 83,2 | |
| 25 | 84,5 | |
| 30 | 85,9 | |
| 40 | 89,4 | |
| 60 | 98,8 | |
| 80 | 112,3 | |
| 100 | 128,8 | |
| 125 | 134,2 | |
| 150 | 139,7 | |
| Метанол | 0 | 45,2 |
| 10 | 44,2 | |
| 20 | 43,8 | |
| 40 | 44,1 | |
| 60 | 44,6 | |
| Пірідін | 15 | 7,8 |
| Етанол | 0 | 14,4 |
| 10 | 16,8 | |
| 20 | 24,3 | |
| 40 | 25,4 | |
| 60 | 23,5 |
Застосування.
Хлористий літій застосовують у медицині, металургії, машинобудуванні, енергетиці, сільському господарстві.
Літію хлорид застосовують у складах розплавлюваних солей для отримання деяких кольорових металів способом електролізу. Деякі кольорові метали можуть бути отримані тільки цим способом, наприклад, Al, Mg, Ca, Na, Be, Li. З водяних розчинів відсутня можливість отримання таких металів, т.к. на катоді виділяється водень, який перешкоджає виділенню чистого металу. Ряд інших кольорових металів можуть бути отримані іншими способами, однак, спосіб електролізу розплавлених солей є кращим, наприклад, Ta, As, Pb, Sn, Th, Nb, Zr, Ti.
Склади солей застосовують багатокомпонентні, що складаються з хлоридів амонію, літію, рубідії, натрію, калію і т.д. Вміст літію хлориду (вагою) у цих складах становить 2÷52%.
Літію хлорид входить до складу флюсів для зварювання алюмінієвих та магнієвих сплавів: Д-16, МА2-1, МА-8, АМц, АМг3, АМг5, АМг6, АД31, АД32 та ін. При зварюванні флюси руйнують окисну плівку на поверхні металів значний вплив на поверхневий натяг розплаву зменшують крайовий кут.
Використовують різні склади флюсів:
Склад №1. Компоненти, вага, %: калію хлорид – 30÷60; літію хлорид – 10÷40; барію хлорид – 0÷30; літію фторид – 2÷10; алюмінію фторид – 1,5÷7.
Склад №2. Компоненти, вага, %: натрію хлорид – 20÷20,5; літію хлорид – 25÷25,5; барію хлорид – 48÷49,5; літію фторид – 5÷5,3; алюмінію фторид – 1,5÷7.
Технологія виготовлення флюсів полягає у розплавленні компонентів, а потім у розтиранні в порошок. Після зварювання для підвищення корозійної стійкості швів їх промивають 0,5% калію біхромату або 25% розчином натрію гідроксиду або 10% азотною кислотою. Після закінчення шви промивають водою.
Абсорбенти на основі хлориду літію застосовують у холодильній техніці як робочі суміші. Переваги таких робочих сумішей є високий тепловий коефіцієнт робочого циклу холодильної установки, що може становити 0,886. Такі холодильні установки застосовують для отримання холодної води із температурою 5÷8°С. Потужність установок від одного до кількох десятків МВт. Конструкцією передбачається закипання літій водяної суміші в умовах вакууму, живлення холодильні установки одержують від парових або водогрійних котлів. З метою зниження корозійної активності робочі суміші вводять присадки у вигляді добавок хроматів, нітратів, літію гідроксиду.
Склад робочої суміші, мас.%: літію хлорид - 15÷40; літію нітрат - 2÷30; літію хромат 0,06÷0,1; літію гідроксид 0,06÷0,1; вода – інше.
Літію хлорид застосовують у джерелах струму, що працюють при високих температурах. Він входить до складу електролітів, які при робочій температурі знаходяться в рідкому або пастоподібному вигляді. Такий електроліт може містити до 95% хлориду літію.
Наприклад, електроліт складу, мовляв: калію хлорид – 10, цезію хлорид – 15, літію хлорид – 75 має пастоподібний вигляд при робочій температурі 265÷400°С. Цей електроліт отримують сплавленням зазначених компонентів при 550°С.
Одержання літію хлориду.
Основним промисловим та лабораторним способами одержання літію хлориду є одержання з вуглекислого літію шляхом розчинення його в соляній кислоті. Рівняння хімічної реакції має вигляд:
Li 2 CO 3 +2HCl = 2LiCl + H 2 O + CO 2