<strong>литий металл</strong><br> (lithium metal)

Металлы в музыке: жёсткий жанр рок-музыки

О соответствующем направлении рок-музыки см. Метал.

Запрос Металл перенаправляется сюда; см. также другие значения.

Металлы — одни из самых распространённых материалов, используемых цивилизацией на протяжении практически всей её истории.

Из 118 химических элементов, открытых на 2019 год, к металлам часто относят (единого общепринятого химического определения нет, например, полуметаллы и полупроводники не всегда относят к металлам):

Группы металлов по химическим свойствам

• 6 элементов в группе щелочных металлов: Li, Na, K, Rb, Cs, Fr;
• 6 в группе щёлочноземельных металлов: Ca, Sr, Ba, Ra; а также Mg и Be;
• 38 в группе переходных металлов:
  • Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn;
  • Y, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd;
  • Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg;
  • Rf, Db, Sg, Bh, Hs, Mt, Ds, Rg, Cn;
• 7 в группе лёгких металлов: Al, Ga, In, Sn, Tl, Pb, Bi;
• 14 в группе лантаноидов + лантан (La): Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu;
• 14 в группе актиноидов + актиний (Ac): Th, Pa, U, Np, Pu, Am, Cm, Bk, Cf, Es, Fm, Md, No, Lr.

Таким образом, к металлам могут относиться более 90 элементов из всех открытых.

Происхождение слова металл

Бо́льшая часть металлов присутствует в природе в виде руд и соединений. Они образуют оксиды, сульфиды, карбонаты и другие химические соединения. Для получения чистых металлов и дальнейшего их применения необходимо выделить их из руд и провести очистку. При необходимости проводят легирование и другую обработку металлов. Изучением этого занимается наука металлургия.

Извлечение металлов из руд

Металлы извлекают из земли в процессе добычи полезных ископаемых. Для выяснения нахождения руд в земной коре используются специальные поисковые методы, включающие разведку и исследование рудных месторождений. Месторождения руд разрабатываются открытым или карьерным способом и подземным или шахтным способом.

Иногда применяется комбинированный (открыто-подземный) способ разработки рудных месторождений.

Металлы играют важную роль во многих отраслях промышленности и повседневной жизни, их использование обширно и разнообразно.

Извлечение металлов из руды: процесс обогащения

После извлечения руд они, как правило, подвергаются обогащению. При этом из исходного минерального сырья выделяют один или несколько полезных компонентов:

• Рудный концентрат(ы)
• Промпродукты
• Отвальные хвосты

Процессы обогащения

В процессах обогащения используют отличия минералов полезного компонента и пустой породы в различных свойствах, таких как:

• Плотность
• Магнитная восприимчивость
• Электропроводность
• Химические свойства
• Форма зёрен и др.

Извлечение металлов

Из добытой и обогащённой руды металлы извлекаются, как правило, с помощью химического или электролитического восстановления. В зависимости от вида металла и типа загрязнения, применяются различные методы извлечения.

В пирометаллургии для преобразования руды в металлическое сырьё используются высокие температуры, в гидрометаллургии применяются для тех же целей водные растворы.

Сульфидные руды обычно не улучшаются непосредственно до получения чистого металла, но обжигаются на воздухе для преобразования в окислы.

Физические свойства металлов

Все металлы при нормальных условиях находятся в твёрдом состоянии, однако обладают различной твёрдостью. Ниже приведена таблица с твёрдостью некоторых металлов.

Температуры плавления чистых металлов различаются, лежат в диапазоне от −39 °C (ртуть) до 3410 °C (вольфрам). Большинство металлов имеют высокую температуру плавления. Тем не менее, некоторые, такие как олово и свинец, могут расплавиться на обычной электрической или газовой плите.

Исходя из плотности, металлы делят на лёгкие (0,53 ÷ 5 г/см³) и тяжёлые (5 ÷ 22,5 г/см³). Например, литий является одним из самых лёгких металлов (плотность 0,53 г/см³), тогда как самый тяжёлый металл имеет плотность около 22,6 г/см³.

Большинство металлов пластичны, но не все. Золото, серебро и медь очень пластичны и используются в различных производствах. Однако цинк, олово, марганец и висмут показывают низкую пластичность и склонность к ломкости. Важную роль в пластичности играет чистота металла.

Теплопроводность и электропроводность металлов

Высокая теплопроводность металлов также зависит от подвижности свободных электронов. Поэтому ряд теплопроводностей похож на ряд электропроводностей, и лучшим проводником тепла, как и электричества, является серебро. Натрий также находит применение как хороший проводник тепла; широко известно, например, применение натрия в клапанах автомобильных двигателей для улучшения их охлаждения.

Сравнение теплопроводности металлов

Цвет металлов

Цвет у большинства металлов примерно одинаковый — светло-серый с голубоватым оттенком. Золото, медь и цезий соответственно жёлтого, красного и светло-жёлтого цвета. Осмий имеет хорошо различимый голубой цвет.

Взаимодействие с простыми веществами

На внешнем электронном уровне у большинства металлов небольшое количество электронов (1-3), поэтому они в большинстве реакций выступают как восстановители (то есть отдают свои электроны).

Реакции с простыми веществами

• Оксид лития
• Пероксид натрия
• Надпероксид калия

Чтобы получить из пероксида оксид, пероксид восстанавливают металлом.

Железо взаимодействует с серой при нагревании, образуя сульфид.

Взаимодействие кислот с металлами

С кислотами металлы реагируют по-разному. Металлы, стоящие в электрохимическом ряду активности металлов (ЭРАМ) до водорода, взаимодействуют практически со всеми кислотами.

Взаимодействие неокисляющих кислот с металлами

Происходит реакция замещения, которая также является окислительно-восстановительной.

Взаимодействие концентрированной серной кислоты H2SO4 с металлами

Окисляющие кислоты могут взаимодействовать и с металлами, стоящими в ЭРАМ после водорода.

Реакции для азотной кислоты (HNO3)

При взаимодействии с активными металлами вариантов реакций ещё больше.

Легирование металлов

Легирование — это введение в расплав дополнительных элементов, модифицирующих механические, физические и химические свойства основного материала.

Совокупность электронов в металле часто называют электронным газом. Фононы, или колебания решётки, также вносят свой вклад в теплопроводность металлов.

Важность легирования и покрытий для предотвращения коррозии

Из-за лёгкой отдачи электронов возможно окисление металлов, что может приводить к коррозии и деградации свойств. Способность к окислению можно узнать по активности металлов. Это подчеркивает важность использования металлов в сплавах (особенно со сталью), их легирование и применение различных покрытий.

Квантовая механика и электронные свойства металлов

Для более точного описания электронных свойств металлов используется квантовая механика. Уровни энергии электронов отдельных атомов перекрываются, образуя разрешённые зоны, включая валентную зону. В металлах валентная зона становится очень широкой из-за слабой связи валентных электронов, что приводит к высокой электропроводности и теплопроводности.

Кристаллическая структура сплавов и вакансии в кристаллической решётке

Ни один металл не может быть абсолютно чистым. Технически чистые металлы могут содержать примеси. Первые примеси обычно входят в кристалл в виде твёрдого раствора. Существует два основных типа твёрдых растворов:

1. Внедрённые растворы: важными элементами для металлов являются водород, бор, углерод, азот и кислород.

2. Межвалентные растворы: образуются за счёт изменений в составе металла на стадии литья или обработки.

Присутствие дислокаций и границ между кристаллами также влияет на свойства металлов, облегчая проникновение примесей и влияя на их структуру.

При увеличении содержания примесей растворённые атомы входят и в основную массу кристалла, однако всё ещё имеется избыток примеси по границам зёрен и вокруг дислокаций. Когда содержание примеси превышает предел растворимости, появляется новая фаза, которая может представлять собой или растворённое вещество, или промежуточную фазу, или соединение. В таких случаях границы между фазами могут быть двух родов. В общем случае кристаллическая структура частичек примеси слишком отлична от структуры металла-растворителя, поэтому решётки двух фаз не могут переходить одна в другую, образуя непрерывную структуру. В таких случаях на границах раздела фаз образуются слои с нерегулярной (искажённой) структурой. С образованием границ связано появление свободной поверхностной энергии, однако энергия деформации решётки растворителя относительно невелика. В таких случаях говорят, что эти частицы выделяются некогерентно.

Металлы и их сплавы — одни из главных конструкционных материалов современной цивилизации. Это определяется, прежде всего, их высокой прочностью, однородностью и непроницаемостью для жидкостей и газов. Кроме того, меняя рецептуру сплавов, можно менять их свойства в очень широких пределах.

Металлы используются как в качестве хороших проводников электричества (медь, алюминий), так и в качестве материалов с повышенным сопротивлением для резисторов и электронагревательных элементов (нихром и т. п.).

Металлы и их сплавы широко применяются для изготовления инструментов (их рабочей части). В основном, это инструментальные стали и твёрдые сплавы. В качестве инструментальных материалов применяются также алмаз, нитрид бора, керамика.

История развития представлений о металлах

Знакомство человека с металлами началось с золота, серебра и меди, то есть с металлов, встречающихся в свободном состоянии на земной поверхности; впоследствии к ним присоединились металлы, значительно распространенные в природе и легко выделяемые из их соединений: олово, свинец, железо и ртуть. Эти семь металлов были знакомы человечеству в глубокой древности. Среди древнеегипетских артефактов встречаются золотые и медные изделия, которые, по некоторым данным, относятся к эпохе, удаленной на 3000—4000 лет от н. э.

К семи известным металлам уже только в средние века прибавились цинк, висмут, сурьма и в начале XVIII столетия мышьяк. С середины XVIII века число открытых металлов быстро возрастает и к началу XX столетия доходит до 65, а к началу XXI века — до 96.

Ни одно из химических производств не способствовало столько развитию химических знаний, как процессы, связанные с получением и обработкой металлов; с историей их связаны важнейшие моменты истории химии. Свойства металлов так характерны, что уже в самую раннюю эпоху золото, серебро, медь, свинец, олово, железо и ртуть составляли одну естественную группу однородных веществ, и понятие о «металле» относится к древнейшим химическим понятиям. Однако воззрения на их натуру в более или менее определенной форме появляются только в средние века у алхимиков. Правда, идеи Аристотеля о природе: образования всего существующего из четырёх элементов (огня, земли, воды и воздуха) уже тем самым указывали на сложность металлов; но эти идеи были слишком туманны и абстрактны. У алхимиков понятие о сложности металлов и, как результат этого, вера в возможность превращать одни металлы в другие, создавать их искусственно, является основным понятием их миросозерцания.

Лишь Лавуазье выяснил роль воздуха при горении и показал, что прибыль в весе металлов при обжигании происходит от присоединения к металлам кислорода из воздуха, и таким образом установил, что акт горения металлов есть не распадение на элементы, а, напротив, акт соединения, вопрос о сложности металлов был решен отрицательно. Металлы были отнесены к простым химическим элементам, в силу основной идеи Лавуазье, что простые тела суть те, из которых не удалось выделить других тел. С созданием периодической системы химических элементов Менделеевым элементы металлов заняли в ней своё законное место.

ЛИТИЙ МЕТАЛЛ = МЕТАЛЛИЧЕСКИЙ ЛИТИЙ

CAS-№ : 7439-93-2 EC-№ : 231-102-5 Номер в леях: MFCD00134051 Формула: Ли

Литий – это химический элемент с символом Li и атомным номером 3. Литий-металл – мягкий серебристо-белый щелочной металл. Литий – самый легкий твердый элемент в периодической таблице. В стандартных условиях металлический литий является наименее плотным металлом и наименее плотным твердым элементом. Как и все щелочные металлы, литий обладает высокой реакционной способностью и должен храниться в вакууме, в инертной атмосфере или в инертной жидкости, такой как очищенный керосин или минеральное масло.

При резке металлический литий имеет металлический блеск, но влажный воздух быстро разъедает металлический литий до тускло-серебристо-серого, а затем черного цвета. Металлический литий никогда не встречается в природе свободно, а только в (обычно ионных) соединениях, таких как пегматитовые минералы, которые когда-то были основным источником лития. Из-за растворимости металлического лития в виде иона металлический литий присутствует в океанской воде и обычно получается из рассолов. Металлический литий изолирован электролитически от смеси хлорида лития и хлорида калия. Литий обычно доступен в различных концентрациях.

Ядро атома лития находится на грани нестабильности, поскольку два стабильных изотопа лития, встречающиеся в природе, имеют одни из самых низких энергий связи на нуклон среди всех стабильных нуклидов. Из-за относительной ядерной нестабильности лития литий менее распространен в солнечной системе, чем 25 из первых 32 химических элементов, хотя ядра лития очень легкие: литий является исключением из тенденции, согласно которой более тяжелые ядра встречаются реже. По связанным причинам литий имеет важное применение в ядерной физике. Щелочные металлы также называют семейством лития, в честь его ведущего элемента.

Как и другие щелочные металлы (натрий (Na), калий (K), рубидий (Rb), цезий (Cs) и франций (Fr)), литий имеет один валентный электрон, который легко передается с образованием катиона. . Из-за этого литий является хорошим проводником тепла и электричества, а также элементом с высокой реакционной способностью, хотя он наименее реактивен из щелочных металлов. Низкая реакционная способность лития связана с близостью его валентного электрона к его ядру. Расплавленный литий значительно более активен, чем его твердая форма. Металлический литий достаточно мягкий, чтобы его можно было разрезать ножом.

При резке металлический литий приобретает серебристо-белый цвет, который быстро меняется на серый при окислении до оксида лития. Температура плавления металлического лития 180,50 ° C (453,65 K; 356,90 ° F) и точка кипения металлического лития 1342 ° C (1615 K; 2448 ° F) являются наивысшими из всех щелочных металлов, в то время как плотность металлического лития 0,534 г / см3 самый низкий. Литий имеет очень низкую плотность (0,534 г / см3), сравнимую с древесиной сосны. Литий – наименее плотный из всех элементов, находящихся в твердом состоянии при комнатной температуре; следующий по легкости твердый элемент (калий 0,862 г / см3) более чем на 60% плотнее.

При температурах ниже 70 К литий, как и натрий, претерпевает бездиффузионные фазовые превращения. При 4,2 К литий имеет ромбоэдрическую кристаллическую систему (с девятислойным повторяющимся интервалом); при более высоких температурах литий превращается в гранецентрированный кубический, а затем в объемноцентрированный кубический. При температурах жидкого гелия (4 К) преобладает ромбоэдрическая структура. Для лития при высоких давлениях были идентифицированы множественные аллотропные формы. Литий легко реагирует с водой, но заметно менее активно, чем другие щелочные металлы.

В результате реакции образуется газообразный водород и гидроксид лития. При размещении над пламенем соединения лития приобретают поразительный малиновый цвет, но когда металл горит сильно, пламя становится сверкающим серебром. Литий воспламеняется и сгорает в кислороде при контакте с водой или водяным паром. Во влажном воздухе литий быстро тускнеет, образуя черный слой гидроксида лития (LiOH и LiOH · H2O), нитрида лития (Li3N) и карбоната лития (Li2CO3, результат вторичной реакции между LiOH и CO2). Литий – один из немногих металлов, вступающих в реакцию с газообразным азотом.

Литий имеет диагональные отношения с магнием, элементом с таким же атомным и ионным радиусом. Химическое сходство между двумя металлами включает образование нитрида в результате реакции с N2, образование оксида (Li2O) и пероксида (Li2O2) при сжигании в O2, солей с аналогичной растворимостью и термическую нестабильность карбонатов и нитридов. Металл реагирует с газообразным водородом при высоких температурах с образованием гидрида лития (LiH). Уникальные свойства металлического лития позволяют использовать его в различных приложениях. Литий имеет атомный номер 3 и атомный вес 6,941.

Литий немного тверже натрия, но мягче свинца и чрезвычайно легкий: его плотность составляет 0,531 г / см3, что примерно вдвое меньше плотности воды. Широкий диапазон между температурой плавления 180,5 ° C и точкой кипения 1336 ° C наряду с превосходной теплоемкостью лития делает литий хорошей средой для теплоотвода или теплопередачи. Литий также является сильным восстановителем и легко реагирует даже со слабыми окислителями, реагируя с азотом при температуре окружающей среды. Несмотря на то, что литий является мощным восстановителем во многих реакциях, литий менее активен, чем другие элементы в группе щелочных металлов.

Литий-металлические батареи – одна из наиболее многообещающих альтернатив литий-ионной архитектуре, обычно используемой сегодня, с потенциалом удерживать во много раз больше энергии. Причина, по которой литий-металлические батареи так многообещающи, заключается в том, что они стремятся использовать чистый металлический литий в качестве материала анода, который может удерживать в 10 раз больше энергии, чем используемый сегодня графит. Но металлический литий является реактивным и слабым, что делает его чрезвычайно трудным в обращении и интеграции в батареи, особенно при использовании современного производственного оборудования. Литий – единственный щелочной металл, который реагирует с азотом.

Литий горит красным при испытании на пламя. Литий был впервые обнаружен в минерале петалит (LiAlSi4O10). Из-за обилия лития в природе переработка лития не была приоритетом для многих игроков в литий-ионной аккумуляторной, стекольной или керамической промышленности. Недавнее увеличение спроса на литий для электромобилей подчеркнуло важность рециркуляции, и теперь как пирометаллургические, так и гидрометаллургические технологические схемы могут перерабатывать литий из отходов литий-ионных аккумуляторов. Литий – особый металл во многих отношениях.

Литий легкий и мягкий – настолько мягкий, что его можно разрезать кухонным ножом, и настолько мал по плотности, что литий плавает на воде. Литий также тверд в широком диапазоне температур, с одной из самых низких температур плавления среди всех металлов и высокой температурой кипения. Как и его собрат, щелочной металл, натрий, литий вступает в реакцию с водой в эффектной форме. Комбинация Li и H2O образует гидроксид лития и водород, который обычно вспыхивает красным пламенем.

Литий, а также первые и вторые по легкости химические элементы (водород и гелий соответственно) являются единственными элементы, созданные при рождении Вселенной, согласно НАСА. Однако, согласно теории большого взрыва, Вселенная должна содержать в три раза больше лития, чем может быть в самых старых звездах, и эта проблема называется проблемой недостающего лития. Наименее реактивный из щелочных металлов, литий серебристо-белый, становится желтоватым при контакте с влажным воздухом. Металлический литий не встречается в природе в свободном виде, но он объединен в большинстве вулканических пород и во многих минеральных источниках.

Литий имеет наивысшую удельную теплоемкость среди всех твердых элементов, что делает металлический литий полезным для теплопередачи. Металлический литий, имеющий плотность примерно вдвое меньше воды, является самым легким твердым элементом. Литий – редкий элемент, который в очень небольших количествах встречается в основном в расплавленных породах и соленой воде. Считается, что литий не является жизненно важным для биологических процессов человека, хотя литий используется во многих лекарствах из-за положительного воздействия лития на человеческий мозг.

Литий был впервые идентифицирован как компонент минерального петалита и был обнаружен в 1817 году Йоханом Августом Арфведсоном, но был выделен лишь некоторое время спустя У.Т. Бранде и сэром Хамфри Дэви. В минеральных формах лития Литий составляет всего 0,0007% земной коры. Соединения лития используются в некоторых видах изделий из стекла и фарфора. В последнее время литий стал важным элементом сухих аккумуляторных батарей и ядерных реакторов.

Некоторые соединения лития использовались для лечения маниакально-депрессивных состояний. Литий – щелочной металл с атомным номером 3 и атомной массой 6,941 г / моль. Это означает, что литий имеет 3 протона, 3 электрона и 4 нейтрона (6,941 – 3 = ~ 4). Литий, являясь щелочным металлом, является мягким металлом с высокой реакционной способностью, который склонен к образованию гидроксидов. Литий также имеет довольно низкую плотность и в стандартных условиях литий является наименее плотным твердым элементом.

Металлический литий – это серебристо-блестящий материал, а металлический литий – самый легкий из всех металлов, он составляет лишь половину веса воды. Как и многие другие элементы, металлический литий вступает в реакцию с воздухом, но, в отличие от большинства из них, почти не реагирует с кислородом, но предпочтительно с азотом. Таким образом, металлический литий быстро образует нитрид лития Li3N, который образует темный слой на светлой серебряной поверхности.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И ПРИМЕНЕНИЕ ЛИТИЕВОГО МЕТАЛЛА: -Литий и его соединения имеют несколько промышленных применений, включая термостойкое стекло и керамику, литиевые смазочные материалы, флюсовые добавки для производства чугуна, стали и алюминия, литиевые батареи и литий-ионные батареи. На эти виды использования уходит более трех четвертей производства лития. -Литий присутствует в биологических системах в следовых количествах; Функции лития неизвестны. Соли лития оказались полезными в качестве стабилизатора настроения и антидепрессанта при лечении психических заболеваний, таких как биполярное расстройство.

-Литий имеет удельную теплоемкость по массе 3,58 килоджоулей на килограмм-кельвин, что является самым высоким показателем среди всех твердых веществ. Из-за этого металлический литий часто используется в охлаждающих жидкостях для теплопередачи. -Из-за своей реакционной способности с водой, и особенно с азотом, металлический литий обычно хранится в углеводородном герметике, часто в вазелине. Хотя более тяжелые щелочные металлы могут храниться в минеральном масле, литий недостаточно плотен, чтобы полностью погрузиться в эти жидкости.

-Большая часть лития используется для изготовления литий-ионных аккумуляторов для электромобилей и мобильных устройств. -Оксид лития широко используется в качестве флюса для обработки диоксида кремния, снижая температуру плавления и вязкость материала и приводя к глазури с улучшенными физическими свойствами, включая низкие коэффициенты теплового расширения. Во всем мире это одно из самых крупных применений соединений лития. Глазурь, содержащая оксид лития, используется для изготовления посуды. Карбонат лития (Li2CO3) обычно используется в этом приложении, потому что карбонат лития превращается в оксид при нагревании.

-Литий стал важным компонентом электролитов и электродов аккумуляторных батарей из-за высокого электродного потенциала. Из-за низкой атомной массы лития он имеет высокое отношение заряда и мощности к массе. Типичный литий-ионный аккумулятор может генерировать примерно 3 вольта на элемент, по сравнению с 2,1 вольтом для свинцово-кислотного аккумулятора и 1,5 вольт для углеродно-цинкового. Литий-ионные батареи, которые являются перезаряжаемыми и имеют высокую плотность энергии, отличаются от литиевых батарей, которые представляют собой одноразовые (первичные) батареи с литием или его соединениями в качестве анода. Другие перезаряжаемые батареи, в которых используется литий, включают литий-ионную полимерную батарею, литий-железо-фосфатную батарею и батарею с нанопроволокой.

-Третье по распространенности использование лития в пластичных смазках. Гидроксид лития является сильным основанием и при нагревании с жиром дает мыло, состоящее из стеарата лития. Литиевое мыло загущает масла и используется для производства универсальных высокотемпературных консистентных смазок. -Литий (например, в виде карбоната лития) используется в качестве добавки к флюсовым шлакам кристаллизаторов для непрерывной разливки, где литий увеличивает текучесть, что составляет 5% от общемирового использования лития. Соединения лития также используются в качестве добавок (флюсов) к формовочному песку для литья чугуна для уменьшения образования прожилок.

-Литий (как фторид лития) используется в качестве добавки к алюминиевым плавильным заводам (процесс Холла – Эру), снижая температуру плавления и увеличивая электрическое сопротивление, на использование которого приходится 3% производства. -При использовании в качестве флюса для сварки или пайки металлический литий способствует плавлению металлов во время процесса и устраняет образование оксидов, поглощая примеси. Сплавы металла с алюминием, кадмием, медью и марганцем используются для изготовления деталей самолетов с высокими эксплуатационными характеристиками и низкой плотностью.

Было обнаружено, что литий эффективен в содействии совершенствованию кремниевых нано-сварных швов в электронных компонентах для электрических батарей и других устройств. -Соединения лития используются в качестве пиротехнических красителей и окислителей в красных фейерверках и факелах. -Хлорид лития и бромид лития гигроскопичны и используются в качестве осушителей для газовых потоков. Гидроксид лития и пероксид лития – соли, наиболее часто используемые в замкнутых пространствах, например на борту космических кораблей и подводных лодок, для удаления углекислого газа и очистки воздуха. Гидроксид лития поглощает диоксид углерода из воздуха, образуя карбонат лития, и предпочтительнее других щелочных гидроксидов из-за его небольшого веса.

-Литий-металл доступен в виде диска, гранул, слитков, окатышей, кусков, порошка, прутка, проволоки и мишени для распыления. -Литий используется в приложениях теплопередачи. -Литий используется в качестве легирующего агента при синтезе органических соединений, а также добавляется в стекло и керамику. -Высокий электрохимический потенциал лития делает его полезным для анодов батарей. -Хлорид лития и бромид лития очень гигроскопичны, поэтому они используются как осушители.

-Стеарат лития используется в качестве высокотемпературной смазки. -Литий также имеет медицинское применение. -Литий широко используется в аккумуляторных батареях. -Литий используется для создания изотопа водорода трития путем бомбардировки нейтронами. -Литий металлический широко используется для исследований и разработок литий-ионных аккумуляторных батарей.

– Литий-ионная аккумуляторная промышленность является крупнейшим потребителем лития во всем мире, в основном для производства активных катодных материалов, где литий используется в форме высокочистого карбоната или гидроксида лития. Такие батареи питают портативные устройства, такие как смартфоны, планшеты, ноутбуки, а также электромобили, включая электромобили, гибридные автомобили, электрические велосипеды и т. Д. – Третий сегмент рынка литий-ионных аккумуляторов – это системы хранения энергии. – Помимо производства литий-ионных аккумуляторов, литий в течение многих лет использовался в других, более традиционных областях, таких как стекло и керамика, в порошках флюсов для форм и при плавке алюминия.

– Другие области применения, в которых потребляется литий, – это смазки для механических систем (например, коробки передач), катализаторы для синтеза каучука (бутиллитий), алюминиевые сплавы для самолетов, системы воздушного охлаждения (бромид лития) и антидепрессанты. -Литий металлический, используемый в производстве самолетов и в некоторых аккумуляторах. -Литий металлический также используется для психического здоровья: карбонат лития является обычным средством лечения биполярного расстройства, помогая стабилизировать резкие перепады настроения, вызванные болезнью. -Литий-ионные аккумуляторы являются ключом к легкому перезаряжаемому источнику питания для ноутбуков, телефонов и других цифровых устройств.

-Аэрокосмические сплавы, автомобильные сплавы, аноды аккумуляторных батарей, катализаторы, окислитель / дегазатор, прекурсор. -Когда металлический литий вступает в реакцию в батареях, выделяемый металлический литий электрический заряд имеет высокое напряжение, поэтому он является предпочтительным металлом во многих одноразовых и перезаряжаемых элементах питания. -Литий металлический также можно комбинировать с другими металлами для получения легких и прочных сплавов. – Литий-элемент также используется в медицине в качестве стабилизатора настроения, а также выполняет многие другие функции. -Литий может использоваться в качестве литиевой батареи, в которой металлический литий служит анодом. Ионы лития служат в литий-ионных батареях (заряжаемых), в которых ионы лития перемещаются от отрицательного электрода к положительному при разряде и наоборот при зарядке.

-Литий имеет наивысшую удельную теплоемкость твердых веществ, литий имеет тенденцию использоваться в качестве охладителя для методов передачи тепла и приложений. -Литий металлический часто используется в одноразовых и перезаряжаемых батареях, а соли лития используются в медицине для лечения психических расстройств. -Литий используется в ядерной области и в фармацевтической промышленности для синтеза витамина С. -Литий также применяется в стекольной, керамической и пластмассовой промышленности.

ИСТОЧНИКИ И ДОБЫЧА ЛИТИЕВОГО МЕТАЛЛА; Литий чаще всего встречается в сочетании с алюминием, кремнием и кислородом с образованием минералов, известных как сподумен (LiAl (SiO3) 2) или петалит / касторит (LiAlSi4O10). Они были обнаружены на каждом из 6 обитаемых континентов, но в основном они добываются в Западной Австралии, Китае и Чили. Минеральные источники лития становятся менее важными, поскольку в настоящее время разработаны методы использования солей лития, содержащихся в соленой воде.

ИСТОЧНИКИ ЛИТИЯ: Литий в свободном виде не встречается. Литий в небольших количествах содержится практически во всех магматических породах и в водах минеральных источников. Минералы, содержащие литий, включают лепидолит, петалит, амблигонит и сподумен. Металлический литий получают электролитическим способом из расплавленного хлорида.

ДОБЫЧА ИЗ МИНЕРАЛОВ ЛИТИЕВОГО МЕТАЛЛА: Минеральные формы лития нагреваются до достаточно высокой температуры (1200 K – 1300 K), чтобы измельчить их и, таким образом, облегчить последующие реакции. После этого процесса можно применить один из трех методов. -Использование серной кислоты и карбоната натрия для осаждения железа и алюминия из руды – оттуда большее количество карбоната натрия наносится на оставшийся материал, позволяя литию выпадать в осадок с образованием карбоната лития. Его обрабатывают соляной кислотой с образованием хлорида лития.

-Использование известняка для кальцинирования руды с последующим выщелачиванием водой с образованием гидроксида лития. И снова его обрабатывают соляной кислотой с образованием хлорида лития. -Использование серной кислоты с последующим выщелачиванием водой с образованием моногидрата сульфата лития. Его обрабатывают карбонатом натрия с образованием карбоната лития, а затем соляной кислотой с образованием хлорида лития. Хлорид лития, полученный любым из трех способов, подвергается окислительно-восстановительной реакции в электролитической ячейке, чтобы отделить ионы хлорида от ионов лития. Ионы хлора окисляются, а ионы лития восстанавливаются.

ДОБЫЧА ИЗ СОЛЕНОЙ ВОДЫ ЛИТИЕВОГО МЕТАЛЛА: Морская вода, естественно, содержит хлорид лития, который необходимо экстрагировать в виде карбоната лития, затем он повторно обрабатывается, разделяется на ионы и восстанавливается в том же электролитическом процессе, что и при экстракции из литиевых руд. В настоящее время для добычи лития используются только три соленых озера в мире: Невада, Чили и Аргентина. Соленая вода направляется в мелкие водоемы, и в течение года или более вода испаряется, оставляя после себя различные соли. Известь используется для удаления соли магния, поэтому оставшийся раствор содержит довольно концентрированное количество хлорида лития. Затем раствор обрабатывают карбонатом натрия для осаждения пригодного для использования карбоната лития.

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЛИТИЕВОГО МЕТАЛЛА: Молекулярный вес: 6,94 г / моль Внешний вид: гранулированный Запах: Нет данных Порог запаха: данные отсутствуют. pH: нет данных Точка плавления / замерзания: Точка плавления / диапазон: 180 ° C – горит.

Начальная точка кипения и интервал кипения: 1,342 ° C – лит. Температура вспышки: не применимо. Скорость испарения: данные отсутствуют. Воспламеняемость (твердое тело, газ): данные отсутствуют. Верхний / нижний пределы воспламеняемости или взрываемости: данные отсутствуют Давление паров: 1 гПа при 723 ° C Плотность пара: данные отсутствуют Плотность: 0,534 г / мл при 25 ° C – лит. Относительная плотность: нет данных

Растворимость в воде: данные отсутствуют. Коэффициент распределения: н-октанол / вода: данные отсутствуют. Температура самовоспламенения: данные отсутствуют Температура разложения: данные отсутствуют. Вязкость Вязкость, кинематическая: Нет данных Вязкость, динамическая: 0,57 мПа.с при 200 ° C Взрывоопасные свойства: данные отсутствуют. Окислительные свойства: нет Удельное электрическое сопротивление: 8,55 мкОм-см при 0 ° C Электроотрицательность: 1.0 Полинг

Модуль Юнга: 4,9 ГПа Внешний вид: твердый Цвет: металлик Точка плавления / диапазон: 180,5 ° C при 1013 гПа Вязкость, динамическая: 0,57 мПа * с при 200 ° C Точка кипения / интервал кипения ок .: 1342 ° C при 1013 гПа Плотность: 0,534 г / см3 при 20 ° C. Насыпная плотность ок .: 300 кг / м3

Теплота испарения (кДж / моль): 148 Температура Дебая (° K): 400.00 Число отрицания Полинга: 0,98 Первая ионизирующая энергия (кДж / моль): 519,9 Степени окисления: 1 Структура решетки: объемно-центрированная кубическая Константа решетки (Å): 3,490 Магнитный заказ: парамагнитный Удельное электрическое сопротивление (20 ° C): 92,8 нОм · м

Теплопроводность (300 K): 84,8 Вт · м − 1 · K − 1 Тепловое расширение (25 ° C): 46 мкм · м − 1 · K − 1 Скорость звука (тонкий стержень) (20 ° C): 6000 м / с Модуль Юнга: 4,9 ГПа Модуль сдвига: 4,2 ГПа Объемный модуль: 11 ГПа Твердость по Моосу: 0,6 Растворимость: Литий медленно растворяется в разбавленных кислотах.

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ЛИТИЯ: 401513 Литиевый слиток трапеции массой 1000 г: 258/284 x 65/90 x 90 мм 401510 Литиевый слиток трапеции 850 г: 258/283 x 65/89 x 83 мм 401515 Литиевый слиток трапеции 430 г: 126/148 x 65/85 x 81 мм 401503 Литиевый слиток трапеции 180 г: 126/137 x 65/76 x 65 мм 401511 Блоки 100 г: 165 x 34 x 34 мм 401505 Стержни Ø 10 и 20 мм: длина 250 мм 401514 Гранулят: Ø около 2,5 мм 401518 Штук: около Ø 10 мм, длина 5 мм.

МЕРЫ ПЕРВОЙ ПОМОЩИ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ЛИТИЯ: -Описание мер первой помощи * Общие советы Лица, оказывающие первую помощь, должны защитить себя. Покажите этот паспорт безопасности материала лечащему врачу. * При вдыхании При вдыхании: Свежий воздух. Вызовите врача. * В случае контакта с кожей: Немедленно снимите всю загрязненную одежду. Промыть кожу водой / принять душ. Немедленно вызовите врача. * В случае зрительного контакта: При попадании в глаза: Промыть большим количеством воды. Немедленно вызовите офтальмолога. Снимите контактные линзы. * При проглатывании: После проглатывания: Заставьте пострадавшего выпить воды (не более двух стаканов), избегайте рвоты. Немедленно вызовите врача. Не пытайтесь нейтрализовать.

МЕРЫ ПРИ СЛУЧАЙНОМ ВЫБРОСЕ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ЛИТИЯ: -Персональные меры предосторожности, защитное снаряжение и порядок действий в чрезвычайной ситуации. Консультации для неаварийного персонала: Избегайте вдыхания пыли. Избегайте контакта с веществами. Обеспечьте соответствующую вентиляцию. -Экологические меры предосторожности Не допускать попадания продукта в канализацию. -Методы и материалы для локализации и очистки Накройте стоки. Собирайте, связывайте и откачивайте разливы. Соблюдайте возможные ограничения по материалам. Возьмите насухо. Утилизируйте должным образом. Очистите пораженный участок. Избегайте образования пыли.

МЕРЫ ПОЖАРОТУШЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ЛИТИЯ: -Средства пожаротушения: Подходящие средства пожаротушения: Средства пожаротушения: Хлорид натрия / гидрокарбонат или известняк. Специальный порошок от огня металла. Неподходящие средства пожаротушения: Пена для воды

-Советы пожарным Оставайтесь в опасной зоне только с автономным дыхательным аппаратом. Избегайте контакта с кожей, соблюдая безопасное расстояние или надевая подходящую защитную одежду. -Дальнейшая информация: Не допускать загрязнения поверхностных или грунтовых вод водой для пожаротушения.

КОНТРОЛЬ ВОЗДЕЙСТВИЯ / ИНДИВИДУАЛЬНАЯ ЗАЩИТА МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ЛИТИЯ: -Контрольные параметры: Ингредиенты с параметрами контроля рабочего места: -Средства контроля воздействия: Средства индивидуальной защиты:

* Защита глаз / лица: Используйте оборудование для защиты глаз, протестированное и одобренное соответствующими государственными стандартами, такими как NIOSH (США) или EN 166 (ЕС). Плотно прилегающие защитные очки. * Защита кожи: Эта рекомендация применима только к продукту, указанному в паспорте безопасности, предоставленному нами и для использования по назначению. При растворении или смешивании с другими веществами и в условиях, отличных от указанных в EN374, просьба обратитесь к поставщику перчаток, сертифицированных CE. Полный контакт Материал: нитриловый каучук. Минимальная толщина слоя: 0,11 мм. Время прорыва: 480 мин. Контакт брызг Материал: нитриловый каучук. Минимальная толщина слоя: 0,11 мм. Время прорыва: 480 мин.

* Защита тела: Защитная одежда * Защита органов дыхания: Требуется при образовании пыли. Наши рекомендации по фильтрующей защите органов дыхания основаны на следующих стандартах: DIN EN 143, DIN 14387 и других сопутствующих стандартах, касающихся используемых систем защиты органов дыхания. Рекомендуемый тип фильтра: Тип фильтра P2 Предприниматель должен гарантировать, что техническое обслуживание, очистка и проверка средств защиты органов дыхания выполняются в соответствии с инструкциями производителя. Эти меры должны быть должным образом задокументированы. * Контроль воздействия на окружающую среду: Не допускать попадания продукта в канализацию.

ОБРАЩЕНИЕ И ХРАНЕНИЕ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ЛИТИЯ: -Меры предосторожности для безопасного обращения: Консультации по безопасному обращению: Следите за тем, чтобы рабочее место оставалось сухим. Не допускайте контакта продукта с водой. Гигиенические меры: Немедленно смените загрязненную одежду. Применять профилактическую защиту кожи. После работы с веществом вымыть руки и лицо. Умение обращаться: Литий можно хранить мин. шесть месяцев при отсутствии воздуха и влажности (масляное покрытие или атмосфера аргона) в утвержденной упаковке.

-Условия для безопасного хранения, включая любые несовместимости Условия хранения: Хранить в атмосфере аргона. Плотно закрытый.

СИНОНИМЫ: Литиевый элемент Атом лития Литий металлический Литиевые гранулы Литиевая дробь Литиевый слиток Литиевая фольга Литиевая проволока Литиевый стержень

Химические свойства щелочных и щелочноземельных металлов схожи. Щелочные металлы имеют один электрон на внешнем энергетическом уровне, а щелочноземельные металлы — два. В ходе реакций металлы легко теряют валентные электроны, проявляя свойства сильного восстановителя.

Группа I периодической таблицы включает щелочные металлы:

Рис. 1. Щелочные металлы.

Они мягкие (можно резать ножом), с низкой температурой плавления и кипения. Это самые активные металлы.

Химические свойства щелочных металлов представлены в таблице.

Они быстро окисляются на воздухе. Литий образует оксид при температуре выше 200°C. Натрий образует смесь: 80% пероксида (R2O2) и 20% оксида. Другие металлы образуют супероксиды (RO2)

Только литий реагирует при комнатной температуре

С не металламиПри нагреве. Они образуют сульфиды, гидриды, фосфиды, силициды. Только литий и натрий реагируют с углеродом с образованием карбидов

Только литий реагирует спокойно. Натрий горит желтым пламенем. Калий реагирует молниеносно. Цезий и рубидий взрываются

С соляной, фосфорной, разбавленной серной кислотами реагируют со взрывом. При реакции с концентрированной серной кислотой выделяется сероводород, с концентрированной азотной кислотой образует окись азота (I), с разбавленной азотной кислотой — азот

Может реагировать с органическими кислотами и спиртами.