hidrură de litiu este un solid anorganic cristalin a cărui formulă chimică este LiH. Este cea mai ușoară sare anorganică, greutatea sa moleculară este de numai 8 g / mol. Se formează prin uniunea unui ion de litiu Li+ și un ion hidrură H-. Ambele sunt legate printr-o legătură ionică.
LiH are un punct de topire ridicat. Reacționează ușor cu apă și în reacție se produce hidrogen gazos. Poate fi obținut prin reacția dintre litiu metal topit și hidrogen gazos. Este utilizat pe scară largă în reacțiile chimice pentru a obține alte hidruri.
LiH a fost folosit pentru a proteja împotriva radiațiilor periculoase, cum ar fi cele găsite în reactoarele nucleare, adică ALPHA, BETA, radiația GAMMA, protoni, raze X și neutroni..
De asemenea, a fost propus pentru protecția materialelor din rachetele spațiale alimentate cu propulsie termică nucleară. Se efectuează chiar studii pentru a fi utilizate ca protecție a ființei umane împotriva radiațiilor cosmice în timpul viitoarelor călătorii pe planeta Marte..
Indice articol
Hidrogenul din hidrura de litiu are o sarcină negativă H-, deoarece a scăzut un electron din metal, care este sub forma unui ion Li+.
Configurația electronică a cationului Li+ este: [El] 1sDouă care este foarte stabil. Și structura electronică a anionului hidrură H- este: 1sDouă, care este, de asemenea, foarte stabil.
Cationul și anionul sunt uniți de forțe electrostatice.
Cristalul de hidrură de litiu are aceeași structură ca clorura de sodiu NaCl, adică o structură cristalină cubică.
- Hidrură de litiu
- LiH
Solid cristalin alb sau incolor. LiH comercial poate fi albastru-gri datorită prezenței unor cantități mici de litiu metalic..
8 g / mol
688 ºC
Se descompune la 850 ° C.
200 ° C
0,78 g / cm3
Reacționează cu apă. Este insolubil în eteri și hidrocarburi.
Hidrura de litiu este mult mai stabilă decât hidrurile celorlalte metale alcaline și poate fi topită fără descompunere..
Nu este afectat de oxigen dacă este încălzit la temperaturi sub roșu. De asemenea, nu este afectat de clor ClDouă și acid clorhidric HCI.
Contactul LiH cu căldura și umiditatea provoacă o reacție exotermă (generează căldură) și evoluția hidrogenului HDouă și hidroxid de litiu LiOH.
Poate forma un praf fin care poate exploda în contact cu flăcări, căldură sau materiale oxidante. Nu trebuie să intre în contact cu oxid de azot sau oxigen lichid, deoarece poate exploda sau aprinde.
Se întunecă atunci când este expus la lumină.
Hidrura de litiu a fost obținută în laborator prin reacția dintre litiu metal topit și hidrogen gazos la o temperatură de 973 K (700 ° C).
2 Li + HDouă → 2 LiH
Rezultate bune se obțin atunci când suprafața expusă a litiului topit este mărită și când timpul de sedimentare a LiH este scăzut. Este o reacție exotermă.
LiH are o serie de caracteristici care îl fac atractiv pentru utilizare ca protecție pentru oameni în reactoarele nucleare și sistemele spațiale. Iată câteva dintre aceste caracteristici:
- Are un conținut ridicat de hidrogen (12,68% din greutate H) și un număr mare de atomi de hidrogen pe unitate de volum (5,85 x 1022 H atomi / cm3).
- Punctul său de topire ridicat îi permite să fie utilizat în medii cu temperatură ridicată fără topire.
- Are o presiune de disociere scăzută (~ 20 torr la punctul său de topire) care permite topirea și înghețarea materialului fără a se degrada sub presiunea scăzută a hidrogenului..
- Are o densitate redusă, ceea ce îl face atractiv pentru utilizarea în sistemele spațiale..
- Cu toate acestea, dezavantajele sale sunt conductivitatea termică scăzută și proprietățile mecanice slabe. Dar acest lucru nu și-a diminuat aplicabilitatea.
- Părțile LiH care servesc drept scuturi sunt fabricate prin presare la cald sau la rece și prin topire și turnare în matrițe. Deși această ultimă formă este preferată.
- La temperatura camerei piesele sunt protejate de apă și vapori de apă și la temperaturi ridicate printr-o suprapresiune mică de hidrogen într-un recipient sigilat.
În reactoarele nucleare există două tipuri de radiații:
Sunt particule extrem de energetice care transportă sarcină electrică, cum ar fi particulele alfa (α) și beta (β) și protoni. Acest tip de radiații interacționează foarte puternic cu materialele scuturilor, provocând ionizarea prin interacțiunea cu electronii atomilor materialelor prin care trec..
Sunt neutroni, raze gamma (γ) și raze X, care pătrund și necesită o protecție masivă, deoarece implică emisia de particule încărcate secundare, care sunt cele care provoacă ionizarea..
Potrivit unor surse, LiH este eficient în protejarea materialelor și a persoanelor împotriva acestor tipuri de radiații.
LiH a fost ales recent ca un potențial moderator și material de protecție împotriva radiațiilor nucleare pentru sistemele de propulsie termică nucleară a navei spațiale cu călătorie foarte lungă..
Densitatea sa redusă și conținutul ridicat de hidrogen fac posibilă reducerea eficientă a masei și a volumului reactorului alimentat nuclear..
Expunerea la radiații spațiale este cel mai important risc pentru sănătatea umană în viitoarele misiuni de explorare interplanetară.
În spațiul adânc, astronauții vor fi expuși întregului spectru de raze cosmice galactice (ioni de mare energie) și evenimente de ejecție a particulelor solare (protoni)..
Pericolul expunerii la radiații este agravat de durata misiunilor. În plus, trebuie luată în considerare și protecția locurilor pe care exploratorii le vor locui.
În acest sens, un studiu efectuat în 2018 a indicat că printre materialele testate, LiH oferă cea mai mare reducere a radiației pe gram pe cmDouă, fiind astfel unul dintre cei mai buni candidați care trebuie folosiți în protecția împotriva radiațiilor cosmice. Cu toate acestea, aceste studii trebuie aprofundate.
Obținerea de energie din HDouă Este ceva care a fost studiat de câteva zeci de ani și a găsit deja aplicații pentru înlocuirea combustibililor fosili în vehiculele de transport.
HDouă poate fi utilizat în pilele de combustibil și contribuie la reducerea producției de CODouă si nuX, evitându-se astfel efectul de seră și poluarea. Cu toate acestea, nu a fost găsit încă un sistem eficient pentru depozitarea și transportul HDouă sigur, ușor, compact sau de dimensiuni reduse, rapid de depozitat și eliberat HDouă la fel de repede.
Hidrura de litiu LiH este una dintre hidrurile alcaline care are cea mai mare capacitate de stocare pentru HDouă (12,7% în greutate H). Eliberați HDouă prin hidroliză conform următoarei reacții:
LiH + HDouăO → LiOH + HDouă
LiH furnizează 0,254 Kg de hidrogen pentru fiecare Kg de LiH. În plus, are o capacitate mare de stocare pe unitate de volum, ceea ce înseamnă că este ușoară și este un mediu compact pentru stocarea HDouă.
În plus, LiH se formează mai ușor decât alte hidruri ale metalelor alcaline și este chimic stabil la temperaturi și presiuni ambientale. LiH poate fi transportat de la producător sau furnizor către utilizator. Apoi, prin hidroliza LiH, se generează HDouă iar aceasta este folosită în siguranță.
Hidroxidul de litiu LiOH format poate fi returnat furnizorului care regenerează litiul prin electroliză și apoi produce LiH din nou..
LiH a fost, de asemenea, studiat cu succes pentru a fi utilizat împreună cu hidrazina borată în același scop..
LiH permite sinteza hidrurilor complexe.
Se folosește, de exemplu, pentru a prepara trietilborohidrura de litiu, care este un nucleofil puternic în reacțiile de deplasare a halogenurilor organice..
Nimeni nu a comentat acest articol încă.