أكسيد الليثيوم: الصيغة والخصائص والمخاطر والاستخدامات
أكسيد الليثيوم هو مركب كيميائي غير عضوي من الصيغة Li 2 O يتشكل مع كميات صغيرة من بيروكسيد الليثيوم عندما يتم حرق معدن الليثيوم في الهواء ويضاف إلى الأكسجين.
حتى التسعينيات ، كان سوق المعادن والليثيوم يهيمن عليه الإنتاج الأمريكي من الرواسب المعدنية ، ولكن في بداية القرن الحادي والعشرين كان معظم الإنتاج مستمدًا من مصادر غير أمريكية. كانت أستراليا وتشيلي والبرتغال أهم الموردين في العالم. تمتلك بوليفيا نصف رواسب الليثيوم في العالم ، لكنها ليست منتجًا كبيرًا.
الشكل التجاري الأكثر أهمية هو كربونات الليثيوم ، Li 2 CO 3 ، التي يتم إنتاجها من المعادن أو المحاليل الملحية بواسطة عدة عمليات مختلفة.
عندما يتم حرق الليثيوم في الهواء ، يكون المنتج الرئيسي هو الأكسيد الأبيض لأكسيد الليثيوم ، Li 2 O. بالإضافة إلى ذلك ، يتم إنتاج بعض بيروكسيد الليثيوم ، Li 2 O 2 ، أبيض أيضًا.
يمكن أن يتم ذلك أيضًا من خلال التحلل الحراري لهيدروكسيد الليثيوم ، LiOH ، أو بيروكسيد الليثيوم ، Li2O2
4Li (s) + O 2 (g) → 2Li 2 O (s)
2LiOH (s) + heat → Li 2 O (s) + H 2 O (g)
2Li 2 O 2 (s) + heat → 2Li 2 O (s) + O 2 (g)
الخصائص الفيزيائية والكيميائية
أكسيد الليثيوم هو مادة صلبة بيضاء تعرف باسم الليتيا التي تفتقر إلى رائحة وطعم مالح. يظهر الشكل في الشكل 2 (المركز الوطني لمعلومات التكنولوجيا الحيوية ، 2017).
الشكل 2: ظهور أكسيد الليثيوم
أكسيد الليثيوم عبارة عن بلورات ذات هندسة مضادة للفلوريت تشبه تلك الخاصة بكلوريد الصوديوم (مكعب يتركز على الوجوه). ويرد هيكلها البلوري في الشكل 3 (مارك وينتر [جامعة شيفيلد و WebElements Ltd ، 2016).
الشكل 3: التركيب البلوري لأكسيد الليثيوم.
وزنه الجزيئي هو 29.88 جم / مول ، وكثافته 2.013 جم / مل ونقاط الانصهار والغليان 1438 درجة مئوية و 2066 درجة مئوية على التوالي. المركب قابل للذوبان بشدة في الماء والكحول والإثير والبيريدين والنتروبنزين (الجمعية الملكية للكيمياء ، 2015).
يتفاعل أكسيد الليثيوم بسهولة مع بخار الماء لتكوين هيدروكسيد ، وثاني أكسيد الكربون لتكوين كربونات ؛ لذلك ، يجب تخزينها ومعالجتها في جو نظيف وجاف.
مركبات الأكسيد لا تؤدي إلى الكهرباء. ومع ذلك ، فإن أكاسيد معينة من البيروفسكايت عبارة عن الموصلات الإلكترونية التي تجد التطبيق في الكاثود لخلايا وقود الأكسيد الصلب وأنظمة توليد الأكسجين.
وهي مركبات تحتوي على أنيون أكسجين واحد على الأقل وكاتيون معدني واحد (American Elements، SF).
التفاعل والمخاطر
أكسيد الليثيوم مركب مستقر لا يتوافق مع الأحماض القوية ، الماء وثاني أكسيد الكربون. على حد علمنا ، لم يتم التحقيق في الخصائص الكيميائية والفيزيائية والسمية ل أكسيد الليثيوم والإبلاغ عنها بعمق.
سمية مركبات الليثيوم هي وظيفة قابلية ذوبانها في الماء. ليثيوم أيون لديه سمية الجهاز العصبي المركزي. يكون المركب مهيجًا بدرجة عالية من التآكل إذا ملامس العينين ، الجلد ، عند استنشاقه أو بلعه (ESPI METALS ، 1993).
في حالة ملامسة العينين ، يجب عليك التحقق من ارتداء العدسات اللاصقة وإزالتها فورًا. يجب شطف العينين بالماء الجاري لمدة 15 دقيقة على الأقل ، مع إبقاء الأجفان مفتوحة. يمكنك استخدام الماء البارد. لا ينبغي أن تستخدم مرهم للعيون.
إذا كانت المادة الكيميائية تتلامس مع الملابس ، فقم بإزالتها في أسرع وقت ممكن ، وحماية يديك وجسمك. ضع الضحية تحت دش أمان.
إذا تراكمت المادة الكيميائية على الجلد المكشوف للضحية ، مثل اليدين ، اغسل برفق وحذر الجلد الملوث بالماء الجاري والصابون غير الكاشطة. يمكنك استخدام الماء البارد. إذا استمر الالتهاب ، فاطلب الرعاية الطبية. اغسل الملابس الملوثة قبل إعادة استخدامها.
في حالة الاستنشاق ، يجب السماح للضحية بالراحة في منطقة جيدة التهوية. إذا كان الاستنشاق شديدًا ، يجب نقل الضحية إلى منطقة آمنة في أسرع وقت ممكن.
قم بفك الملابس الضيقة مثل طوق القميص ، والأحزمة أو ربطة العنق. إذا وجدت الضحية صعوبة في التنفس ، يجب إعطاء الأكسجين. إذا لم تتنفس الضحية ، يتم إجراء إنعاش من الفم إلى الفم.
مع الأخذ في الاعتبار دائمًا أنه قد يكون خطيرًا على الشخص الذي يقدم المساعدة في الإنعاش من الفم إلى الفم عندما تكون المادة المستنشقة سامة أو معدية أو متآكلة.
في جميع الحالات ، يجب طلب عناية طبية فورية (SIGMA-ALDRICH ، 2010).
تطبيقات
يستخدم أكسيد الليثيوم كتدفق في الزجاج المزجج ، ويخلق اللون الأزرق مع النحاس والورود مع الكوبالت. يتفاعل أكسيد الليثيوم مع الماء والبخار ، ويشكل هيدروكسيد الليثيوم ويجب عزله عنها.
يعتبر أكسيد الليثيوم (Li 2 O) مع إمكانيته العالية من التريتيوم مرشحًا جذابًا لمادة الاستزراع الصلبة لمحطة توليد انصهار DT ، بسبب كثافته العالية من ذرات الليثيوم (مقارنة بخزف الليثيوم الآخر). أو الليثيوم المعدني) والموصلية الحرارية العالية نسبيًا (LITHIUM OXIDE (Li2O) ، SF).
سوف يتعرض Li 2 O لدرجات حرارة عالية تحت إشعاع النيوترونات أثناء تشغيل البطانيات الانصهار. في ظل هذه الظروف ، سيحدث عدد كبير من عيوب التشعيع في Li 2 O ، مثل التورم الناجم عن الهليوم ، والتمدد الحراري المرتفع نسبيًا ، ونمو الحبوب ، وتكوين LiOH (T) والهطول في درجات حرارة منخفضة والنقل الجماعي لل LiOH (T) في درجات حرارة عالية.
بالإضافة إلى ذلك ، سيتعرض Li 2 O للضغوط الناشئة عن الاختلافات في التمدد الحراري بين Li 2 O والمواد الإنشائية. تؤدي خصائص Li 2 O هذه إلى مشكلات هندسية صعبة في كل من التصميم والتصنيع الشامل.
الاستخدام المحتمل الجديد هو استبدال كبريت وأكسيد الليثيوم مثل الكاثود في بطاريات الليثيوم أيون المستخدمة لتشغيل الأجهزة الإلكترونية من الهواتف المحمولة إلى أجهزة الكمبيوتر المحمولة وكذلك السيارات التي تعمل بالبطاريات (Reade International Corp، 2016) .
