Litij - kaj je to? Atom, jedro, litijeva energija. Litij-ionske baterije

Litij - kaj je to? V tem članku bomo poskušali odgovoriti na to vprašanje. Tu bomo opredelili tako litijev atom kot kovino, ki jo tvori. Upoštevali bomo tudi njegove fizikalne in kemijske lastnosti, njegovo uporabo in prisotnost v naravi, metode ekstrakcije in nekatere zgodovinske podatke.

Uvod

Li je element kemijske tabele DI Mendelejeva. Spada v prvo skupino (v skladu z zastarelo klasifikacijo) 2. obdobja. Atomska številka - №3. Preprosta snov, ki jo tvorijo litijevi atomi, je v obliki alkalne in mehke kovine srebrno bele barve.

Zgodovinski podatki

Litij je bil odprt leta 1817. To je naredil švedski kemik Johann Arfvedson. Najprej smo našli Li v sestavi mineralnega petalita, nato pa ga našli v spodumenu in lepidolitu. Kovinska oblika je dobila prvi Humphry Davy leta 1818.

Ime je bilo podano glede na to, da je bil Li prvič najden v kamnih, ki imajo v prevodu iz grščine skladno strukturo besede z litijem samim. Sprva se je imenoval litij, potem pa je J. Berzelius predlagal spremembo imena.

Fizično število značilnosti

– что это такое? Litij - kaj je to? Na to vprašanje je pomembno upoštevati njegove fizikalne in kemijske lastnosti.

Li je kovina s srebrno bele barve, precej mehka in duktilna. To preprosto snov se lahko obdela s stiskanjem in / ali valjanjem.

V pogojih sobne temperature je to telo karakterizirano s telesno centrirano mrežo, njena prostorska skupina pa je m3m. V pogojih pod temperaturo pod 78 K postane stabilna in kristalna oblika mreže postane šesterokotna gosta struktura, pri kateri imajo vsi litijevi atomi dvanajst »bližnjih sosedov«, ki se nahajajo na vrhu kuboktaedra.

Med vsemi alkalijske kovine kot je litij ima najvišjo temperaturo, pri kateri se začne vreti (1340 ° C) ali talina (180,54 ° C). Pri sobni temperaturi je gostota litija med isto skupino kovin najnižja in celo nižja od gostote H ₂ O.

Malo o kemijskih lastnostih

Li je alkalijska kovina, vendar je relativno odporen na zrak. V skupini kovin je najmanj aktivna. Na primer, pri sobni temperaturi skoraj ne reagira s suhimi molekulami kisika. Zaradi tega litij nikoli ni shranjen v kerozinu. Biti v zraku z zmerno količino vlage, lahko reagira z različnimi plini. Primeri vključujejo nitridne, hidroksidne in karbonatne pline. Atomska masa litija je 6.941a. m.

Zato se Li hrani v naftnih etrih, parafinu, mineralnih oljih ali bencinu. Hkrati mora biti kovinska škatla nepredušna. Ena od zanimivih lastnosti litija je njegova sposobnost, da je prekrita z oksidnim filmom z visoko gostoto pri temperaturi od 100 do 300 ° C.

Pridobivanje

Litij - kaj je to? Druga točka pri obravnavi tega vprašanja je opredeliti načine njene proizvodnje in proizvodnje.

Danes je ta kovina pridobljena iz naravnih mineralov. Razgradnja žveplove kisline, sintranje s CaO ali CaCO ₃ se prav tako pogosto uporabljajo. Med manj razširjenimi metodami se odlikuje obdelava K ₂ SO ₄ , ki ji sledi izpiranje z vodo. Ne glede na način pridobivanja je končno nastal litijev karbonat, ki je slabo topen v vodi. Nato se ta snov prenese v klorid (LiCl). Litijev klorid se elektrolitira z uporabo zmesi KCl ali BaCl2, ki znižujejo tališče. Čiščenje litija poteka z uporabo vakuumske destilacije.

Največja proizvodnja Li je v Avstraliji, Čilu in Argentini. V letu 2015 je bilo izkopano okoli 32,5 tisoč ton te kovine. Padec ZSSR je povzročil popolno izgubo proizvodnje litija na ozemlju Ruske federacije, leta 2017 pa je bil uveden poskusni objekt, ki mu omogoča, da ga izkopljejo iz revnih rud in za to porabijo majhno količino denarja.

Operacija

Na vprašanje, kaj je litij, bo zelo pomembno, da se seznanimo z načini njegove uporabe.

Trenutno obstaja veliko načinov za uporabo kovine Li. Tak primer je izdelava polprevodnikov iz zlitine bakra in litijevih sulfidov, ki se uporabljajo v termičnih pretvornikih.

Litiji ustvarjajo anode za kemijske tokovne vire in galvanske celice s trdnimi elektroliti.

Kobaltov in litijev molibdat imata eno od najboljših lastnosti in visoko energetsko intenzivnost kot litijeve elektrode s pozitivnim nabojem za baterije. Povezave litijev hidroksid uporablja kot element pri ustvarjanju alkalne baterije vrsto Dodajanje iste snovi v vlečne baterije nekaterih vrst baterij lahko podaljša rok uporabnosti naprave za 2-3 krat.

Litijeva energija se uporablja za ustvarjanje laserjev z visoko učinkovitostjo (približno 80%). Natančneje, uporabljajo se monokristali litijevega fluorida. Optika s širokimi spektralnimi pasovnimi širinami je izdelana tudi s to snovjo.

Li zlitine z drugimi kovinami se pogosto uporabljajo tudi pri ljudeh. Na primer, spojina srebra, zlata in litija je zelo učinkovito sredstvo za spajkanje. Ista kovina, vendar v povezavi z Mg, Cd, Al in Cu, ne tako dolgo nazaj, se je začela uporabljati v letalski in vesoljski industriji. Aluminati in litijevi silikati so osnova za izdelavo keramike, ki se v razmerah sobne temperature strdi. Uporablja se v vojaških plovilih, metalurških dejavnostih. Očala na osnovi Li so izjemno trpežna in se lahko utrjujejo z vlakni silicijevega karbida. Tudi ta kovina krepi svinčeve zlitine, povečuje njihovo plastičnost in odpornost proti koroziji.

V elektroniki se litij-cezijevi triborati uporabljajo kot optični material za radijsko opremo. Niobad in litijev tantalat (LiNbO ₃ in LiTaO ₃ ) se uporabljata tudi v akustoptičnih, optoelektronskih in nelinearnih optičnih industrijah. Še en litij se uporablja za polnjenje plinskih razelektrilnih svetlobnih žarnic tipa metal-halogen.

V metalurški industriji se Li uporablja za deoksidacijo in / ali povečanje indeksa duktilnosti in trdnosti določene zlitine. Včasih se litij uporablja kot redukcijsko sredstvo med metodo metalotermije, ki se uporablja za obnovo serije redkih kovin.

Litij v biologiji

Človeško telo potrebuje majhno količino Li (dnevna količina za odraslo osebo okoli 100 μg). Večina kovine je v tkivih srca, jeter, bezgavk, krvne plazme, nadledvičnih žlez, pa tudi v ščitnici.

Litij sodeluje pri nekaterih najpomembnejših biokemičnih procesih:

• igra pomembno vlogo pri presnovi maščob in ogljikovih hidratov;
• podpira imunski sistem;
• sodeluje pri preprečevanju alergij;
• zmanjšuje živčno razdražljivost.

Zdravila na osnovi litija se uporabljajo v terapiji za odpravo ali zatiranje duševnih disfunkcij zavesti in možganov. Ta kovina se izloči iz telesa skozi ledvice.

O baterijah

Litij-ionske baterije so ena od vrst električnih naprav, ki se uporabljajo za ohranjanje in izkoriščanje energetskih virov, zato jim bomo dali malo ločene pozornosti.

Take baterije so zelo razširjene v okolju sodobnih gospodinjskih aparatov in se uporabljajo, na primer, v električnih vozilih ali napravah za shranjevanje, nameščenih v energetskih sistemih. V mobilnih telefonih, prenosnih računalnikih, digitalnih fotoaparatih, kamkorderjih in prej omenjenih električnih vozilih je ta vrsta baterije najpogostejša. Prvo takšno napravo je Sony izdal leta 1991.

Naprava baterije

Litij-ionske baterije so sestavljene iz elektrod, ki so ločene s separatorjem s porami. Hkrati je impregniran z elektroliti. Paket elektrod je nameščen v zapečateni ovojnici, na terminalih za zbiranje toka pa je pritrjen niz katod in anod. Ohišje (ohišje) je lahko opremljeno z varnostnimi ventili, ki razbremenijo notranji tlak v primeru nevarnosti ali motnje v delovanju. Te baterije se odlikujejo po vrsti katodnih materialov, ki se uporabljajo v napravi. Litijevo jedro v njih ima več protonov, ki se razlikujejo od vsote elektronov, ki obdajajo jedro. Zato se take naprave imenujejo ionske. S pozitivnimi naboji nosite elektrone v ionih Li baterij. Takšni delci lahko prodrejo v kristalne rešetke drugega niza materialov in oblik kemične vezi zato nastanejo oksidi in kovinske soli.