L' ossido di litio è un composto chimico inorganico di formula Li 2 O che si forma insieme a piccole quantità di perossido di litio quando il litio metallico brucia nell'aria e si combina con l'ossigeno.
Fino agli anni '90, il mercato dei metalli e del litio era dominato dalla produzione statunitense da giacimenti minerari, ma all'inizio del XXI secolo la maggior parte della produzione proveniva da fonti non statunitensi; Australia, Cile e Portogallo sono stati i fornitori più importanti al mondo. La Bolivia ha la metà dei depositi di litio nel mondo, ma non è un grande produttore.
Struttura in ossido di litio
La forma commerciale più importante è il carbonato di litio, Li 2 CO 3 , prodotto da minerali o salamoie mediante diversi processi.
Quando il litio viene bruciato nell'aria, il prodotto principale è l'ossido di litio bianco, Li 2 O. Inoltre , viene prodotto del perossido di litio, Li 2 O 2 , anch'esso bianco.
Può anche essere fatto attraverso la decomposizione termica di idrossido di litio, LiOH o perossido di litio, Li2O2.
4Li (s) + O 2 (g) → 2Li 2 O (s)
2LiOH (s) + calore → Li 2 O (s) + H 2 O (g)
2Li 2 O 2 (s) + calore → 2Li 2 O (s) + O 2 (g)
Proprietà fisiche e chimiche
L'ossido di litio è un solido bianco noto come litio che manca di aroma e ha un sapore salato. Il suo aspetto è mostrato nella figura 2 (National Center for Biotechnology Information, 2017).
Figura 2: aspetto dell'ossido di litio
L'ossido di litio sono cristalli con geometria antiflorito simile al cloruro di sodio (faccia cubica centrata). La sua struttura cristallina è presentata nella figura 3 (Mark Winter [The University of Sheffield and WebElements Ltd, 2016).
Figura 3: struttura cristallina dell'ossido di litio.
Il suo peso molecolare è 29,88 g / mol, la sua densità è 2,013 g / mL e i suoi punti di fusione e di ebollizione sono rispettivamente di 1438 ºC e 2066 ºC. Il composto è molto solubile in acqua, alcool, etere, piridina e nitrobenzene (Royal Society of Chemistry, 2015).
L'ossido di litio reagisce facilmente con il vapore acqueo per formare idrossido e con l'anidride carbonica per formare carbonato; pertanto, deve essere conservato e maneggiato in un ambiente pulito e asciutto.
I composti di ossido non conducono elettricità. Tuttavia, alcuni ossidi strutturati di perovskite sono conduttori elettronici che trovano applicazione nel catodo delle celle a combustibile a ossido solido e nei sistemi di generazione di ossigeno.
Sono composti che contengono almeno un anione di ossigeno e un catione metallico (American Elements, SF).
Reattività e rischi
L'ossido di litio è un composto stabile incompatibile con acidi forti, acqua e anidride carbonica. A nostra conoscenza, le proprietà chimiche, fisiche e tossicologiche dell'ossido di litio non sono state studiate e riportate a fondo.
La tossicità dei composti del litio è funzione della loro solubilità in acqua. Lo ione di litio è tossico per il sistema nervoso centrale. Il composto è altamente corrosivo e irritante se viene a contatto con gli occhi, la pelle, se inalato o ingerito (ESPI METALS, 1993).
In caso di contatto con gli occhi, controllare se si indossano lenti a contatto e rimuoverle immediatamente. Gli occhi devono essere lavati con acqua corrente per almeno 15 minuti, tenendo le palpebre aperte. È possibile utilizzare acqua fredda. Unguento per gli occhi non deve essere utilizzato.
Se la sostanza chimica viene a contatto con gli indumenti, rimuoverla il più rapidamente possibile, proteggendo le mani e il corpo. Metti la vittima sotto una doccia di sicurezza.
Se la sostanza chimica si accumula sulla pelle esposta della vittima, come le mani, la pelle contaminata viene lavata delicatamente e accuratamente con acqua corrente e sapone non abrasivo. È possibile utilizzare acqua fredda. Se l'irritazione persiste, consultare il medico. Lavare gli indumenti contaminati prima di riutilizzarli.
In caso di inalazione, la vittima dovrebbe essere lasciata riposare in un'area ben ventilata. Se l'inalazione è grave, la vittima deve essere evacuata in un'area sicura il prima possibile.
Allenta gli indumenti stretti come colletto, cintura o cravatta. Se è difficile per la vittima respirare, somministrare ossigeno. Se la vittima non respira, viene eseguita la rianimazione bocca a bocca.
Tenendo sempre presente che può essere pericoloso per la persona che fornisce aiuto eseguire la rianimazione bocca a bocca quando il materiale inalato è tossico, infettivo o corrosivo.
In tutti i casi, è necessario richiedere cure mediche immediate (SIGMA-ALDRICH, 2010).
applicazioni
L'ossido di litio è usato come fondente negli smalti ceramici e crea blu con rame e rosa con cobalto. L'ossido di litio reagisce con l'acqua e il vapore per formare idrossido di litio e deve essere isolato da essi.
L'ossido di litio (Li 2 O) con il suo alto potenziale di trizio è un candidato attraente per il materiale di coltura solido di una centrale elettrica a fusione DT, grazie alla sua alta densità di atomi di litio (rispetto ad altre ceramiche di litio o litio metallico) e la sua conducibilità termica relativamente elevata (OSSIDO DI LITIO (Li2O), SF).
Li 2 O sarà esposto ad alte temperature sotto irradiazione neutronica durante il funzionamento del mantello di fusione. In queste circostanze, si verificherà un gran numero di difetti di irradiazione in Li 2 O, come rigonfiamento indotto da elio, espansione termica relativamente elevata, crescita del grano, formazione di LiOH (T) e precipitazione a bassa temperatura e trasporto di massa di LiOH (T) ad alte temperature.
Inoltre, Li 2 O sarà sottoposto a sollecitazioni derivanti da differenze di dilatazione termica tra Li 2 O e materiali strutturali. Queste caratteristiche di Li 2 O portano a problemi ingegneristici impegnativi sia nella produzione che nella progettazione dei caucciù.
Un possibile nuovo utilizzo è in sostituzione dell'ossido di litio cobalto come catodo nelle batterie agli ioni di litio utilizzato per alimentare dispositivi elettronici dai telefoni cellulari ai laptop e alle auto alimentate a batteria (Reade International Corp, 2016) .
Riferimenti
- Mark Winter [The University of Sheffield e WebElements Ltd. (2016). webelements. Tratto da Litio: ossido di dilitio webelements.com.
- Elementi americani. (SF). Ossido di litio. Tratto da americanelements americanelements.com.
- METALLI ESPI. (1993, giugno). Ossido di litio. Tratto da espimetals espimetals.com.
- OSSIDO DI LITIO (Li2O). (SF). Tratto da ferp.ucsd.edu ferp.ucsd.edu.
- Centro nazionale per le informazioni sulla biotecnologia. (2017, 24 giugno). Database composto di PubChem; CID = 166630. Tratto da PubChem pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
- Reade International Corp. (2016). Polvere di ossido di litio (Li2O). Tratto da reade reade.com
- Royal Society of Chemistry. (2015). Ossido di litio Tratto da chemspiderchemspider.com.
- SIGMA-ALDRICH. (2010). Scheda di sicurezza del materiale Ossido di litio. Tratto da chemblink chemblink.com.