「水酸化リチウム (LiOH) – 物理的および化学的特性、用途」

リチウムは「Lithos」という言葉に由来します。ギリシャ語で石を表す言葉です。アルカリ金属であるリチウム (Li) は、周期表の第 1 族の化学元素です。リチウムは、主に野菜や穀物で食事目的で使用される金属です。さまざまなサプリメントで複数の形で使用できます。リチウムは、固体元素の中で最も軽い金属と呼ばれています。沸点1,342℃、酸化状態+1。 Sブロックのメンバーです。電気自動車、携帯電話、電子機器、ラップトップ、デジタル カメラの充電式バッテリーはすべてリチウムを使用しています。酸化水素、水酸化物、1 つまたは複数の基を含む化合物。これは、共有結合によって結合された酸素原子と水素原子を含みます。水素原子が負の電荷を帯びている場合、それは食品防腐剤の成分です。

水酸化リチウム

水酸化リチウムは、化学式 LiOH を持つ合成化合物です。それは、エタノールと水にいくらか溶ける、白色で吸湿性の結晶性化合物です。水酸化リチウムは、水を酸化リチウムまたはリチウムと反応させることにより、臨床検査室で作成されます。アルカリ金属水酸化物の中で、酸化リチウムは安定性が最も低い塩基です。その pH は 10 から 11 の間です。周期表の最初のアルカリ化合物です。

水酸化リチウム:化合物として

以下は、水酸化リチウムの主な特徴のリストです。

水酸化リチウムフォーミュラ

水酸化リチウムの化学式は、LiOH と書くことができます。水酸化リチウムのモル質量は 23.91 g/mol です。 LiOH には無水物と一水和物の 2 種類があります。準安定単量体化合物は直鎖状で適度に柔軟です。固体状態では、水和 LiOH は無水であり、一水和物として存在します。多形性を持たない唯一の水酸化アルカリのようです.

水酸化リチウム:構造

水酸化リチウムの構造 (またはフレームワーク) は、酸素原子、水素原子、およびリチウムイオンで構成されています。高度な反応性を持ち、他のいくつかの化合物と結合して新しい化合物を作成できます。周囲温度と圧力で、ユニットセルあたり2つの式を持つP4 / mm構成の正方晶構造で結晶化します。リチウム原子は、正方格子の層に配置され、各正方形は、リチウム層の上と下の水酸化物イオンの交互層によって覆われています。変形した酸素原子の四面体環境が各リチウム原子を取り囲み、各酸素イオンはリチウム原子と 4 倍の相関関係にあります。

水酸化リチウム:準備

水酸化リチウムは、炭酸リチウムが水酸化カルシウムと化学的に反応して生成されます。

Li2CO₃ + Ca(OH)₂ → 2LiOH + CaCO₃

このプロセスまたは反応では、炭酸カルシウムが溶液から除去され、蒸発して結晶化します。 LiOH•,H₂ O 一水和物は、得られた生成物です。水和物は、真空中または二酸化炭素なしで 100°C を超えて加熱され、無水化学物質が生成されます。さらに、酸化リチウムと水の反応により、水酸化物が生成されます。

水酸化リチウム:物理的特性

• 水酸化リチウムは無臭の天然物質です。
• 染料の品質を向上させます。
• 吸湿性のある純白の外観です。
• 水酸化リチウムの密度は 1.46 g/cm3 です。
• LiOH の融点と沸点は、それぞれ 462 °C と 924 °C です。
• 水にはよく溶けますが、アルコールには溶けません。

水酸化リチウム:化学的性質

• 産業環境では、水酸化リチウムは、石灰をリチウム鉱石または鉱石から製造された塩と組み合わせることによって生成されます。
• これは、グループ 1 の水酸化物よりもグループ 2 の水酸化物に似ています。
• 基本です。しかし、水酸化ナトリウムや水酸化カリウムと比べると、塩基性が低くなります。
• 塩酸などの酸による中和プロセスを経ます:

LiOH + HCl → LiCl + H₂ O

• 水酸化リチウムを真空中で 800 °C 以上に加熱すると、酸化リチウムが生成されます。

2LiOH → Li₂ O + H₂ O

• 炭酸リチウムを生成し、二酸化炭素を容易に吸収します。

2LiOH + CO₂ → Li2CO₃ + H₂ O

• 次亜塩素酸リチウムは、水酸化リチウムに塩素を加えると生成されます。

LiOH + Cl2→ LiOCl + HCl

• けん化手順には水酸化リチウムの使用が含まれます。

LiOH + CH₃ (CH₂ )16COOH→CH₃ (CH₂ )16COOLi + H₂ O

水酸化リチウム:核特性

リチウムには、質量数 6 (92.5%) と 7 の 2 つの同位体が含まれていますが、自然には放射線 (7.5%) を放出しません。リチウム 7 とリチウム 6 の比率は 12 から 13 です。

画期的な研究で、アイルランドの物理学者アーネスト・ウォルトンと英国の物理学者ジョン・コッククロフトは、1932 年にターゲット金属としてリチウムを利用しました。陽子を吸収した各リチウム原子核は、2 つのヘリウム原子核に変換されました。リチウム 6 の中性子衝撃が遅いと、ヘリウムとトリチウム (3H) が合成されます。この反応は、トリチウム生成に大きく貢献します。このように作成されたトリチウムは、水素爆弾の製造や、科学研究や研究のための放射性水素同位元素の製造などの他の用途に使用されます。

水酸化リチウムの用途

• 水酸化リチウムは、腐食を防ぐためによく使用されます。
• 潜水艦は、二酸化炭素スクラバーとして LiOH を採用しています。
• セラミック産業と塗料産業はどちらも水酸化リチウムを使用しています。
• 酸化リチウムはほとんどが水溶性であるため、リチウム石鹸の製造によく使用され、その後多機能グリースの製造に使用されます。
• 炭酸リチウムと水酸化リチウムを組み合わせて染料として使用します。両方の反応により、染料の品質が向上します。
• さらに、いくつかのリチウム塩の製造にも使用されています。
• アルカリ蓄電池の電解液に添加剤として配合されています。
• 環境目的のための効果的で持ち運び可能な二酸化炭素吸収剤として機能します。
• 家庭で洗浄液、洗濯用洗剤、ファブリック コンディショナーを作成するために使用されます。
• 今日の主要なバッテリー メーカーがこれを採用しているのは、そのカソードが他の化合物よりも優れた出力密度、大きな電力容量、長いライフ サイクル、および改善された安全機能の点で優れているからです。
• 水酸化リチウムは塩水よりも低コストで製造され、セラミック、プラスチック、冶金粉末、および充電式電池の製造に頻繁に使用されます。
• また、呼吸ガスから二酸化炭素を除去するために、潜水艦、宇宙船、および再呼吸用の呼吸ガス浄化装置で炭酸リチウムと水を生成するためにも頻繁に使用されます。

注: 酸化リチウムにさらされると、目、皮膚、粘膜に重大な刺激を引き起こす可能性があります

結論

• 水酸化リチウムは、LiOH の化学式を持つ無機物質です。白色で吸湿性の結晶性物質で、エタノールにやや溶け、水に溶けます。
• 水をリチウムまたはリチウム酸化物と反応させることにより、実験室で生成されます。
• 酸化リチウムは、すべてのアルカリ金属水酸化物の中で最も安定性が低い塩基です。その pH は 10 から 11 の間です。周期表の最初のアルカリです。
• 優れた耐水性と低温および高温での適応性により、ステアリン酸リチウムは潤滑剤で最も頻繁に使用されます。
• 今日の主要なバッテリー メーカーは、カソードが他の合成化学物質よりも優れた電力密度、より大きな電力容量、長いライフ サイクル、および改善された安全機能の点で優れているため、これを採用しています。
• 産業環境では、水酸化リチウムは、石灰をリチウム鉱石または鉱石から製造された塩と組み合わせることによって作成されます。

水酸化リチウムに関するよくある質問

Q1.水酸化リチウムは酸性ですか、それとも塩基性ですか?

答え: 基本です。溶液に溶解すると 2 つの正の Li イオンと負の OH イオンを放出するため、強塩基であるため水に完全に溶解します。

LiOH + (aq) → Li+(aq) + OH-(aq)

Q2.水酸化リチウムの pH 値と塩基性値は?

答え: 答え。水酸化リチウムの pH 値は 7 を超えています。pH 値が 7 を超えるすべての分子は、水に溶解した後に OH- を生成するため、塩基性と見なされるためです。ただし、その塩基度は -0.04 です。

Q3.水とリチウムはどんな反応をするの？

答え: リチウムが水と反応すると、発熱反応が起こります。リチウムと水の両方が最終生成物として水素ガスと水酸化リチウムを生成する場所。

2Li (固体) + 2H₂ O (液体) → 2LiOH (aq) + H₂ (ガス)

可溶性塩として、水酸化リチウムは水溶液中でリチウム陽イオンと水酸化物陰イオンに分離します。

Q4.エタノールと水酸化リチウムが相互作用するとどうなりますか?

答え: エタン酸と水酸化リチウムが相互作用すると、次の反応が起こる可能性があります。以下はバランスの取れた化学式です:

LiOH (aq) + CH₃ COOH(aq) → LiCH₃ COO(aq) + H₂ O (l)