Estrutura de hidreto de lítio, propriedades, obtenção, usos

Ele Hidreto de lítio É um sólido inorgânico cristalino cuja fórmula química é LIH. É o sal inorgânico mais leve, seu peso molecular é de apenas 8 g/mol. É formado pela união de um íon lítio li⁺ e um hidreto h Íon^-. Ambos estão unidos por um vínculo iônico.

Lih tem um ponto de fusão alto. Reage facilmente com água e na reação, ocorre o gás de hidrogênio. Pode ser obtido por reação entre metal de lítio fundido e gás de hidrogênio. É amplamente utilizado em reações químicas para obter outros hidratantes.

Hidreto de lítio, lih. Nenhum autor legível por máquina fornecido. Jtiago assumiu (com base em reivindicações de direitos autorais). [Domínio público]. Fonte: Wikimedia Commons.

LIH tem sido usado para proteção contra radiação perigosa, como os encontrados nos reatores nucleares, esses são, alfa, beta, radiação gama, prótons, raios X e nêutrons.

Também foi proposto para a proteção dos materiais dos foguetes espaciais movidos por propulsão térmica nuclear. Os estudos estão sendo usados ​​para serem usados ​​como proteção do ser humano contra a radiação cósmica durante futuras viagens ao planeta Marte.

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Estrutura

No hidreto de lítio, o hidrogênio tem uma carga negativa H^-, Bem, um elétron roubou o metal, que está na forma de íon li⁺.

Configuração de cátions eletrônicos li⁺ É: [ele] 1s² que é muito estável. E a estrutura eletrônica do hidreto H^- É: 1s², o que também é muito estável.

O cátion e o ânion se ligam por forças eletrostáticas.

O cristal de hidreto de lítio tem a mesma estrutura que o cloreto de sódio, ou seja, uma estrutura cristalina cúbica.

Estrutura cristalina cúbica de hidreto de lítio. Autor: Benjah-BMM27. Fonte: Wikimedia Commons.

Nomenclatura

- Hidreto de lítio

- Lih

Propriedades

Estado físico

Sólido cristalino branco ou incolor. LIH comercial pode ser azul acinzentado devido à presença de pequenas quantidades de metal de lítio.

Peso molecular

8 g/mol

Ponto de fusão

688 ºC

Ponto de ebulição

Se decompõe a 850 ºC.

Temperatura de auto -dirigir

200 ºC

Densidade

0,78 g/cm³

Solubilidade

Reaja com água. É insolúvel em éteres e hidrocarbonetos.

Outras propriedades

O hidreto de lítio é muito mais estável que os hidros dos outros metais alcalinos e pode ser derretido sem decomposição.

Pode atendê -lo: bateria seca

Não é afetado pelo oxigênio se for aquecido a temperaturas abaixo do vermelho. Nem é afetado pelo cloro cl₂ e ácido clorídrico HCl.

O contato do LIH com calor e umidade causa uma reação exotérmica (gera calor) e evolução de hidrogênio H₂ e hidróxido de lítio lioh.

Ele pode formar uma poeira fina que pode explorar em contato com chamas, calor ou materiais oxidantes. Você não deve entrar em contato com óxido nitroso ou oxigênio líquido, pois ele pode explorar ou ligar.

Escurece ao ser exposto à luz.

Obtenção

O hidreto de lítio foi obtido em laboratório por reação entre metal fundido de lítio e gás hidrogênio a uma temperatura de 973 K (700 ° C).

2 li + h₂ → 2 lih

Bons resultados são obtidos quando a superfície exposta do lítio fundido é aumentada e quando o tempo de sedimentação do LIH é reduzido. É uma reação exotérmica.

Eu uso como escudo protetor contra radiação perigosa

LIH apresenta uma série de características que tornam atraente ser usado como proteção para o ser humano em reatores nucleares e sistemas espaciais. Aqui estão algumas dessas características:

- Possui alto teor de hidrogênio (12,68 % em peso de H) e um alto número de átomos de hidrogênio por unidade de volume (5,85 x 10²² Átomos h/cm³).

- Seu alto ponto de fusão permite que ele seja usado em ambientes de alta temperatura sem ser fundado.

- Possui baixa pressão de dissociação (~ 20 torr em seu ponto de fusão) que permite que o material seja fundido e congelado sem degradar sob baixa pressão de hidrogênio.

- Tem uma baixa densidade, o que torna atraente ser usado em sistemas espaciais.

- No entanto, suas desvantagens são sua baixa condutividade térmica e más propriedades mecânicas. Mas isso não diminuiu sua aplicabilidade.

- As peças lih que servem como escudos são fabricadas por prensagem fria ou quente e por fusão e derramando em moldes. Embora esta última forma seja preferida.

- À temperatura ambiente, as peças são protegidas da água e do vapor de água.

- Em reatores nucleares

Nos reatores nucleares, existem dois tipos de radiação:

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Radiação ionizante direta

São partículas altamente energéticas que carregam carga elétrica, como alfa (α) e beta (β) e partículas de prótons. Esses tipos de radiação interagem muito fortemente com os materiais dos escudos, causando ionização ao interagir com os elétrons dos materiais dos materiais pelos quais passam.

Radiação indiretamente ionizante

São nêutrons, raios gama (γ) e raios X, que estão penetrando e requerem proteção de massa, pois envolvem a emissão de partículas secundárias carregadas, que são as que causam ionização.

Símbolo para alertar a radiação perigosa. IAEA & ISO [domínio público]. Fonte: Wikimedia Commons.

Segundo algumas fontes, o LIH é eficaz na proteção de materiais e pessoas contra esses tipos de radiação.

- Em sistemas espaciais de propulsão térmica nuclear

LIH foi recentemente escolhido como um moderador potencial e material protetor contra a radiação nuclear para sistemas de propulsão térmica nuclear de naves espaciais para viagens muito longas.

Representação artística do veículo espacial com propulsão nuclear na órbita de Marte. NASA/SAIC/PAT RAWLINGS [domínio público]. Fonte: Wikimedia Commons.

Seu teor de baixa densidade e alto hidrogênio causa a massa e o volume do reator de propulsão nuclear para reduzir efetivamente.

- Em proteção contra a radiação cósmica

A exposição à radiação espacial é o risco mais importante da saúde humana em futuras missões de exploração interplanetária.

No espaço profundo, os astronautas serão expostos ao espectro completo dos raios cósmicos galácticos (íons de alta energia) e eventos de ejeção de partículas solares (prótons).

O perigo de exposição à radiação é agravado devido à duração das missões. Além disso, a proteção dos lugares que os exploradores também devem ser considerados.

Simulação de habitat futura no planeta Marte. NASA [domínio público]. Fonte: Wikimedia Commons.

Nesta ordem de idéias, um estudo realizado em 2018 indicou que entre os materiais comprovados, o LIH fornece a maior redução de radiação por grama por cm², Sendo assim um dos melhores candidatos a serem usados ​​em proteção contra a radiação cósmica. No entanto, esses estudos devem ser aprofundados.

Eu uso como meio de armazenamento e transporte seguro de hidrogênio

Obtendo energia de H₂ É algo que foi estudado por várias dezenas de anos e já encontrou aplicação para substituir os combustíveis fósseis em veículos de transporte.

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O h₂ Pode ser usado em células de combustível e contribuir para a redução da co -produção₂ e não_x, evitando assim o efeito e a poluição da estufa. No entanto, um sistema eficaz para armazenar e transportar H ainda não foi encontrado₂ Certamente, com peso leve, compacto ou pequeno, que o roda rapidamente e libera o H₂ igualmente rápido.

O hidreto de lítio é de hidratantes alcalinos que têm a maior capacidade de armazenamento de H₂ (12,7 % em peso de H). Liberação h₂ por hidrólise de acordo com a seguinte reação:

Lih + h₂O → lioh + h₂

O LIH fornece 0,254 kg de hidrogênio para cada kg de LIH. Além disso, possui uma alta capacidade de armazenamento por unidade de volume, o que significa que é leve e é um meio compacto para o armazenamento H₂.

Motocicleta cujo combustível é hidrogênio armazenado na forma de um hidreto metálico como lih. OU.S. Energia Energética Energética e Energia Energia (EUA) [Domínio Público]. Fonte: Wikimedia Commons.

Além disso, o LIH é mais facilmente formado do que outros hidratantes de metais alcalinos e é quimicamente estável em temperaturas e pressões ambientais. LIH pode ser transportado do fabricante ou fornecedor para o usuário. Então, por hidrólise do lih, o h é gerado₂ E isso é usado com segurança.

O hidróxido de lítio lioh formado pode ser devolvido ao fornecedor que regenera o lítio por eletrólise e depois produzido novamente LIH.

O LIH também foi estudado com sucesso para ser usado junto com a hidracina em negrito para o mesmo propósito.

Use em reações químicas

LIH permite a síntese complexa de hidratantes.

Serve, por exemplo.

Referências

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