Л Литий является химическим элементом таблицы Менделеева идущий под номером 3 и имеет обозначение Li. Литий представляет собой легкий мягий серебристо-белого цвета металл. Он является самым легким из металлов и самым легким твердым элементом.
- Как был открыт Литий;
- Где и как добывают Литий;
- Распространенность лития;
- Применение лития;
- Интересные факты
Как был открыт литий
История открытия лития очень занимательна и началась более 200 лет назад. В 1800 году бразильский химик Хосе Бонифацио де Андрада э Силва на шведском острове обнаружил новый минерал. Это был кусок петалитовой руды. Через 17 лет, шведский химик Йохан Август Арфведсон, при изучении петалитовой руды, обнаружил в минерале новый элемент.
КАК ВЫБРАТЬ li-ion АККУМУЛЯТОРЫ 18650 И ГДЕ ИХ КУПИТЬ
Этот элемент образовал соединения аналогичные Калию и Натрию, но его карбонат и гидроксид были менее растворимы в воде и менее щелочными. Йохан Арфведсон работал в лаборатории Йонса Якоба Берцелиуса. Который в последующем дал название «Литий» новоиспеченному химическому элементу, который в переводе с греческого означает «камень».
Такое название Берцелиус дал элементу для того, чтобы отличать происхождение от калия и натрия. Натрий был найден в значительных количествах в крови животных, а калий в золе растений. Арфведсон доказал, что литий присутствует в таких минералах как сподумен и лепидолит. Проблема заключалась в том, что чистого лития получить не удавалось.
Получить литий как отдельный химический элемент удалось только в 1821 году. Это событие совершил английский химик Уильям Томас Бранд путем электролиза оксида лития.
Где и как добывают литий
В 2018 году геологическая служба США оценила мировые запасы лития в 16 миллионов тонн. Хотя эта оценка весьма сомнительна. На сегодняшний день известно только несколько десятков месторождений на которые приходится 75% всех запасов. Эти оцениваемые месторождения включают в себя только литиевые рудники.
Есть еще и литиевые соляные концентраты, которые невозможно подсчитать по той же схеме, что и рудники. Они находятся в подземных бассейнах и солончаках. Поэтому, вероятно, их в учет и не брали. Эти смеси содержащие литий концентрируются с помощью солнечного испарения. Вода выпаривается и чистый литий из литиевых растворов добывается электролизом, а из руды с помощью механической обработки.
По состоянию на 2015 год большая часть лития добывается на территории Южной Америки. Если конкретнее, то около 70% миоовых запасов приходится на Аргентину и Чили. В этом направлении Чили занимает лидирующую позицию в мире. Конкуренцию ему составляют такие страны как Австралия, Китай, Аргентина, США и Португалия.
Распространенность лития
Применение лития
Литий,благодаря своим физическим и химическим свойствам, имеет очень широкую область применения. Самую значительную часть применения лития приходится на электротехнику. Если быть точнее, то на аккумуляторы для электротехники. Все вероятно знают про литий-ионные батареи, которые являются составной частью каждого мобильного телефона, планшета, ноутбука и даже электромобиля.
На второй позиции находится производство керамики и стекла. Оксид лития очень широко используется в качестве флюса для обработки кремнезема. При этом он снижает температуру плавления и вязкость материала и значительно снижает коэфициент теплового расширения. Следующим по объемам применением являются всеразличные смазки. Благодаря своим жаростойким свойствам примесь гидроксида лития обеспечивает температуроустойчивость и заданную вязкость смазочных материалов.
В металлургии лийтий используют в качестве добавки к шлаковым флюсам для непрерывной разливки. Так же его используют при производстве всеразличных сплавов металлов. Еще одним применением лития является пиротехния. Это касается именно фейрверков и вспышек. В этом направлении он используется как краситель.
Так же литий находит применение и во многих других областях. Такие области включает в себя медицина , производство оптики, очистка воздуха, вооружение и многое другое.
Интересные факты
Интересных фактов связанных с литием довольно много. Стоит начать с того, что литий в небольших количествах содержится в организме человека. Заболеваний связаных с дефицитом лития в организме выявлено не было, но было замечено увеличение числа депрессий и самоубийств у людей с нехваткой лития в организме.
Если учесть то, что соединения лития используются в медицинских препаратах против головной боли, можно предположить, что литий влияет на психоэмоциональное состояние людей. Следующим интересным моментом является то, что литий используется при производстве некоторых наркотических веществ. В пример можно поставить метамфетамин, из-за которого в некоторых странах ограничена продажа литиевых батарей, так как они являются значимым способом получения лития в бытовых условиях.
Еще одним интересным моментом является то, что литий используется в ядерной энергетике. В США 65 из 100 ядерных реакторов не могут работать без лития. В 2013 году американское управление подотчетности США заявило о критической нехватке лития для работы ядерных реакторов. И большая часть США в 2013 году могла просто остаться без электричества.
Источник: biobloger.ru
Литий
Химический элемент Литий получил известность благодаря открытию Иоганна Августа Арфведсона в 1817 г в составе алюмосиликата, петалита. Затем «огнепостоянную щёлочь» нашли в других минералах естественного происхождения. Это белый, с серебристым блеском металл, который можно разрезать ножом. В таблице Менделеева занимает третье место и обозначается Li (от латинского Lithium).
Краткое описание химического элемента Литий
Порядковый (атомный) номер элемента в периодической системе химических элементов Менделеева равен трём. В обычных условиях металлический Li обладает самой низкой плотностью из всего числа известных металлов. Кроме того, он возглавляет семейство щелочных металлов по температуре плавления и кипения.
Исторические факты
Первый металлический образец был получен сэром Гемфри Дэви в процессе разложения электрическим током расплава гидроксида лития. Вместе с первым результатом электролиза лития, Леопольд Гмелин, экспериментируя с литий содержащими солями, отметил окрашивание пламени в тёмно-карминовый цвет.
Химические свойства лития
Литий проявляет «капризные» свойства при смешивании с натрием, совсем не реагирует с расплавами калия, рубидия и цезия. В условиях комнатной температуры литий не взаимодействует с сухим воздухом или водородом. В отличие от остальных щелочных металлов, его невозможно хранить в керосине. Для данной цели используют масло Шервуда, парафин, газовый бензин или минеральное масло в герметичных жестяных ёмкостях.
При температуре выше 100, но ниже 300 градусов цельсия, на поверхности лития образуется защитная оксидная плёнка, препятствующей дальнейшему взаимодействию хим. Элемента с окружающей средой, даже во влажном воздухе. Металлическая форма элемента обжигает при попадании на влажную поверхность кожи или слизистой.
Применение лития
Сам элемент и его соединения широко применяются для производства стекла, в качестве покрытия фарфора. Чёрная и цветная металлургия используют литий для придания сплавам прочности и пластичности, в изготовлении смазок. Текстильная промышленность применяет этот элемент в качестве отбеливателя тканей, пищевая – в роли консерванта, фармацевтика успешно использует в косметических препаратах.
Жидкий литий нашёл своё применение в ядерных реакторах, радиоактивный тритий получают при помощи изотопа лития-6. Широкое применение щелочной металл нашёл в химической промышленности, как катализатор многих процессов, компонент сплавов, из которых изготавливают холодные катоды, а также аноды источников тока.
Фторид лития в виде монокристаллов применяют для создания высокоточных лазеров с КПД 80%. Различные соединения с литием участвуют в дефектоскопии, пиротехнике, радиоэлектронике, оптоэлектронике.
Интересные факты о литии
Соли лития – психотропное вещество, положительное влияние которых на психическое состояние человека было подтверждено лишь в середине XX века. Карбонат лития с успехом применяется для лечения людей с биполярным расстройством, маниакальной депрессией, склонных к суициду.
Свойство лития уменьшать депрессию и риск суицида нашло свое отражение в творчестве групп Nirvana и Evanescence. В их дискографии имеются психоделические песни под названием Lithium.
На роли лития в активизации спящих клеток костного мозга основана надежда современной медицины в деле борьбы с раком крови. Экспериментально доказано, что литий благоприятно воздействует на области поражения генитальным герпесом. Положительно отмечено применения Li в комплексе лечения гипертонии и диабета. Безусловна эффективность в рамках предупреждения склероза и заболеваний сердечно-сосудистой системы.
Присутствуя в смазочных материалах, литий позволяет осваивать Антарктиду, в условиях критически низких температур. Без этого элемента техника попросту откажет. Его рассматривают как компонент твёрдого ракетного топлива, ведь результат сгорания 1 кг твёрдого Li более десяти тысяч килокалорий, что почти в пять раз больше, чем результат сгорания 1 кг керосина.
Источник: www.alto-lab.ru
Литий — строение, характеристика и основные свойства металла
На уроках химии преподаватели знакомят учеников с элементами таблицы Менделеева. Каждый металл или неметалл имеет свой порядковый номер и наименование. Обычно в учебниках даётся достаточно информации о разных веществах и их свойствах, но есть немало занимательных фактов, которые можно отыскать в других источниках. Например, об открытии и сфере применения лития есть немало интересной информации.
История открытия элемента
В 1817 году шведский химик Иоганн Арфведсон открыл вещество в минерале петалите, а затем — в пероксине сподуме и слюде лепидолите. А в 1818 году Гемфри Дэви получил его в виде металла в процессе разложения расплава гидроксида лития. Когда Леопольд Гмелин экспериментировал с солями, содержащими это вещество, он увидел, что при горении соединений пламя было окрашено в карминово-красный цвет.
Впервые литий был найден среди твёрдых горных пород, поэтому он получил наименование литион, что в переводе с греческого означает «камень». Современное название металлу дал Берцелиус.
Крупные месторождения лития были найдены в США, Боливии, Чили, Бразилии, Конго и Китае. В России почти 50% запасов природного ископаемого можно найти в Мурманской области. Вещество обнаружили в составе онгонитов и в сильносолёных озёрах, которые назвали рассолами.
Физические свойства
В периодической системе литий (Li) имеет атомный номер 3. Химический элемент расположен во втором периоде первой подгруппы. Он относится к классу щелочных металлов и характеризуется светло-серебристым оттенком. Его свойства обусловлены электронным строением атома. Литий относится к семейству s-элементов. Его валентность равна +1.
Атом характеризуется наличием двух оболочек. На внешнем слое расположены валентные электроны, участвующие в формировании химических связей. Ядро атома имеет положительный заряд. В нём находятся 3 протона и 4 нейтрона. Вокруг ядра по орбитам движутся 3 электрона.
- температура плавления — 180 °C;
- температура кипения — 1340 °C;
- плотность при комнатной температуре — 0,533 г/см³;
- атомная и молекулярная масса вещества — 6,941;
- удельный вес — 0,539;
- твёрдость по Моосу — 0,6.
Литий — самый лёгкий металл. Он способен воспламеняться при температуре выше 200 °C. На воздухе он покрывается оксидно-нитридной плёнкой. При комнатной температуре вещество обладает кубической объёмноцентрированной кристаллической решёткой. Пластичный металл мягче свинца и твёрже натрия.
Он хорошо обрабатывается прокаткой и прессованием.
Особые физические свойства лития обусловлены небольшим размером его атома. С натрием он соединяется при температуре не выше 380 °C. С ним не смешиваются расплавленный калий, рубидий или цезий.
Химические особенности
Вещество реагирует с водой, аммиаком, кислотами и неметаллами, в чём проявляются типичные химические свойства лития. В металлической форме он обжигает слизистые оболочки и увлажнённую поверхность кожного покрова.
В соединениях степень окисления лития равна +1. Этот металл нельзя хранить в керосине, что нехарактерно для щелочных видов. При комнатной температуре он не взаимодействует с сухим воздухом или кислородом. Элемент вступает в медленные реакции с другими газами во влажном воздухе, образуя гидроксид, нитрид и карбонат.
Поэтому вещество хранят в газолине, парафине или минеральном масле. Для этого используют герметично закрытые жестяные банки.
При нагревании в кислороде литий горит, превращаясь в оксид. Протекающая химическая реакция с уравнением и формулой:
Одна из главных особенностей металла в том, что при 100−300°C на нём образуется плотная оксидная плёнка, после чего он не окисляется. Основным признаком для определения химического элемента служит тёмно-красное пламя во время горения его солей. При взаимодействии с водой, при котором не происходит взрыва или возгорания, образует гидроксид и простое вещество водород. Также реагирует с этиловым спиртом.
Происхождение в природе
Существует 2 природных стабильных и 7 искусственных изотопов лития. Кроме того, металл имеет два возбуждённых изомерных состояния некоторых его нуклеидов. Основная часть изотопов возникла при первичном нуклеосинтезе, а другая — в звёздном.
Вещество относится к группе крупноионных литофильных элементов. Он содержится в верхней материковой коре и морской воде. Литий образует такие самостоятельные минералы, как лепидолит и сподумен. Он выступает изоморфным заместителем калия в распространённых породообразующих ископаемых.
Специалисты используют минеральные формы или солевые растворы из соляных озёр для получения необходимого вещества. Из каждого вида сырья сначала извлекают карбонат металла. Сподумен перерабатывают путём спекания его с сульфатом калия. В результате реакции получается раствор сульфата лития, а затем при взаимодействии с карбонатом натрия получается карбонат лития. Металлическая форма вещества образуется путём электролиза расплава солей.
Биологическое значение
Элемент был обнаружен в числе постоянных компонентов в живых организмах. У растений он повышает стойкость к различным заболеваниям. Вещество усиливает фотохимическую активность хлоропластов в листве томатов и синтез никотина в табаке.
В человеческом организме литий образуется преимущественно в почках, но также находится в щитовидной железе, печени, сердце, лёгких и кишечнике. Этот элемент участвует в важных процессах жизнедеятельности организма человека:
- нормализует обмены жиров и углеводов;
- укрепляет иммунную систему;
- не даёт развиться аллергическим реакциям;
- снижает нервную возбудимость.
В большом количестве вещество снижает уровень серотонина в мозге. При высоком содержании натрия в организме препараты с литием назначают с осторожностью, поскольку лекарства могут быть опасны для здоровья и ухудшить состояние почек.
Сферы применения
Литий обладает уникальными свойствами и имеет много преимуществ перед другими металлами. Люди используют его в разных областях:
- Сульфид лития и меди выступает отличным полупроводником, предназначенным для создания термоэлектрических материалов.
- Металл, который даёт возможность получить тёмно-красное пламя, применяется при производстве пиротехники.
- Фторид вещества широко используется в изготовлении лазеров и оптики.
- В современной электронике применяют щелочные аккумуляторы с гидроксидом лития для получения максимальной мощности и продления срока службы средств.
- Вещество используется в качестве наполнителя для металлогалогенных ламп.
- Сплавы лития применяют в авиации и космонавтике.
- В металлургии материал используют как вспомогательное средство при выплавке алюминия. Полезное ископаемое повышает степень прочности и пластичности у разных сплавов.
- Из-за высокой удельной теплоёмкости металл распространён в производстве ядерных реакторов.
- В силикатной промышленности он необходим при создании определённых видов стекла и для покрытия изделий из фарфора.
- Гидроксид лития применяется для очистки помещений от углекислого газа.
- Соединения с этим веществом используют в текстильной промышленности для отбеливания тканей.
Различные соединения лития находят применение и в других областях. Поскольку его соли характеризуются целебными свойствами, вещество широко используется в сфере медицины. Лекарственные препараты с этим компонентом помогают в лечении аффективных расстройств и дерматологических заболеваний.
Источник: nauka.club