Black-Friday-2019-12-Multimediaexpo.png

Lithium

Z Multimediaexpo.cz

Přejít na: navigace, hledání
Lithium
Lithium
Atomové číslo3
Stabilní izotopy6,7
Relativní atomová hmotnost6,941 amu
Elektronová konfigurace1s2 2s1
VzhledLithium
SkupenstvíPevné
Teplota tání180,54 °C (453,69 K)
Teplota varu1 342 °C (1615 K)
Elektronegativita (Pauling) 0,98
Hustota 0,534 g.cm-3
Specifické teplo 0,837
Atomový poloměr 1,56 Å (1,56*10-10m)
Iontový poloměr 0,78 Å (0,78*10-10m)
Skupenské teplo tání 3,1787 kJ/g-atom
Výparné teplo 134,9 kJ/g-atom
Ionisační energie M→M+ 514,45 kJ/g-atom
Normální potenciál -2,96 V
Hydratační teplo 486,44 kJ/g-ion
Tvrdost 0,6 (Mohsova stupnice)

Lithium, chemická značka Li, (lat. Lithium) je nejlehčí z řady alkalických kovů, značně reaktivní, stříbřitě lesklého vzhledu.

Obsah

Základní fyzikálně - chemické vlastnosti

Plamenová zkouška lithné soli

Jedná se o velmi lehký a měkký kov (ještě měkčí než mastek), který lze krájet nožem. Dobře vede elektrický proud a teplo. Lithium má nejmenší hustotu ze všech pevných prvků, je lehčí než voda a petrolej a plave na nich. Ve srovnání s ostatními kovy má lithium poměrně nízké teploty tání a varu. V plynném lithiu se vyskytují vedle jednoatomových částic i dvouatomové molekuly lithia. Páry lithia mají hnědou barvu. Roztok vzniklý rozpuštěním lithia v kapalném amoniaku má temně modrou barvu. Lithium se výrazně liší svými vlastnostmi od vlastností ostatních alkalických kovů, ale v mnohém se podobá vlastnostem kovů alkalických zemin. Rychle reaguje s kyslíkem i vodou a v přírodě se s ním proto setkáváme pouze ve formě sloučenin, za vyšší teploty slučuje přímo s dusíkem na nitrid lithný Li3N. Ze skupiny alkalických kovů je lithium nejméně reaktivní, avšak jako jediný alkalický kov se slučuje za vyšší teploty přímo s uhlíkem na karbid Li2C2 a křemíkem na silicid Li6Si2. Elementární kovové lithium lze dlouhodobě uchovávat např. překryté vrstvou alifatických uhlovodíků jako petrolej nebo nafta. Lithium se stejně jako i ostatní alkalické kovy vyskytuje pouze v oxidačním stavu Li+. Soli lithia barví plamen karmínově červeně.

Historický vývoj

Bylo objeveno roku 1817 švédským chemikem Johannem Arfvedsonem v aluminosilikátových horninách petalitu. Brzy na to bylo lithium dokázáno a objeveno i ve spodumenu a lepidolitu. Podobnost lithia s dalšími již objevenými alkalickými kovy zpozoroval již Johann Arfvedson. Lithium dostalo název z řeckého litos – kámen. Červené zbarvení plamene lithia pozoroval poprvé Leopold Gmelin roku 1818. Čisté lithium bylo poprvé připraveno Robertem Wilhelmem Bunsenem a Michaelem Matthiessenem v roce 1855 elektrolýzou roztaveného chloridu lithného.

Výskyt v přírodě

Petalit - (Li, Na)AlSi4O10

V zemské kůře je lithium obsaženo v množství 20 - 60 mg/kg, mořská voda vykazuje průměrný obsah lithia 0,18 mg Li/l. Ve vesmíru patří lithium přes svoji velmi nízkou atomovou hmotnost mezi poměrně vzácné prvky – na jeden jeho atom připadá přibližně 1 miliarda atomů vodíku. V přírodě je lithium přítomno v nevelkém množství jako příměsi různých hornin (rudy lithia obsahují okolo 1-6 % lithia), nejznámější minerály obsahující lithium jsou aluminosilikáty lepidolit KLi2[AlSi3O6(OH, F)4] (OH, F)2, spodumen LiAl[Si2O6], trifylin LiFe[PO4], petalit (Li, Na)AlSi4O10, amblygonit: (Li,Na)Al(PO4)(F,OH) a cinvaldit: KLiFeAl[(F,OH)2|AlSi3O10]. Soli lithia jsou přítomny i v mořské vodě a některých minerálních vodách. Největší zásoby lithia (podle The United States Geological Survey): 1. Bolívie 5,4 mil. t, 2. Chile 3,0 mil. t, 3. Čína 1,1 mil. t, 4. USA 0,4 mil. t[1]
Polovina známých zásob lithia leží v Bolívii na dně solných pánví - největší z nich je Salar de Uyuni.

Výroba

Elementární lithium - peletky

Při výrobě se vychází z rudy spodumenu, který se zahřívá na 1 100 °C, aby došlo ke změně modifikace, která má menší hustotu. Ta se promývá kyselinou sírovou při 250 °C a z výluhu se získává síran lithný. Ten reaguje s uhličitanem sodným a kyselinou chlorovodíkovou za vzniku nerozpustného uhličitanu lithného a rozpustného chloridu lithného. Uhličitan lithný se kompletně převede na chlorid. Kovové lithium lze průmyslově nejsnáze připravit elektrolýzou roztaveného chloridu lithného, protože je čistý chlorid nejlépe získatelný a má relativně nízkou teplotu tání. K přípravě lithia je možno použít i snadněji tavitelnou směs chloridu lithného a chloridu draselného. V současné době se vyrobí okolo 10 tun lithia ročně.

Železná katoda 2 Li+ + 2 e- → 2 Li
Grafitová anoda 2 Cl- → Cl2 + 2 e-

V laboratoři lze k přípravě lithia použít i elektrolýza chloridu lithného rozpuštěného v pyridinu.

Využití

Lithiová baterie

Sloučeniny

Anorganické sloučeniny

Uhličitan lithný
Chlorid lithný
Dusičnan lithný

Soli

Lithné soli jsou ze však solí alkalických kovů obecně nejméně rozpustné ve vodě (Paradox u lithných solí tvoří chlorečnan lithný, který je nejrozpustnější anorganickou látkou ve vodě - 313,5 g ve 100 ml při 18 °C). Naproti tomu se však lithné soli velmi dobře rozpouští v jiných polárních rozpouštědlech než voda (například kapalný amoniak nebo líh).

Organické sloučeniny

Mezi organické sloučeniny lithia patří zejména lithné soli organických kyselin a lithné alkoholáty. K dalším lithným sloučeninám patří organické komplexy lithných sloučenin tzv. crowny a kryptáty. Zcela zvláštní skupinu organických lithných sloučenin tvoří organokovové sloučeniny.

Literatura

Reference

  1. -rs-. Indiánský monopol na baterky. Týden, únor 2009, čís. 8/2009, s. 53.  

Externí odkazy



Flickr.com nabízí fotografie, obrázky a videa k tématu
Lithium
Commons nabízí fotografie, obrázky a videa k tématu
Lithium
Osobní nástroje
Jmenné prostory
Varianty
Akce
Hlavní funkce
Navigace
Nástroje
Příspěvky a dary
Další informace