Литийдің физикалық және химиялық қасиеттері, оттекпен қосылыстары

Оңтүстік Қазақстан обылысы
Шардара ауданы
№ 16 колледж
Орындаған: Тұ-43 топ студенті Рысмұрат Болдықыз Мұхтарқызы
Жетекшісі: Айтенова Нұргул Ыдырысқызы

 

Литий - қалыпты жағдайда газ тәрізді емес элемент.

Металдық литийдің меншікті салмағы 0,534, сондықтан ол бензинде де тұтанады. Натрий жөне калий сияқты литий әлсіз сары түсі, металдық жылтыры бар, натрий калийге ұқсас өте жұмсақ.

Литийдің нормальды потенциалы белгілі потенциалдар ішіндсгі теріс мәнді. Ол - 3,02 в-ке тең. Мұндай үлкен теріс потенциал мәні литий  ионының жоғары  гидратациясымен байланысты. Сондықтан литийді сулы ерітіндіден электролиз арқылы бөлу мүмкін емес. Тұз балқымаларында литий потенциалы оң мәнді — 2,1в. Алғаш рет металдық литийді Деви литий оксидін вольт діңгегі арқылы ыдырату жолымен алды, ал кейінірек Бунзен мен Маттисен балқытылған хлорид электролизі арқылы алды (1855 ж.).

Литий - типтік металл, бірақ басқа сілтілік металдардан ерекшеленеді және магниймен "диагональдар" ережесі бойынша ұқсастығы бар. Li⁺ және Мg²⁺  иондық радиустары  бірдей  (0,78Аº). Литийдің Мg-мен ұқсастығы оның кейбір тұздарының фосфат және карбонаттарының өте аз ерігіштігінен байқалады, лнтий басқа сілтілік металдарға қарағанда және магаийге ұқсас ашудас түзе алмайды. Бұл қасиеттері литийлі қосылысты өндіруде қолданады.

Lі басқа сілтілік металдарға қарағанда жоғары балқу температурасын көрсетеді және ауамен салыстырғанда тұрақтырақ. Бірақ литий металл түрінде қолданылмайды, себебі ол ауадағы азотпен Lі₃N түзеді. Басқа сілтілік металдарға сөйкес суды ыдыратады, бірақ натрий мен калийге қарағанда және рубидий мен цезийге қарағанда аздап энергиялы (балқымайды және жарқылы жоқ).

Литий фтор және хлормен қалыпты температурада қосылады, сутекпен қыздырғанда гидрид LіН түзеді. Литий қыздырғанда көміртек оксидімен де әрекеттеседі.

Литийдің осындай активтілігіне байланысты безин және парафин майымен бірге сақтау керек.

Сүйытылған қышқылдарда литий тез ериді, бірақ концентрлі Н₂SО₄ оны ақырын ерітеді, ал концентрлі азот қышқылы литийді күшті тотықтыратыны сонша, ол балқып сосын Жалындайды /1219/.

Оттекпен  қосылыстары

Литий оттекте жанғанда ақ тотық Lі₂О түзіледі. Сонымен Lі басқа сілтілік металдардан ерекшеленеді, олар пероксидті қосылыстар береді. Кейбір мөлшері Li₂О₂-нің литий оксидімен біріге түзіледі, бірақ литий пероксидінін беріктігі, басқа сілтілік металдардың пероксидтеріне қарағанда жоғары емес: 195°С-та ол толығымен литий оксидіне және оттекке ыдырайды. Литий оксидінің түзілу жылуы 142,3ккал/моль.

Литий оксиді оңай, бірақ басқа сілтілік металдар оксидіне қарағанда аздап энергиялы, сумен келесі реакция бойынша түзіледі:

Lі₂О+Н₂О → 2LiOН

Реакция көп мөлшерде жылу мөлшері бөлінуі мен жүреді: Lі оксидінің, гидроксидтерінің ерігіштігі судағы (моль/л) басқа сілтілік металл  гидроксидтеріне қарағанда аздау (15⁰C).

LiOH	5,3	RbOH	17,9
NaOH	26,4	CsOH	25,8
KOH	19,1

        

Сулы ерітінділерден литий гидроксиді бір молекула суы бар кристаллогидрат түрінде  кристалданады LiОН · Н₂О.

Егер литий гидрооксидін сутек псроксидімен өңдесе, литийдщ пероксидті қосылыстарын алуға болады LiО₂Н₂О₂ЗН₂О, оны вакуумда кептірсе сусыз литий пероксиді түзіледі; кұрамы басқа пероксидті қосылыста белгілі - Li₂О₂-2Н₂О.

Оттекті  қышқылдың тұздары

Литийдің түрлі тұздары литий бар шикізтты және литийдің аналитикалық химиясында маңызды роль атқарады. Жоғарыдағы кейбір тұздардың ерігіштігі — карбонаттар, фосфаттар және басқалардың - басқа сілтілік металдардың сәйкес тұздарына қарағанда ерекшеленеді, сондықтан LiMg-ге жақын. Тұздардың ерігіштігіндегі мұндай айырмашылық литийді табиғатта бірге кездесетін сілтілік металдардан бөлуге мүмкіндік береді. 1 суретте литий сульфаты және карбонатының температураға тәуелді ерігіштігі берілген, салыстыруға калий сульфатының ерігіштігінің қисығы берілген. Калий карбонаты ерігіштігінің қисығы масштабтың шегіне шығады, оны төмендегі сандарды қарастырып онай көруге болады:

 

Температура, 0С	0	10	20	25	30	100
Судың ерігіштігі г/100г
Li2 CO3	1,53	1,42	1,33	1,27	1,18	0,66
K2 CО3	-	109	110	-	121	056

Na және К иондары қатысында және көміртегі тотығы қатысында литий карбонатының ерігіштігі қос және комплекеті қосылыстар түзілуі нәтижесінде өседі. Литий карбонаты сілтіде оңай ериді және литийдің басқа тұздарын алуда шикізат болып табылады. Мысалы:

Li₂СО₃+2НС1 -> 2LiС1+Н₂О+СО₂.

Литий карбонаты өндірісіндегі маңызды тұз болып табылады, себебі литийді кендерден өндеу процесі оны аз еритін карбонат түрінде тұнбаға түсірумен аяқталады.

1 суреттен корініп тұрғандай литий сульфатының ерігіштігі қалыпты температураларда калий сульфаты ерігіштігіне қарағанда жоғары және оған тек 100°С-да ғана жақындайды, сондай жағдайда калий сульфаты ерігіштігі жоғарылайды. Бұл қасиет литий кендерін өндеуде қолданылады. Литий басқа сілтілік металдарға қарағанда ашудас түзбейді, натрий, калий не аммониймен қос сульфат түзеді.

Температура, ⁰

1 сурет - Литий сульфаты мен карбанатының температураға байланысты ерігіштігі

Жай сульфат ерітінділерінен моногидрат түрінде LiSO₄ H₂O кристалданады. Басқа кристалдық түрлері литий сульфаты үшін белгісіз. Литйи басқа сілтілік металдрға ұқсас тұз түзеді: LiHSO₄, ол қызыдырғанда пиросульфатқа ауысады LI₂C₂O; қалыпты сульфаттар натрий, калий және басқа сілтілік металдардың сутек ағынына тотықсыздану мүмкін немесе аммиакты сулфитке дейін, тотықсыздану температуралары сілтілік металдың сулбфаттры үшін бірдей (700⁰С – жуық сутек жіне 800⁰С – жуық аммиак).

Li₃PO₄ литий фосфаты 0,022г  100г  суда ериді (0⁰С – да), Na₃PO₄ ерігіштігі 10,5г  100г  суда (15⁰С), K₃PO₄ 193,1г  100г суда  (25⁰С).

Кремний қышқылдық литий суду ерімейтін тұз, натрий жіне калий тұздары жақсы ериді (сұйық шыны). Кремний қышқылдық литийдің түзілуі тіпті, металдық литийдің кремний қышқылдық қосылыстармен әрекеттесуінде де оңай өтеді. Бұл жағдай қайта литийдің балқуын қиындатады.                     

Әдебиеттер тізімі:

1. Ферсман А.Е. Редкие металлы. 1932, № 4-5.
2. Сажин Н.П., Меерсон Г.А. Редкие элементы в новой технике // Хим. наука и пром., 1956. Т.І, № 5.
3. Меерсон Г.А. и Зеликман А.Н. Металлургия редких металлов. Метиаллургиздат, 1954.
4. Зеликман А.Н., Самсонов Г.В., Крейн О.Е. Металлургия редких металлов. Металлургиздат, 1954.
5. Тронов В.Г. Кклад русских ученых в химию редких элементов. Изд. Знание, 1952.
6. Виноградов А.П. Геохимия редких и рассеянных химических элементов в почвах. Изд. АН СССР, 1950.

---

Әлеуметтік желілерде бөлісіңіз: