Glinian litu

Glinian litu
LiAlO2 unit cell.png
            __ Li + __ Al 3+ __ O 2−
Nazwy
Preferowana nazwa IUPAC
Glinian litu
Systematyczna nazwa IUPAC
Glinian litu(1+).
Inne nazwy
Metaglinian litu

Tlenek glinowo-litowy

Podwójny wodorotlenek litowo-glinowy
Identyfikatory
Model 3D ( JSmol )
ChemSpider
Karta informacyjna ECHA 100.031.291 Edit this at Wikidata
Numer WE
  • 234-434-9
Siatka Lit + glinian
Identyfikator klienta PubChem
  • InChI=1S/AI.Li.2O/q;+1;;-1  check Y
    Klucz: YQNQTEBHHUSESQ-UHFFFAOYSA-N  check Y
  • InChI=1/Al.Li.2O/q;+1;;-1/rAlO2.Li/c2-1-3;/q-1;+1
    Klucz: YQNQTEBHHUSESQ-YICCBGQXAE
  • [Li+].[O-][Al]=O
Nieruchomości
Al Li O 2
Masa cząsteczkowa 65,92 g·mol -1
Wygląd biały krystaliczny proszek
Gęstość 2,615 g/cm3 , ciało stałe
Temperatura topnienia 1625 ° C (2957 ° F; 1898 K)
nierozpuszczalny
Termochemia
53,35 J/mol·K
-1188,670 kJ/mol
-1126,276 kJ/mol
Zagrożenia
Karta charakterystyki (SDS) Zewnętrzna karta charakterystyki
O ile nie zaznaczono inaczej, dane podano dla materiałów w stanie normalnym (przy 25°C [77°F], 100 kPa).
check  Y ( co to jest check☒ Y N ?)

Glinian litu ( LiAlO
2 ) , zwany także tlenkiem glinu litu , jest nieorganicznym związkiem chemicznym , glinianem litu . W mikroelektronice glinian litu jest uważany za podłoże pasujące do sieci dla azotku galu . [ potrzebne źródło ] W technice jądrowej glinian litu jest interesujący jako stały materiał hodowlany trytu do przygotowania paliwa trytowego do fuzja jądrowa . [ potrzebne źródło ]

Glinian litu to warstwowy podwójny wodorotlenek (LDH) o strukturze krystalicznej przypominającej hydrotalcyt . [ wątpliwe – omówić ] [ wymagane wyjaśnienie ] Rozpuszczalność glinianu litu przy wysokim pH (12,5 – 13,5) jest znacznie niższa niż tlenków glinu . W kondycjonowaniu nisko- i średnioaktywnych odpadów radioaktywnych (LILW) azotan litu jest czasami stosowany jako dodatek do cementu w celu zminimalizowania korozji aluminium przy wysokim pH i późniejszej produkcji wodoru . Rzeczywiście, po dodaniu azotanu litu do cementu, na powierzchni metalicznych odpadów aluminiowych unieruchomionych w zaprawie tworzy się pasywna warstwa LiH(AlO
2 )
2 · 5 H
2 O . Warstwa glinianu litu jest nierozpuszczalna w wodzie porowej cementu i chroni leżący poniżej tlenek glinu pokrywający metaliczne aluminium przed rozpuszczeniem przy wysokim pH . Jest również wypełniaczem porów. Utrudnia to utlenianie aluminium przez protony wody i zmniejsza szybkość wydzielania wodoru 10-krotnie.

Glinian litu znajduje również zastosowanie jako obojętny materiał nośnika elektrolitu w stopionych węglanowych ogniwach paliwowych , gdzie elektrolit może być mieszaniną węglanu litu , węglanu potasu i węglanu sodu .

Historia

W 1906 Weyberg opisał swój nowo zsyntetyzowany związek, wodoroglinian litu. Była to pierwsza znana synteza tego wyjątkowego związku. Twierdził, że ten nowy związek ma odpowiedni wzór chemiczny:

LiHal
2 O
4 + 5 H 2 O

W 1915 roku Allen i Rogers stwierdzili, że nierozpuszczalny glinian litu powstaje, gdy aluminium rozpuszcza się w roztworze wodorotlenku litu. Ta wysuszona na powietrzu substancja miała stosunek atomowy 2Li:5Al i wzór chemiczny:

LiH
AlO2 )
2 5 H2O ( +

W 1929 roku Prociv odtworzył eksperyment Allena i Rogersa i poprzez serię pomiarów konduktometrycznych na nasyconym roztworze tej substancji doszedł do wniosku, że lit i glin były obecne w stosunku 0,8 Li: 2 Al, co, jak mówi, jest stosunkiem atomowym około 1 Li :2Al. Według niego glinian litu można również wytrącić przez dodanie roztworu wodorotlenku litu do roztworu soli glinu lub przez dodanie roztworu soli litu do roztworu glinianu metalu alkalicznego. Tak więc nie było zgody między Allen/Rogers i Prociv co do składu glinianu litu. Można to przypisać różnicom między ich warunkami opadowymi.

W 1932 roku Dobbins i Sanders opisali tworzenie glinianu litu przez dodanie rozcieńczonego amoniaku do roztworu zawierającego sole litu i glinu, w obecności phelftaleiny jako wskaźnika. Przygotowując kwaśny glinian litu, rozpuścili paski stopionego aluminium w normalnych i dziesiątych normalnych roztworach wodorotlenku litu. Glinian litu wytrącono przez dodanie roztworu wodorotlenku litu do roztworu soli glinu lub przez dodanie roztworu soli litu do roztworu alkalicznego glinianu. We wszystkich przypadkach skład związku glinianu litu wyrażano wzorem:

Li2O2Al2O2
_ _
_ _
_ _
_

Twierdzili, że powstały związek zawierał lit i glin w stosunku atomowym 2Li:5Al. Ich wzór chemiczny został uproszczony do nowoczesnego preparatu glinianu litu:

LiAlO
2

Pola zainteresowania

Podstawowy związek glinianu litu zwrócił uwagę w dwóch różnych dziedzinach: fizyce jądrowej i chemii ciała stałego. Znaleziono co najmniej pięć różnych faz glinianu litu. Strukturę krystaliczną glinianu litu można znaleźć w fazach α, β lub γ.

Fizycy jądrowi są zainteresowani modyfikacją γ-LiAlO
2 glinianu litu, ze względu na jego dobre działanie w warunkach silnego promieniowania neutronowego i elektronowego. Ta modyfikacja wykazuje również zasadniczą stabilność chemiczną, termofizyczną i mechaniczną w wysokiej temperaturze wraz z wymaganym zachowaniem przy napromieniowaniu. Ta faza wydaje się być obiecującą ceramiką litową, odpowiednią jako materiał do hodowli trytu na miejscu w przyszłych reaktorach termojądrowych.

Chemicy zajmujący się ciałem stałym badający drogi preparatywne do glinianu litu odkryli jego interesującą chemię kwasowo-zasadową. Modyfikacja α-LiAlO
2 (ale nie β-LiAlO
2 ani γ-LiAlO
2 ) reaguje ze stopionym kwasem benzoesowym, prowadząc do prawie całkowitej wymiany protonów Li +
, tworząc w ten sposób LiHAl
2 O
4 Istnieje duże zainteresowanie reaktywnością chemiczną wśród trzy modyfikacje LiAlO2
. Przyczyny α-LiAlO
2 modyfikacja jest wysoce reaktywna, a modyfikacje β-LiAlO
2 lub γ-LiAlO
2 są całkowicie niereaktywne, jest obecnie tajemnicą.

Tworzenie

Wczesne metody

Przygotowanie proszku glinianu litu opierało się na reakcjach w stanie stałym między Al
2 O
3 a związkami zawierającymi lit, takimi jak Li
2 CO
3 , LiOH, Li
2 O , LiAc, a reakcje zachodziły w temperaturach od 400°C do 1000° C. na parowanie litu w wysokich temperaturach i zanieczyszczenie z operacji mielenia, czysty glinian litu o kontrolowanej wielkości cząstek był trudny do zsyntetyzowania.

Obecne metody

Synteza glinianu litu została zasadniczo przeprowadzona kilkoma metodami: w stanie stałym, chemicznie na mokro, zol-żel, z wykorzystaniem szablonów, różnych prekursorów i procesów spalania. Głównym produktem reakcji w stanie stałym jest α-LiAlO
2 ; w mokrej reakcji chemicznej głównym produktem jest stały roztwór α-LiAlO
2 i γ-LiAlO
2 . α-LiAlO 2 modyfikacja (faza niskotemperaturowa), o strukturze heksagonalnej, przechodzi w temperaturze około 900 ° C do modyfikacji γ (faza wysokotemperaturowa) o strukturze tetragonalnej. Zakłada się, że metastabilna modyfikacja β o strukturze jednoskośnej przekształci się w modyfikację γ w temperaturze około 900 ° C.

Występowanie naturalne

Związek nie jest znany w środowisku naturalnym. Jednak pokrewny związek, LiAl 5 O 8 , jest znany jako niedawno odkryty (od 2020 r.) i bardzo rzadki mineralny chukochenit.

  1. ^ a b c R. Robie, B. Hemingway i J. Fisher, „Właściwości termodynamiczne minerałów i substancji pokrewnych przy 298,15 K i ciśnieniu 1 bara oraz w wyższych temperaturach”, US Geol. Surv., tom. 1452, 1978. [1]
  2. Bibliografia   _ Takashi NISHI; Masami MATSUDA; Tatsuo IZUMIDA (1995). „ LiNO
    3     zapobiegający wytwarzaniu gazowego wodoru z odpadów aluminiowych zestalonych cementem”. Journal of Nuclear Science and Technology . 32 (9): 912–920. doi : 10.1080/18811248.1995.9731793 . ISSN 0022-3131 .
  3. Bibliografia _ Tanaka H.; Muramatsu H.; Asoh H.; Ono S. (2013-10-15). Technologia poprawy odporności na korozję anodowych warstw tlenkowych na stopie aluminium z wykorzystaniem roztworu wodorotlenku litu . Warrendale, Pensylwania: SAE International . Źródło 2014-11-08 .
  4. Bibliografia   _ Masami MATSUDA; Michihiko HIRONAGA; Yoshihiko HORIKAWA (1996-11-01). „Wpływ LiNO
    3     na zapobieganie korozji odpadów aluminiowych po ich składowaniu”. Journal of Nuclear Science and Technology . 33 (11): 852–862. doi : 10.1080/18811248.1996.9732020 . ISSN 0022-3131 .
  5. ^ Stopiony węglanowy elektrolit do ogniw paliwowych zarchiwizowany 2007-09-29 w Wayback Machine , patent Stanów Zjednoczonych 4079171
  6. Bibliografia _ Chemisches Zentralblatt (1906): 645. Drukuj.
  7. ^ a b Tworzenie i skład glinianu litu Harold A. Horan i John B. Damiano Journal of the American Chemical Society 1935 57 (12), 2434-2436
  8. ^ Oznaczanie aluminium. Tworzenie glinianu litu JT Dobbins i JP Sanders Journal of the American Chemical Society 1932 54 (1), 178-180
  9. ^ a b c Reaktywność i kwasowość Li w fazach tlenku glinu litu (LiAlO2) Richard Dronskowski Inorganic Chemistry 1993 32 (1), 1-9
  10. ^ a b Synteza glinianu litu przez rozkład termiczny prekursora typu dawsonitu litu J. Jimenez-Becerril i I. Garcia-Sosa, Journal of Ceramic Processing Research. Tom. 12, nr 1, s. 52-56 (2011)
  11. ^ a b Chatterjee & Naskar „Nowa technika syntezy proszków glinianu litu (LiAlO2) z zoli na bazie wody” Journal of Materials Science Letters, tom 22, wydanie 24, s. 1747-1749
  12. Bibliografia _ _
  13. ^ „Lista minerałów” . 21 marca 2011 r.
Pobrane z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Lithium_aluminate&oldid=1141331903 ”