Structure d'hydrure de lithium, propriétés, obtention, utilisations

Il Hydrure de lithium C'est un solide inorganique cristallin dont la formule chimique est lih. C'est le sel inorganique le plus léger, son poids moléculaire n'est que de 8 g / mol. Il est formé par l'union d'un lithium ion li⁺ et un ion hydrure^-. Les deux sont unis par une obligation ionique.

Lih a un point de fusion élevé. Il réagit facilement avec l'eau et dans la réaction, l'hydrogène gaze se produit. Il peut être obtenu par réaction entre le lithium métalle fondu et l'hydrogène gazeux. Il est largement utilisé dans les réactions chimiques pour obtenir d'autres hydrors.

Hydrure de lithium, lih. Aucun auteur lisible par machine fourni. Jtiago a supposé (sur la base des réclamations du droit d'auteur). [Domaine public]. Source: Wikimedia Commons.

LIH a été utilisé pour la protection contre les radiations dangereuses telles que celles trouvées dans les réacteurs nucléaires, ce sont, alpha, bêta, rayonnement gamma, protons, rayons x et neutrons.

Il a également été proposé pour la protection des matériaux des fusées spatiales déplacées par la propulsion thermique nucléaire. Des études sont même utilisées pour être utilisées comme protection de l'être humain contre les radiations cosmiques lors de futures voyages sur la planète Mars.

[TOC]

Structure

Dans l'hydrure de lithium, l'hydrogène a une charge négative h^-, Eh bien, un électron a volé sur le métal, qui est sous la forme d'Ion Li⁺.

Configuration de cation électronique Li⁺ C'est: [il] 1s² ce qui est très stable. Et la structure électronique de l'hydrure H^- C'est: 1², qui est également très stable.

Le cation et l'anion se lient par les forces électrostatiques.

Le cristal d'hydrure de lithium a la même structure que le chlorure de sodium, c'est-à-dire une structure cristalline cubique.

Structure cristalline cubique de l'hydrure de lithium. Auteur: Benjah-bmm27. Source: Wikimedia Commons.

Nomenclature

- Hydrure de lithium

- Lih

Propriétés

État physique

Solide cristallin blanc ou incolore. Le lih commercial peut être bleu grisâtre en raison de la présence de petites quantités de lithium métallique.

Poids moléculaire

8 g / mol

Point de fusion

688 ºC

Point d'ébullition

Il se décompose à 850 ºC.

Température d'auto-direction

200 ºC

Densité

0,78 g / cm³

Solubilité

Réagir avec l'eau. Il est insoluble dans les éthers et les hydrocarbures.

Autres propriétés

L'hydrure de lithium est beaucoup plus stable que les hydros des autres métaux alcalins et peut être fondu sans décomposition.

Peut vous servir: batterie sèche

Il n'est pas affecté par l'oxygène s'il est chauffé à des températures en dessous du rouge. Il n'est pas non plus affecté par le chlore Cl₂ et l'acide chlorhydrique HCL.

Le contact lih avec la chaleur et l'humidité provoque une réaction exothermique (génère la chaleur) et l'évolution de l'hydrogène H₂ et hydroxyde de lithium lio.

Il peut former une fine poussière qui peut exploiter en contact avec les flammes, la chaleur ou les matériaux oxydants. Vous ne devez pas contacter l'oxyde nitreux ou l'oxygène liquide, car il peut exploiter ou activer.

Il s'assombrit en étant exposé à la lumière.

Obtention

L'hydrure de lithium a été obtenu en laboratoire par réaction entre le lithium métallique fondu et l'hydrogène gazeux à une température de 973 K (700 ° C).

2 li + h₂ → 2 lih

De bons résultats sont obtenus lorsque la surface exposée du lithium fondu est augmentée et lorsque le temps de sédimentation lih est réduit. C'est une réaction exothermique.

J'utilise comme bouclier protecteur contre le rayonnement dangereux

LIH présente une série de caractéristiques qui rendent attrayant d'être utilisé comme protection pour l'être humain dans les réacteurs nucléaires et les systèmes spatiaux. Voici quelques-unes de ces caractéristiques:

- Il a une teneur élevée en hydrogène (12,68% en poids de H) et un nombre élevé d'atomes d'hydrogène par unité de volume (5,85 x 10²² Atomes h / cm³).

- Son point de fusion élevé lui permet d'être utilisé dans des environnements à haute température sans être fondés.

- Il a une faible pression de dissociation (~ 20 torr à son point de fusion) qui permet au matériau d'être coulé et congelé sans dégrader sous une faible pression d'hydrogène.

- Il a une faible densité qui le rend attrayant pour être utilisé dans les systèmes spatiaux.

- Cependant, leurs inconvénients sont leur faible conductivité thermique et leurs mauvaises propriétés mécaniques. Mais cela n'a pas diminué son applicabilité.

- Les pièces lih qui servent de boucliers sont fabriquées par une pression froide ou chaude et par fusion et verser dans des moules. Bien que ce dernier formulaire soit préféré.

- À température ambiante, les pièces sont protégées de l'eau et de la vapeur d'eau.

- Dans les réacteurs nucléaires

Dans les réacteurs nucléaires, il existe deux types de rayonnement:

Peut vous servir: acides et bases dans la vie quotidienne: réactions, utilisations, exemples

Rayonnement ionisant direct

Ce sont des particules d'énergie qui transportent une charge électrique, comme l'alpha (α) et la bêta (β) et les particules de protons. Ces types de rayonnement interagissent très fortement avec les matériaux des boucliers, provoquant une ionisation lors de l'interaction avec les électrons des matériaux des matériaux à travers lesquels ils passent.

Rayonnement ionisant indirectement

Ce sont des neutrons, des rayons gamma (γ) et des rayons x, qui pénétraient et nécessitent une protection de masse, car ils impliquent l'émission de particules secondaires chargées, qui sont celles qui provoquent l'ionisation.

Symbole pour avertir des rayonnements dangereux. IAEA & ISO [domaine public]. Source: Wikimedia Commons.

Selon certaines sources, Lih est efficace pour protéger les matériaux et les personnes contre ces types de rayonnement.

- Dans les systèmes d'espace de propulsion thermique nucléaire

LIH a récemment été choisi comme modérateur potentiel et matériau de protection contre le rayonnement nucléaire pour les systèmes de propulsion thermique nucléaire de vaisseau spatial pour un voyage très long.

Représentation artistique du véhicule spatial avec propulsion nucléaire en orbite de Mars. NASA / SAIC / PAT RAWLINGS [Domaine public]. Source: Wikimedia Commons.

Sa faible densité et sa teneur élevée en hydrogène provoquent une réduction efficace de la masse et du volume du réacteur de propulsion nucléaire.

- En protection contre le rayonnement cosmique

L'exposition au rayonnement spatial est le risque le plus important de santé humaine dans les futures missions d'exploration interplanétaire.

Dans l'espace profond, les astronautes seront exposés au spectre complet des rayons cosmiques galactiques (ions à haute énergie) et des événements d'éjection de particules solaires (protons).

Le danger d'exposition aux radiations est aggravé en raison de la durée des missions. De plus, la protection des endroits où les explorateurs doivent également être considérés.

Simulation future de l'habitat sur la planète Mars. NASA [domaine public]. Source: Wikimedia Commons.

Dans cet ordre d'idées, une étude menée en 2018 a indiqué que parmi les matériaux éprouvés, LIH fournit la réduction de rayonnement la plus élevée par gramme par cm², Étant ainsi l'un des meilleurs candidats à être utilisés pour la protection contre le rayonnement cosmique. Cependant, ces études doivent être approfondies.

J'utilise comme moyen de stockage et de transport en toute sécurité d'hydrogène

Obtenir de l'énergie de H₂ C'est quelque chose qui est étudié depuis plusieurs dizaines d'années et qui a déjà trouvé une application pour remplacer les combustibles fossiles dans les véhicules de transport.

Peut vous servir: équilibre chimique: explication, facteurs, types, exemples

Le H₂ Il peut être utilisé dans les piles à combustible et contribuer à la réduction de la co-production₂ et non_X, évitant ainsi l'effet de serre et la pollution. Cependant, un système efficace pour stocker et transporter H n'a pas encore été trouvé₂ Sûrement, avec un poids léger, compact ou petit, qui le court rapidement et libère le H₂ tout aussi rapide.

L'hydrure lih lithium est issu des hydrors alcalins qui a la capacité de stockage la plus élevée de H₂ (12,7% en poids de h). Libération H₂ par hydrolyse selon la réaction suivante:

Lih + H₂O → Lioh + H₂

Le lih fournit 0,254 kg d'hydrogène pour chaque kg de lih. De plus, il a une capacité de stockage élevée par unité de volume, ce qui signifie qu'il est léger et est un milieu compact pour le stockage H₂.

Moto dont le carburant est stocké par l'hydrogène sous la forme d'un hydrure métallique comme lih. OU.S. DOE Énergie économe en énergie et renouvelable (États-Unis) [domaine public]. Source: Wikimedia Commons.

De plus, LIH est plus facilement formé que les autres hydroors en métal alcalin et est chimiquement stable à des températures et pressions environnementales. LIH peut être transporté du fabricant ou du fournisseur à l'utilisateur. Puis par hydrolyse du lih le h est généré₂ Et ceci est utilisé en toute sécurité.

L'hydroxyde de lithium lio.

Le lih a également été étudié avec succès pour être utilisé avec l'hydraccin audacieux dans le même but.

Utiliser dans les réactions chimiques

Lih permet une synthèse complexe des hydroors.

Il sert par exemple pour préparer le triéthylborohydride au lithium qui est un puissant nucléophile dans les réactions de déplacement organiques des haluros.

Les références

1. Sato, et. Et Takeda, ou. (2013). Système de stockage et de transport d'hydrogène via l'hydrure de lithium à l'aide de la technologie de sel fondu. En mélange de sels chimie. Chapitre 22, pages 451-470. Récupéré de ScienceDirect.com.
2. OU.S. Bibliothèque nationale de médecine. (2019). Hydrure de lithium. Récupéré de: pubchem.NCBI.NLM.NIH.Gouvernement.
3. Wang, L. et al. (2019). Enquête sur l'impact de l'effet théâtral de l'hydrure de lichium sur la réactivité du nucléaire. Annales de l'énergie nucléaire 128 (2019) 24-32. Récupéré de ScienceDirect.com.
4. Coton, F. Albert et Wilkinson, Geoffrey. (1980). Chimie inorganique avancée. Quatrième édition. John Wiley & Sons.
5. Giraudo, m. et al. (2018). Tests basés sur les accélérateurs de l'efficacité de blindage de différents matériaux et multimyers utilisant des ions légers et lourds élevés. Radiation Research 190; 526-537 (2018). NCBI a récupéré.NLM.NIH.Gouvernement.
6. Welch, F.H. (1974). Hydrure de lithium: un matériau de blindage d'âge spatial. Ingénierie et conception nucléaire 26, 3, février 1974, pages 444-460. Récupéré de ScienceDirect.com.
7. Simnad, m.T.(2001). Réacteurs nucléaires: matériaux de blindage. Dans Encyclopedia of Materials: Science and Technology (deuxième édition). Pages 6377-6384. Récupéré de ScienceDirect.com.
8. Hügy, t. et al. (2009). Hydrazine Borane: un matériau de stockage d'hydrogène prometteur. J. SUIS. Chem. Soc. 2009, 131, 7444-7446. Récupéré des pubs.ACS.org.