• 氫化鋰

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    氫化鋰

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    氫化鋰是一種無機化合物,化學式為LiH。 這種堿金屬氫化物是無色固體,但商業樣品是灰色的。 鹽狀(離子化物的特征,它具有高熔點,不溶于但與所有質子有機溶劑反應。 它可溶于某些熔融鹽,如氟化鋰、硼氫化鋰和氫化鈉,不發生反應。 摩爾質量為 7.95 g/mol,是最輕的離子化合物

    物理性質

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    LiH 是一種抗磁性和離子導體,電導率從 443 °C 時的 2×10-5 Ω-1cm-1 逐漸增加到 754 °C 時的 0.18 Ω-1cm-1; 通過熔點的這種增加沒有間斷。 LiH 的介電常數從 13.0(靜態,低頻)降低到 3.6(可見光頻率)。 LiH 是一種軟質材料,莫氏硬度為 3.5。 其壓縮蠕變(每 100 小時)從 << 1% 在 350°C 至 > 475°C 時為 xxx,這意味著 LiH 在加熱時無法提供機械支持。

    LiH 的熱導率隨溫度降低并取決于形態:晶體的相應值為 0.125 W/(cm·K),壓塊在 50°C 時為 0.0695 W/(cm·K),以及 0.036 W/(cm·K) K) 對于晶體和 0.0432 W/(cm·K) 對于 500 °C 的壓塊。 室溫下線性熱膨脹系數為4.2×10?5/°C。

    合成與加工

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    LiH是通過用氫氣處理鋰金屬生產的:

    2 Li + H2 → 2 LiH

    該反應在 600 °C 以上的溫度下尤其迅速。 添加 0.001–0.003% 的碳,和/或提高溫度和/或壓力,在 2 小時的停留時間內將產率提高至 98%。 然而,反應在低至 29°C 的溫度下進行。 產率在 99 °C 時為 60%,在 125 °C 時為 85%,產率在很大程度上取決于 LiH 的表面狀況。

    不太常見的 LiH 合成方法包括氫化鋁鋰 (200 °C)、硼氫化鋰 (300 °C)、正丁基鋰 (150 °C) 或乙基鋰 (120 °C) 的熱分解,以及涉及以下幾種反應 低穩定性和有效氫含量的鋰化合物。

    化學反應產生塊狀粉末形式的 LiH,無需粘合劑即可將其壓縮成顆粒。 更復雜的形狀可以通過熔體鑄造來生產。 然后可以通過 Bridgman-Stockbarger 技術在氫氣氛中從熔融的 LiH 粉末中生長大的單晶(長約 80 毫米,直徑約 16 毫米)。 由于膠體鋰的存在,它們通常呈藍色。 這種顏色可以通過在較低溫度(~550°C)和較低熱梯度下的生長后退火來去除。 這些晶體中的主要雜質是 Na (20-200 ppm)、O (10-100 ppm)、Mg (0.5-6 ppm)、Fe (0.5-2 ppm) 和 Cu (0.5-2 ppm)。

    可以使用標準技術和工具輕松加工大塊冷壓 LiH 零件,達到微米級精度。 然而,鑄造 LiH 易碎,在加工過程中容易破裂。

    形成氫化鋰粉末的更節能的途徑是通過在高氫壓下球磨鋰金屬。 這種方法的一個問題是由于高延展性導致鋰金屬的冷焊。 通過添加少量氫化鋰粉末可以避免冷焊。

    反應

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    LiH 粉末與低濕度空氣迅速反應,形成 LiOH、Li2O 和 Li2CO3。 在潮濕空氣中,粉末會自燃,形成包含一些含氮化合物的混合物。 塊狀物質與潮濕空氣發生反應,形成表面涂層,是一種粘性流體。 這抑制了進一步的反應,盡管失去光澤的薄膜的出現非常明顯。 暴露在潮濕空氣中很少或不會形成氮化物。 包含在金屬盤中的塊狀材料可以在空氣中加熱到略低于 200°C 而不會點燃,盡管它在接觸明火時很容易點燃。 LiH 的表面狀況、金屬盤上氧化物的存在等對著火溫度有相當大的影響。 干燥氧氣不會與結晶 LiH 發生反應,除非強烈加熱,此時幾乎會發生爆炸性燃燒。

    氫化鋰

    LiH 對水和其他質子試劑具有高反應性:

    LiH + H2O → Li+ + H2 + OH?

    LiH 與水的反應性低于 Li,因此對于水、精和其他含有可還原溶質的介質來說,它是一種不太強大的還原劑。 這適用于所有二元鹽氫化物。

    LiH 顆粒在潮濕空氣中緩慢膨脹,形成 LiOH; 但是,在 2 Torr 的水蒸氣壓力下,24 小時內膨脹率低于 10%。 如果潮濕空氣中含有二氧化碳,則產物是碳酸鋰。

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    1. 氫化鋰
    2. 物理性質
    3. 合成與加工
    4. 反應

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