Литий с водой необратимая

Свойства лития. Реакции воды и некоторых кислот с литием

C какими веществами реагирует литий

Литий — металл первой группы второго периода в таблице Менделеева — был открыт в 1817 году. Сделал это открытие шведский ученый Иоганн Аугуст Арфведсон, когда он исследовал разные минералы. Элемент этот находился в петалите, сподумене и лепидолите. Немного позднее, в 1818 году, Гемфри Деви получил металлический литий.

Литий и его соединения являются незаменимыми химическими элементами в жизни человека. Литий используется во многих промышленных сферах:

• в производстве химических источников тока;
• в пиротехнике: нитрат лития придает огню красный цвет;

литий часто используется как металл для сплавов — с ним получаются легкие, но в тоже время прочные припои;

также литий используют в радиоэлектронике и ядерной энергетике;

в медицине широко применяют соли лития.

Вообще, в небольших количествах литий необходим для здоровья человека и поддерживает функционирование жизненно важных органов, таких как сердце, печень и легкие.

И это далеко не все сферы, где применяется этот металл и его соединения.

Физические свойства лития

Литий представляет собой щелочной металл серебристо-белого цвета. Он пластичен и легко поддается обработке: кубик металлического лития можно разрезать ножом.

Примечательно, что литий является единственным металлом из этой группы, который кипит и плавится при довольно высоких температурах: 1340 и 180,54 °С соответственно. Но также примечательно, что, по сравнению с «щелочными соседями», у лития самая низкая плотность (она в два раза меньше плотности воды). Из-за этого свойства литий не тонет даже в керосине.

Химические свойства

Литий относится к щелочной группе металлов, однако он устойчиво ведет себя на воздухе и практически не взаимодействует с кислородом, даже с сухим . Из-за необычных свойств лития — в отличие от других щелочных металлов — его не хранят в керосиновой жидкости. Кроме того, из-за малой плотности он держался бы на плаву. Хранить литий стоит в парафине, петролейном эфире, газолине или минеральном масле в герметичной жестяной упаковке.

Во влажном воздухе литий может вступать в медленные реакции с азотом и другими газами, которые входят в состав воздуха. При этом образуется: Li₃N, LiOH и Li₂­CO₃ — нитрид, гидроксид и карбонат соответственно.

Другие химические свойства лития

При нагревании с кислородом литий сгорает с образованием оксида лития Li₂O.

Литий и его соли окрашивают пламя в карминно-красный цвет.

Такая качественная реакция на литий была установлена Леопольдом Гмелином в 1818 году.

При температурах от 100 до 300 °С на поверхности лития образуется плотная оксидная пленка, которая защищает металл от дальнейшего окисления. Литий легко реагирует с галогенами (кроме йода).

С водой литий реагирует спокойно: реакция не сопровождается возгоранием или взрывом.

Литий взаимодействует со спиртами, образуя алкоголяты.

При нагревании реагирует с серой, кремнием, йодом, водородом с образованием сульфида, силицида, йодида и гидрида лития.

Реакция лития с водой

Реакция проходит довольно спокойно. Если литий — как и все щелочные металлы — опустить в воду, начнет образовываться щелочь и выделяться водород, а металл будет плавать на поверхности и буквально таять на глазах. Реакция растворения лития в воде сопровождается характерным шипением.

Щелочь, образующаяся в растворе, — гидроксид лития LiOH. Он представляет собой кристаллы белого цвета и является довольно сильным основанием:

2Li + 2H₂O → 2LiOH + H₂↑

Реакция лития и серной кислоты

Если добавить небольшую пластинку лития в концентрированную серную кислоту, получится сульфат лития, сероводород и вода.

Внимание! Не пытайтесь повторить этот опыт самостоятельно! Здесь вы найдете безопасные эксперименты, которые можно проводить дома.

Сама по себе реакция опасна, особенно в домашних условиях, поскольку литий моментально загорается ярким пламенем:

8Li + 5H₂­SO₄ → 4Li₂­SO₄ + Н₂S + 4H₂O

С разбавленной серной кислотой литий взаимодействует с образованием сульфата лития и водорода.

2Li + H₂­SO₄ → Li₂­SO₄ + Н₂

Реакция лития с азотной кислотой

Если опустить кусочек лития в разбавленную азотную кислоту, образуется нитрат лития, нитрат аммония и вода:

8Li + 10H­NO₃ → 8Li­NO₃ + NH₄NO₃ + 3H₂O

С концентрированной азотной кислотой литий реагирует иначе. Продуктами реакции будут нитрат лития, вода и диоксид азота:

Li + 2H­NO₃ → LiNO₃ +NO₂ + H₂O

Реакция с соляной кислотой

С соляной кислотой литий реагирует как и другие металлы — образуется хлорид лития и выделяется водород:

2Li + 2HCl = 2Li­Cl + H₂

Стоить отметить, что реакция лития и других щелочных металлов с кислотами идет неоднозначно, поскольку в растворах кислот содержится вода, с которой литий активно взаимодействует с образованием гидроксида лития, который вступает в реакцию с кислотами с образованием соли и воды.

Источник

Опасен ли литий в воде: взаимодействие с водой и методы определения

Ученые многих стран доказали, что литий в водедля питья снижает риски заболеваемости различных форм деменцией, включая болезнь Альцгеймера. Он применяется при избавлении от депрессии и агрессивного поведения. Необходим организму для поддержания иммунной и эндокринной системы. Ему приписывают противоанафилактическое и противоаллергическое действие. Но весь этот положительный эффект будет только в том случае, если литий в питьевой воде находится в допустимых рамках. Какие они, нужно ли строго контролировать содержания вещества в воде, как проводят определение лития в воде для питья — эти и другие вопросы стоит рассмотреть.

Литий: элемент и нормы содержания

Элемент является щелочным металлом. Он очень мягок, имеет серебристый оттенок. Его особенность — высокая активность, поэтому литий взаимодействует с водой и с воздушными массами очень быстро. В результате химической реакции активно выделяется водород и гидроксид элемента. В природные источники воды металл и его соединения попадают из грунта. При первом контакте сразу же литий реагирует с водой с выделением вспомогательных элементов.

В тканях человеческого организма мягкого металла содержится около 69-71 мг. Металл можно обнаружить в щитовидной железе, кишечнике исоединительных тканях, сердце и надпочечниках, плазме крови и легких, печени и лимфатических узлах. Усвоение организмом происходит только после растворения лития в воде — за сутки потребляется около 65-105 мкг (кроме беременных женщин). Он нейтрализует воздействие на ткани и органы этилового спирта, радиации и тяжелых металлов. Но положительный эффект будет только в том случае, если содержание лития в воде для питья не будет превышать норму. Также стоит учитывать, что щелочной микроэлемент поступает в организм с пищей. Его много в помидорах и печени животных, молочных продуктах и картофеле, рыбе и мясе, яйцах.

Согласно действующему СанПин, норма лития в воде— 0,03 мг/дм3.

Вред литиевой воды

Потребление щелочного металла в избытке будет оказывать токсический эффект на организм. Избыток точно не определен, поскольку взаимодействие лития с водой очень активно. Но врачи установили рамки для детей (предельная минимальная цифра) и взрослых (предельная максимальная цифра) — 90-200 мг. Порог токсичности зависит от массы тела, пола и возраста человека.

Избыточный литий в воде вред может нанести колоссальный. А именно:

• головокружения и мышечная слабость;
• снижение качества зрения и понижение АД;
• угнетение работы щитовидки и атаксия;
• диарея и токсический дерматит;
• полиурия и др.

Поэтому эксперты в области медицины рекомендуют проверять воду из природных источников на содержания в ней щелочных металлов.

Методы обнаружения лития

В домашних условиях обнаружить металл в жидкости крайне сложно, а подсчитать его количественный состав невозможно. Учеными разработана методика определения лития в воде с помощью количественного химического анализа. Применяется также капиллярный электрофорез, весовые техники. Исследования проводятся при помощи лабораторного оборудования. Пробы отбираются при соблюдении норм и правил специалистами.

Если химический анализ показал повышенное содержание щелочного металла, проводится очистка воды от лития фильтрационными установками. Результат их работы — улучшение органолептических качеств субстанции, повышение ее безопасности. Эффективность очистки 96-99%.

Источник

Литий (Li)

Литий — первый щелочной металл в периодической таблице элементов. В природе он находится в смешанной форме изотопов Li 6 и Li 7. Литий — самый легкий металл, он мягкий, с низкой температурой плавления. Многие из его физических и химических свойств больше похожи на свойства щелочноземельных металлов, чем на свойства его собственной группы. Доля лития в земной коре составляет 65 частей на миллион.

Свойства

Среди наиболее важных свойств лития — высокая удельная теплоемкость, высокая теплопроводность, низкая вязкость и очень низкая плотность. Металлический литий растворим в коротких олефатических полиаминах и этиламине, не растворяется в углеводородах.

Литий вступает в большое количество реакций с органическими реагентами, а также с неорганическими реагентами. Реагирует с кислородом с образованием моноксида и гипероксида. Это единственный щелочной металл, который реагирует с азотом при температуре окружающей среды с образованием черной азотной кислоты. Он бурно реагирует с водой и легко реагирует с водородом при температуре почти 500 C с образованием гидрида лития. Реагирует с углеродом с образованием карбонидов.

Легко связывается с галогенами, образуя галогениды с яркими спектральными линиями излучения. Хотя он не реагирует с парафиновыми углеводородами, он реагирует с алкенами в реакциях присоединения, заменяя двойные связи и диеновые группы. Он также вступает в реакцию с соединениями ацетилена и образует ацетилен лития, который играет важную роль в синтезе витамина А.

Литий взрывоопасен: опасность пожара и взрыва возникает при контакте с горючими веществами и водой. Вдыхание газов лития может привести к появлению симптомов жжения, раздражения, кашля, затрудненного дыхания и воспаления гортани. Симптомы отека легких часто не очевидны и становятся заметными только через несколько часов из-за физической слабости.

Применение

Литий — самый легкий из всех элементов и поэтому используется во многих областях. Например, для сплавов с алюминием и магнием, а также со свинцом, чтобы сделать их более стабильными и в то же время более легкими. Одним из наиболее важных применений является использование лития для батарей и аккумуляторов.

В качестве флюса в стекольной промышленности и в качестве добавки к глазури карбонат лития снижает вязкость веществ и облегчает их обработку. Другие соединения лития используются в качестве загустителей жиров и масел.

Хлорид лития — одно из твердых веществ, обладающих самой высокой способностью абсорбировать воду. Поэтому его используют в системах кондиционирования воздуха и для осушения промышленных газов. Соединения лития также подходят в качестве антифриза.

Некоторые соединения лития хорошо подходят в качестве смазочных материалов, поскольку их можно использовать как при очень высоких, так и при очень низких температурах. Литий показал хорошие результаты в лечении маниакально-депрессивных пациентов. В форме гидроксида лития (LiOH) он используется в качестве очистителя воздуха с сильным связыванием CO2.

Воздействие лития на здоровье

Содержание лития в организме человека составляет около 7 мг. Биологическая польза лития неизвестна, поэтому только небольшая его часть усваивается организмом, а излишки быстро выводятся. Карбонат лития используется в психиатрических целях в дозах, близких к пределу токсичности. При количестве 10 мг / л крови говорят о легком отравлении литием, 15 мг / л способствуют таким эффектам, как спутанность сознания и невнятная речь, а при концентрации около 20 мг / л существует угроза смерти.

Контакт с кожей может вызвать покраснение, раздражение и волдыри. Пероральный прием лития может вызвать спазмы в животе, что может привести к жгучей боли, тошноте, рвоте, чувству слабости или даже коме.

Воздействие лития на окружающую среду

Металлический литий реагирует с азотом, кислородом и водяным паром в присутствии воздуха. На поверхности лития образуется оксидный слой, в результате чего образуется гидроксид (LiOH), карбонат лития (Li2CO3) и нитрид лития (Li3N). Гидроксид лития представляет собой потенциальную опасность, поскольку он чрезвычайно агрессивен.

Опасность химического воздействия: сильный нагрев лития может вызвать сильный пожар или взрыв. Вещество может самовоспламеняться при контакте с воздухом, если оно мелко измельчено. При нагревании образуются токсичные пары. Литий бурно реагирует с сильными окислителями, кислотами и многими соединениями (углеводороды, галогены, бетон, песок и асбест). При реакции с водой образуются газообразный водород и коррозионные пары гидроксида лития, которые легко воспламеняются.

Литий и вода

Минеральная вода содержит 0,05–1 мг лития на литр. Литий также был обнаружен в больших количествах в лечебных водах Карлсбада, Мариенбада и Виши. В растворенном виде он встречается исключительно как Li + (водн.).

Как и в каких соединениях литий реагирует с водой?

Литий бурно реагирует с водой, образуя гидроксид лития и выделяя чрезвычайно легковоспламеняющийся водород. Однако экзотермическая реакция протекает медленнее, чем реакция натрия с водой, которая находится непосредственно под литием в периодической таблице.

При 750 C литий реагирует с водородом с образованием гидрида лития LiH. В результате получается белый порошок, который в более поздней реакции с водой выделяет газообразный водород, а именно 2800 литров на килограмм гидрида.

Растворимость лития и / или его соединений в воде

Литий в своей элементарной форме не растворяется в воде, но реагирует с ней. С другой стороны, соединения лития, такие как хлорид лития, карбонат лития, фосфат лития, фторид лития и гидроксид лития, могут быть более или менее растворимыми в воде. Последнее соединение имеет, например, растворимость в воде 129 г / л.

Как литий может попасть в воду?

Литий содержится во многих минералах, но прежде всего в амблигоните, петалите, лепидолите и сподумене. Для коммерческих целей лучше всего подходит сподумен (LiAl Si2O6).

Литий, относящийся к 1 классу опасности для воды (незначительно опасен), не представляет серьезной угрозы для растений и животных ни на суше, ни в водных экосистемах. Литий не считается необходимым элементом для роста растений. Слишком большое содержание лития может быть даже токсично для некоторых видов. Этому можно противодействовать, добавляя известь в почву, поскольку кальций препятствует усвоению более легких минералов. Содержание лития в различных растениях обычно составляет от 0,2 до 30 частей на миллион.

Источник