Siarczan litu - Lithium sulfate
|
|
 |
|
.JPG)
|
|
| Nazwy | |
|---|---|
|
Nazwa IUPAC
Siarczan litu
|
|
| Inne nazwy
Siarczan litu
|
|
| Identyfikatory | |
|
Model 3D ( JSmol )
|
|
| ChemSpider | |
| Karta informacyjna ECHA |
100.030.734 
|
|
Identyfikator klienta PubChem
|
|
| Numer RTECS | |
| UNII | |
|
Pulpit nawigacyjny CompTox ( EPA )
|
|
|
|
|
|
| Nieruchomości | |
| Li 2 SO 4 | |
| Masa cząsteczkowa | 109,94 g/mol |
| Wygląd zewnętrzny | Białe, krystaliczne ciało stałe, higroskopijne |
| Gęstość | 2,221 g / cm 3 (bezwodna) 2,06 g / cm 3 (monohydrat) |
| Temperatura topnienia | 859 ° C (1578 ° F; 1132 K) |
| Temperatura wrzenia | 1377 ° C (2511 ° F; 1650 K) |
|
monohydrat: 34,9 g/100 ml (25 °C) 29,2 g/100 ml (100 °C) |
|
| Rozpuszczalność | nierozpuszczalny w etanolu absolutnym , acetonie i pirydynie |
| --40.0 x 10 -6 cm 3 / mol | |
|
Współczynnik załamania ( n D )
|
1.465 (forma β) |
| Struktura | |
| Prymitywna jednoskośna | |
| P 2 1 /a, nr 14 | |
|
a = 8,239 Å, b = 4,954 Å, c = 8,474 Å
α = 90°, β = 107,98°, γ = 90°
|
|
|
Objętość sieci ( V )
|
328,9 Å 3 |
|
Jednostki wzoru ( Z )
|
4 |
| Czworościan w siarce | |
| Termochemia | |
|
Pojemność cieplna ( C )
|
1,07 J/g K |
|
Standardowa
entropia molowa ( S |
113 J/mol K |
|
Standardowa entalpia
tworzenia (Δ f H ⦵ 298 ) |
-1436,37 kJ/mol |
|
Energia swobodna Gibbsa (Δ f G ˚)
|
-1324,7 kJ/mol |
| Zagrożenia | |
| NFPA 704 (ognisty diament) | |
| Dawka lub stężenie śmiertelne (LD, LC): | |
|
LD 50 ( mediana dawki )
|
613 mg/kg (szczur, doustnie) |
| Związki pokrewne | |
|
Inne aniony
|
Chlorek litu |
|
Inne kationy
|
Siarczan sodu |
|
O ile nie zaznaczono inaczej, dane podano dla materiałów w ich stanie standardowym (przy 25 °C [77 °F], 100 kPa). |
|
 zweryfikuj ( co to jest ?)
  |
|
| Referencje do infoboksu | |
Siarczan litu jest białą nieorganiczną solą o wzorze Li 2 S O 4 . Jest litową sól z kwasem siarkowym .
Nieruchomości
Właściwości fizyczne
Siarczan litu jest rozpuszczalny w wodzie, chociaż nie wykazuje tendencji do zwiększania rozpuszczalności większości soli wraz z temperaturą. Wręcz przeciwnie, jego rozpuszczalność w wodzie maleje wraz ze wzrostem temperatury, ponieważ jego rozpuszczanie jest procesem egzotermicznym . Ta stosunkowo rzadkie własność zwana również wsteczny rozpuszczalność jest wspólny z kilku związków nieorganicznych , takich jak wodorotlenek wapnia ( portlandite , ważnym fazy mineralnej uwodnionej paście cementowej), z siarczanu wapnia ( gips , bassanite i anhydryt ) i lantanowców siarczany , których rozwiązanie reakcje są również egzotermiczne. Rozpuszczalność wsteczna jest powszechna w przypadku rozpuszczania gazów w wodzie, ale rzadziej spotykana w przypadku rozpuszczania ciał stałych. Węglan wapnia również wykazuje rozpuszczalność wsteczną, ale zależy to również od zachowania CO
2 rozpuszczanie w równowadze wapniowo-węglanowej.
Kryształy siarczanu litu, będąc piezoelektrycznymi , są również wykorzystywane w badaniach nieniszczących typu ultradźwiękowego, ponieważ są bardzo wydajnymi odbiornikami dźwięku. Jednak cierpią w tym zastosowaniu z powodu ich rozpuszczalności w wodzie.
Ponieważ ma właściwości higroskopijne , najczęstszą formą siarczanu litu jest monohydrat siarczanu litu. Bezwodny siarczan litu ma gęstość 2,22 g / cm 3 , ale o masie bezwodnego siarczanu litu może stać się kłopotliwe, ponieważ musi być wykonywane w atmosferze pozbawionej wody.
Siarczan litu ma właściwości piroelektryczne . Gdy ogrzewa się wodny roztwór siarczanu litu, wzrasta również przewodnictwo elektryczne. Molarność siarczanu litu również odgrywa rolę w przewodności elektrycznej; optymalna przewodność osiągana jest przy 2 M, a następnie maleje.
Gdy siarczan litu w postaci stałej rozpuszcza się w wodzie, następuje dysocjacja endotermiczna . Różni się to od siarczanu sodu, który ma egzotermiczną dysocjację. Jednak dokładna energia dysocjacji jest trudna do określenia ilościowego, ponieważ wydaje się również zależeć od ilości (liczby moli) soli dodanej do wody. Małe ilości rozpuszczonego siarczanu litu wywołują znacznie większą zmianę temperatury na mol niż duże ilości.
Właściwości kryształów
Siarczan litu ma dwie różne fazy krystaliczne . W typowej postaci fazy II, siarczan litu ma sfenoidalny jednoskośny układ kryształów , który ma długość krawędzi a = 8,23 Å b = 4,95 Å c = 8,47 Å β = 107,98 °. Gdy siarczan litu jest podgrzewany przez 130 ℃, zmienia się w stan wolny od wody, ale zachowuje swoją strukturę krystaliczną. Przejście z fazy II do fazy I następuje dopiero w temperaturze 575 ℃. Struktura krystaliczna zmienia się w układ kryształów sześciennych o środku powierzchniowym o długości krawędzi 7,07 Å. Podczas tej zmiany faz, gęstość siarczanu litu zmienia się z 2,22 do 2,07 g / cm 3 .
Zastosowania
Siarczan litu jest stosowany w leczeniu choroby afektywnej dwubiegunowej (patrz Farmakologia litu ).
Siarczan litu jest badany jako potencjalny składnik szkieł przewodzących jony. Przezroczysta folia przewodząca to bardzo badany temat, ponieważ są one wykorzystywane w zastosowaniach takich jak panele słoneczne i potencjał nowej klasy baterii. W tych zastosowaniach ważna jest wysoka zawartość litu; bardziej znany dwuskładnikowy boran litu (Li₂O · B₂O₃) jest trudny do uzyskania przy wysokich stężeniach litu i trudny do utrzymania, ponieważ jest higroskopijny. Dzięki dodaniu siarczanu litu do układu można wytworzyć łatwo wytwarzane, stabilne szkło o wysokim stężeniu litu. Większość obecnych przezroczystych folii przewodzących jony jest wykonana z organicznych tworzyw sztucznych i byłoby idealnie, gdyby można było opracować niedrogie, stabilne szkło nieorganiczne.
Siarczan litu został przetestowany jako dodatek do cementu portlandzkiego w celu przyspieszenia utwardzania z pozytywnymi wynikami. Siarczan litu służy do przyspieszenia reakcji hydratacji (patrz Cement ), co skraca czas utwardzania. Problemem związanym ze skróceniem czasu utwardzania jest wytrzymałość produktu końcowego, ale podczas testów cement portlandzki domieszkowany siarczanem litu nie wykazywał zauważalnego spadku wytrzymałości.
Baterie litowo-jonowe
Pierwotny siarczan litu (PLS) ( Li
2WIĘC
4· H
2O ) zawierający ponad 80% litu jest przydatną substancją chemiczną do produkcji wodorotlenku litu dla łańcucha dostaw materiałów do akumulatorów litowo-jonowych. Jest to materiał mniej reaktywny niż LiOH, dzięki czemu można go łatwiej przechowywać i transportować.
Surowiec koncentratu spodumenu z twardej skały jest przetwarzany przez prażenie kwasowe, a następnie ługowanie wodą, uzyskując odzysk litu na poziomie 84-88%. Następnie do oczyszczonego roztworu ługującego stosuje się odparowanie, w wyniku czego powstaje główny produkt stały siarczanu litu składający się głównie z monohydratu siarczanu litu ( Li
2WIĘC
4· H
2O ).
Ważne źródła Spodumene znajdują się w Australii i Demokratycznej Republice Konga (DRK). Zawartość litu w złożu Manono w Kongo wynosi około 6,1% wag. Li 2 O w przeliczeniu na tlenek metalu .
Lek
Jon litu (Li + ) jest stosowany w psychiatrii do leczenia manii , depresji endogennej i psychozy, a także do leczenia schizofrenii . Zwykle węglan litu ( Li
2WSPÓŁ
3), ale czasami cytrynian litu ( Li
3C
6h
5O
7) Litu, siarczan litu oksy- lub maślan są wykorzystywane jako alternatywy. Li + nie jest metabolizowany. Ze względu na chemiczne podobieństwo Li + do kationów sodu (Na + ) i potasu (K + ) może oddziaływać lub zakłócać szlaki biochemiczne tych substancji i wypierać te kationy z wewnątrz- lub zewnątrzkomórkowych przedziałów organizmu. Wydaje się, że Li + jest transportowany z komórek nerwowych i mięśniowych przez aktywną pompę sodową , choć mniej wydajnie.
Siarczan litu szybko wchłania się z przewodu pokarmowego (w ciągu kilku minut) i kończy się po doustnym podaniu tabletek lub postaci płynnej. Szybko dyfunduje do wątroby i nerek, ale potrzebuje 8-10 dni, aby osiągnąć równowagę organizmu. Li + powoduje wiele zmian metabolicznych i neuroendokrynnych , ale nie ma jednoznacznych dowodów na korzyść jednego konkretnego sposobu działania. Przykładowo Li + współpracuje z neurohormony , zwłaszcza aminy biogenne , serotonina (5-hydroksy- tryptaminy ) i noradrenaliny , który zapewnia prawdopodobny mechanizm korzystne skutki w leczeniu zaburzeń psychicznych , np manie . W ośrodkowym układzie nerwowym (OUN) Li + wpływa na pobudzenie nerwowe , transmisję synaptyczną i metabolizm neuronalny . Li + stabilizuje neuroprzekaźnictwo serotoninergiczne .
Synteza chemii organicznej
Siarczan litu jest stosowany jako katalizator w reakcji eliminacji w celu przekształcenia bromku n-butylu w 1-buten z wydajnością bliską 100% w zakresie od 320°C do 370°C. Wydajności tej reakcji zmieniają się dramatycznie po ogrzaniu poza ten zakres, ponieważ powstają wyższe wydajności 2-butenu.