Was ist Lithiumhydrid?
Lithiumhydrid ist eine Verbindung aus Lithium und Wasserstoff.
Sie wird auch Lithiumhydrid genannt. Reines Lithiumhydrid ist weiß. Kommerzielle Produkte sind graue Feststoffe, da sie sich unter Lichteinwirkung schwarz verfärben.
Es reagiert heftig mit Wasser und erzeugt dabei Wasserstoff, der für den Transport und die Speicherung von Wasserstoff verwendet wird. Lithiumhydrid-Staub kann in feuchter Luft oder bei statischer Elektrizität explosiv sein und muss sehr vorsichtig gehandhabt werden. Außerdem ist er ätzend und muss mit fließendem Wasser abgewaschen werden, wenn er auf die Haut gelangt.
Anwendungen von Lithiumhydrid
Unter den Hydriden zieht Lithiumhydrid aufgrund seines sehr hohen Wasserstoffgehalts die Aufmerksamkeit auf sich. Es wird erwartet, dass die Verwendung von Lithiumhydrid die effiziente Speicherung und den Transport von Wasserstoff erleichtern wird. Derzeit steigt die Nachfrage nach Wasserstoff, was jedoch auf die geringe Dichte und den kryogenen Siedepunkt von Wasserstoff zurückzuführen ist, was den Transport erschwert.
Lithiumhydrid kann auch als Material zur Abschirmung von Strahlung verwendet werden. Zu den gängigen Strahlenschutzmaterialien gehören Beton, Wasser, Bor, Blei, Eisen, Graphit, Polyethylen und Titanhydrid. Lithiumhydrid ist eines der vorteilhaftesten Materialien. Es wird als eines der Materialien zur Abschirmung gefährlicher Strahlung, z. B. bei der Entwicklung kleiner Kernreaktoren, in Betracht gezogen.
Funktionsweise von Lithiumhydrid
Der Schmelzpunkt von Lithiumhydrid liegt bei 680 °C und es zersetzt sich bei 720 °C. Eine Eigenschaft von Lithiumhydrid ist, dass es in Diethylether leicht löslich ist.
Es ist das stabilste der Alkalimetallhydride. Es zersetzt sich in trockener Luft bei Raumtemperatur nicht, zerfällt jedoch und färbt sich schwarz, wenn es Licht ausgesetzt wird. Lithiumhydrid reagiert auch mit Alkoholen.
Struktur von Lithiumhydrid
Die chemische Formel von Lithiumhydrid wird mit LiH angegeben. Das Formelgewicht beträgt 7,95 und die Dichte 0,82 g/cm3.
Beim Erhitzen von Lithiummetall in einer Wasserstoffatmosphäre entstehen farblose kubische Ionenkristalle mit einer Natriumchlorid-ähnlichen Struktur, die aus H- und Li+ besteht, mit einem Li-H-Abstand von 2,04 Å.
Weitere Informationen zu Lithiumhydrid
1. Synthese
Lithiumhydrid wird durch die Reaktion von geschmolzenem Lithium mit Wasserstoffgas hergestellt; die Reaktion verläuft oberhalb von 600 °C rasch. Durch Zugabe von 0,001-0,003 % Kohlenstoff und Erhöhung des Drucks lässt sich die Ausbeute in zwei Stunden auf bis zu 98 % steigern. Die Ausbeute hängt jedoch stark von der Oberflächenbeschaffenheit des Lithiumhydrids ab.
Lithiumhydrid kann auch durch thermische Zersetzung von Lithiumaluminiumhydrid, Lithiumborhydrid, n-Butyllithium und Ethyllithium hergestellt werden.
2. Reaktionen
Lithiumhydrid reagiert heftig mit Wasser unter Bildung von Wasserstoff und Lithiumhydroxid. Es ist gegenüber Wasser und protischen Reagenzien sehr reaktiv. Lithiumhydrid-Pulver reagiert schnell mit feuchter Luft und bildet dabei LiOH, Li2O und Li2CO3. In feuchter Luft verbrennt das Pulver spontan, wobei ein Gemisch von Produkten entsteht, darunter Stickstoffverbindungen.
Wenn Lithiumhydrid mit Schwefeldioxid reagiert, kann Lithiumdithionit entstehen. Die Reaktion mit Acetylen führt zu Lithiumcarbid und Wasserstoff. Es reagiert auch langsam mit wasserfreien organischen Säuren, Phenol und Säureanhydriden, wobei Wasserstoffgas und Lithiumsalze von Säuren entstehen. Durch Reaktion mit Aluminiumchlorid kann Lithiumaluminiumhydrid (LiAlH4) synthetisiert werden.
3. Gefahren
Lithiumhydrid ist in feuchter Luft explosionsgefährdet. Es kann auch in trockener Luft aufgrund statischer Elektrizität explodieren. Staub von Lithiumhydrid in Konzentrationen von 5-55 mg/m3 in der Luft kann Schleimhäute und Haut reizen und allergische Reaktionen hervorrufen.
Einige Lithiumsalze, die bei der Reaktion von Lithiumhydrid entstehen, sind giftig. Der Transport erfolgt in der Regel in Öl in Behältern aus bestimmten Kunststoffen, Keramik oder Stahl, die in einer trockenen Argon- oder Heliumatmosphäre behandelt werden.