Liitium (1)

Tartu Kivilinna Gümnaasium
Liitium
Koostas:
Juhendaja :
Tartu 2009
Sissejuhatus
Liitium on keemiline element järjenumbriga 3. Liitium tuletati kreekakeelsest sõnast lithos, Mis tähendab kivi. Looduses on liitiumi suhteliselt palju, ta moodustab 0,02% maakoore aatomite üldhulgast. Suuremad liitiumiühendite leiukohad asuvad Kanadas, U.S.A.-s, Kagu-Aafrikas, Kasahstanis ja Kesk-Aasias.
Liitium on hõbevalge ja erakordselt kerge metall , mis sulab temperaturril 180°C.
Ta on kõrge väiksema tihedusega metall ja üldse kõige väiksema tihedusega normaaltingimusel tahke lihtaine : tema tihedus on 0,535g/cm³. Liitium on esikohal metallide hulgas kerguse poolest. Ta on viis korda kergem kui alumiinium ja kaks korda kergem kui vesi. Seepärast ujub liitium mitte ainult veepinnal vaid isegi petrooleumis. Liitium on leelismetall .
Keemiliselt on ta väga aktiivne. Kõigis ühendites on liitiumi oksüdatsiooniaste 1. Liitium reageerib aeglaselt õhuga ja tõrjub veest vesinikku välja, moodustades hüdroksiidi. Erinevalt teistest leelismetallidest moodustab liitium hapniku või õhuga reageerides tavalise oksiidi. Liitiumi soolad on termiliselt vähempüsivad kui muudel leelismetallidel.
1
Liitiumi Omadused
Liitium on hõbevalge, pehme, kergesti deformeeritav kergmetall, üldse kõige kergem metall.

• Li kattub õhus hallika kirmega (Li O, Li N + nende reageerimissaadused õhu niiskuse ja CO –ga). Sel omadusel põhineb Li kasutamine vaakumseadmeist õhu jälgede kõrvaldamiseks. Li reageerib kergesti paljude lihtainetega; hapnikuga moodustab oksiidi Li O, süsinikuga karbiidi Li C , vesinikuga hüdriidi LiH, lämmasikuga nitriidi Li N, väävliga sulfiidi Li S, halogeenidega vastavalt fluoriidi LiF, kloriidi LiCl, bromiidi LiBr ja jodiidi LiI. Teatavasti on lämmastik suhteliselt väheaktiivne mittemetall, kuid reageerib liitiumiga aeglaselt juba toatemperatuuril, andes nitriidi Li N. Viimane reageerib kergesti veega.
  

Li N + 3H O → 3LiOH + NH
Kuumutamisel nitriid laguneb
2Li N → 6Li + N

• Li reageerimine veega ei toimu nii aktiivselt kui teiste leelismetallide puhul, seejuures eraldub vesinik ja moodustub liitiumhüdroksiid:
  

2Li + 2H O → 2LiOH + H

• Reageerimisel hapetega moodustuvad soolad (LiCl, Li SO , LiNO , Li CO , Li PO , Li S jt).
  

5
Ühendid
LiOH liitiumhüdroksiid. LiOH kasutatakse liitiumstearaadi jt rasvhapete liitiumi rasvhappesoolade saamiseks, mida rakendatakse kvaliteetsete automäärdeainete koostises, töötamiseks madalal temperatuuril. Allveelaevades seotakse LiOH abil väljahingatavast õhust pärinev CO .
On iseloomulik, et LiOH ja Li CO on vähem lahustuvad kui vastavad Na-ja K-ühendid ja ka lagunevad kergemini, st on termiliselt ebapüsivamad. Li CO on anomaalselt vähelahustuv (1,3% temperatuuril 20°C juures), ühendi lahustuvus temperatuuri tõustes väheneb.
LiH liitiumhüdriid. Leiab rakendamist välitingimustes H saamisel:
LiH + H O → LiOH + H (1 kg LiH annab 2,8 m³ vesinikku)
LiD liitiumdeuteriidi kasutatakse termotuumarelvas triitiumi saamiseks. Li aatomi kiiritamisel neutronidega tekivad heeliumi ja triitiumi (T) aatomid, D ja T on termotuumapommi põhikomponendid. Neutronid ja vajalik ülikõrge temperatuur saadakse termotuumapommis (vesinikupommis) sisalduva aatomipommi lõhkamisel.
Li-karbonaadi ja Li-fluoriidi kasutatakse emailide, glasuuride ja eriklaaside valmistamiseks.
Fluoriidid : LiF
Kloriidid : LiCl • H O, LiCl
Bromiidid: LiBr
Jodiidid: LiI • 3H O
Hüdriidid: LiH
Oksiidid : LiO , Li O, Li O
Sulfiidid : Li S
Seleniidid: Li Se
Telluriidid: Li Te
Nitriidid: Li N
6
Kasutusalad
Li kuulub mõnede ülikergete alumiiniumisulamite koostisse, mida rakendatakse lennukiehituses. Liitiumisisaldus muudab vase ja pronksi plastilisemaks. Magneesiumi sulam Li-ga on kerge, tugev ja plastiline. Li ja Be sulamid on mehaaniliselt tugevad ja korrosioonikindlad, kuid väga kerged (tihedus isegi umbes 1 g/cm³). Neid evitakse lennukiehituses. Li kasutatakse ka minipatareides ning akudes elektroodi ja elektrolüüdi koostises.
Klaasitööstuses rakendatakse Li-ühendeid sulaklaasi viskoossuse muutumiseks, UV-kiirgust ja röntgenkiirgust hästi läbilaskva klaasi, kuumakindla ja opaalklaasi valmistamisel.
Li-ühendite võimet siduda süsinikdioksiidi ja veeauru rakendatakse allveelaevades ja lennukeis õhu regenereerimisel.
7
Biotoime
Möödunud sajandil võeti vaimuhaiguste ravis kasutusele Li-ühendid. Raviefekti täheldati skisofreenia ja mitmesuguste psüühikahäirete puhul, organismi ülepinge ja agressivse käitumise korral. Li-ühenditega (1-2g Li CO päevas) leevendatakse maniakaalset depressiooni ja neuroose.
Li-bromiidi, -kloriidi jt Li-ühenditega ravitakse podagrat, neerukivitõbe ja liigesepõletikke. Liigestesse ladestunud ühendid muutuvad liitiumisooladena lahustuvaks ja vähendavad liigestevaevusi. Li-ühendid stimuleerivad valgete vererakkude moodustumist.
4
Levimus
Võrreldes elementidega Na ja K on Li tunduvalt vähelevinum. Li esineb lisandelemendina looduses koos Na- ja K-ühenditega või alumosilikaatides, neist levinum on spodumeen AlLi(Si O ) ja lepidoliit ehk liitiumvilk AlKLi [Si O ](Fe,OH) .
3
Avastamine, saamine
1817.a avastas Jöns Jacob Berzeliuse labori noor assistent Johann August Arfvedson mineraali petaliidi AlLiSi O analüüsil liitiumi, kuid vaba metalli tal eraldada ei õnnestunud. Järgmisel aastal eraldas inglise teadlane Humphry Davy , kellel olid tolle aja kõige võimsamad elektripatareid (Volta sambad), liitiumoksiidi elektrolüüsil metalse Li.

• Nüüdisajal toodetakse Li elektrolüüsil (lähteaineks LiCl ja KCl segu või LiCl ja BaCl segu sulandit. Nii on võimalik elektrolüüsi läbi viia madalamal temperatuuril. LiCl sulamistemperatuur on 614°C, 55% LiCl ja 45% Kvl segu sulab aga 450°C juures.
  

Nimetus liitium tuleneb kreekakeelsest sõnast lithos , mis tähendab kivi ning osutab Li kuulumisele paljude mineraalide koostisesse lisaelemendina.
Li esineb ka mõnedes prantsuse mineraalvetes (Vichy) ja taimedes ( tubakas , suhkrupeet , humal, tulikas , kroonohaks, tee). Sigaretituhas on u 0,5% Li.
2
Kasutatud kirjandus

”Elementide Keemia” Hergi Karik, Kalle Truus

http://et.wikipedia.org/wiki/Liitiu m

http://web.zone.ee/chemistry/Li.ht m
9
Mida andis referaadi koostamine mulle?
Mulle andis selle referaadi koostamine võimaluse, uurida ainet nimetusega Liitium. Uurimise käigus sain ma teada palju huvitavat selle aine kohta nt. Seda ,et Liitiumi ühenditega ravitakse depressiooni ja Liitiumit kasutatakse patareides. Sain ka kasutada raamatut nimega ”Elementide keemia”, mis oli väga põhjalik ja seda oli huvitav lugeda. Kõige rohkem andis selle referaadi koostamine mulle põhjaliku ülevaate ainest Liitium.
8
Sisukord

Sissejuhatus.................................................................lk.1

Avastamine, saamine...................................................lk.2

Levimus.......................................................................lk.3

Biotoime......................................................................lk.4

Liitiumi omadused......................................................lk.5

Ühendid.......................................................................lk.6

Kasutusalad.................................................................lk.7

Mida andis referaadi koostamine mulle?....................lk.8

Kasutatud kirjandus....................................................lk.9