Хімічні та фізичні властивості літію, його реакція з киснем. Літій (лікарський засіб)

Зміст статті

ЛІТІЙ(Lithium) Li, хімічний елемент 1-ї (Ia) групи Періодичної системи, відноситься до лужних елементів. Атомний номер 3, відносна атомна маса 6941. Складається із двох стабільних ізотопів 6 Li (7,52%) та 7 Li (92,48%). Штучним шляхом отримані ще два ізотопи літію: у 8 Li період напіврозпаду дорівнює 0,841 с, а у 9 Li 0,168 с.

Ступінь окиснення +1.

Літій був відкритий в 1817 шведським хіміком і мінералогом Августом Арфведсоном (Arfvedson August) (1792-1841), коли він працював асистентом в лабораторії Йонса Якоба Берцеліуса. На підставі хімічного аналізу петаліту (LiAlSi 4 O 10) Арфведсон припустив, що в цьому шаруватому силікатному мінералі є якийсь лужний елемент. Він зазначив, що його сполуки схожі на сполуки натрію та калію, проте карбонат та гідроксид менш розчинні у воді. Арфведсон запропонував для нового елемента назву літій (від грецького liqoz – камінь), що вказує на його походження. Він показав також, що цей елемент міститься в свідомому (силікатний піроксен) LiAlSi 2 O 6 і в лепідоліті (слюда), який має приблизний склад K 2 Li 3 Al 4 Si 7 O 21 (OH,F) 3 .

У 1818 англійський хімік та фізик Гемфрі Деві виділив металевий літій електролізом розплавленого гідроксиду літію.

Поширення літію в природі та його промислове вилучення.

Зміст літію в кристалічних гірських породах становить 1,8 · 10 -3% за масою, що побічно відбиває відносне мінімальну поширеність елемента у Всесвіті. На Землі він має майже таку ж поширеність як галій (1,9 · 10 -3%) та ніобій (2,0 · 10 -3%). Промислові родовища мінералів літію на всіх континентах. Найбільш важливим мінералом є сподумен, великі родовища якого є у США, Канаді, Бразилії, Аргентині, країнах СНД, Іспанії, Швеції, Китаї, Австралії, Зімбабве та Конго.

Майже весь світовий видобуток мінералів літію контролюють три головні компанії – Sons of Gwalia (Австралія), Tanco (Канада) та Bikita Minerals (Зімбабве). Видобуток мінералів літію у період 1994–2000 збільшилася з 6300 до 11 900 т. на рік. При цьому 50% світових потужностей з видобутку сподумену, лепідоліту та інших літієвих мінералів останніми роками простоює. Таким чином, є необхідні резерви для нарощування обсягів випуску літієвої продукції та дефіцит літію споживачам не загрожує.

Для отримання потрібних сполук літію сподумен нагрівають до ~1100° С, а потім промивають сірчаною кислотою при 250° С і вилуговують сульфат літію, що утворився водою. Дією карбонату натрію або хлороводню його переводять у карбонат або хлорид, відповідно. Іншим способом хлорид може бути отриманий прожарюванням промитої руди з вапняком (карбонатом кальцію) при 1000° З подальшим вилуговуванням водою у вигляді гідроксиду літію і дією хлороводню. У США також широко використовується видобуток сполук літію із природних розсолів.

Споживання мінералів літію розподіляється наступним чином: 25% використовують заводи з виробництва вогнетривких виробів, 20% йде у виробництво спеціальних сортів скла, стільки ж – на виготовлення керамічних виробів та глазур, 12% споживає власне хімічна промисловість, 10% – металургійна, 5% мінералів використовується у виробництві скловолокна та 8% йде на потреби інших галузей. До областей спеціального застосування відноситься зростаючий ринок сегнетоелектриків, таких як танталат літію, для модулювання лазерних променів. Передбачається, що в майбутньому різко зростатиме попит на метал і його солі у виробництві літієвих батарей, що використовуються в мобільних телефонах та переносних комп'ютерах (у 1990-х темпи зростання становили 20–30% на рік). У той же час падатиме споживання карбонату літію в алюмінієвій промисловості, де нові технології взагалі не передбачають використання цієї солі.

Характеристика простої речовини та промислове отримання металевого літію.

Літій – сріблясто-білий метал, м'який і пластичний, твердіший за натрій, але м'якший за свинець. Його можна обробляти пресуванням та прокаткою.

При кімнатній температурі металевий літій має об'ємноцентровану кубічну решітку (координаційне число 8), яка при холодній обробці переходить в кубічну щільноупаковану решітку, де кожен атом, що має подвійну кубооктаедрическую координацію, оточений 12 іншими. Нижче 78 До стійкої кристалічної формою є гексагональна щільноупакована структура, в якій кожен атом літію має 12 найближчих сусідів, розташованих у вершинах кубооктаедра.

З усіх лужних металів літій характеризується найвищими температурами плавлення та кипіння (180,54 і 1340 ° С, відповідно), у нього найнижча щільність при кімнатній температурі серед усіх металів (0,533 г/см 3).

У 1818 році німецький хімік Леопольд Гмелін (Gmelin Leopold) (1788–1853) встановив, що солі літію забарвлюють безбарвне полум'я в карміново-червоний колір.

Невеликі розміри атома літію призводять до появи особливих якостей металу. Наприклад, він поєднується з натрієм тільки нижче 380° З і не поєднується з розплавленими калієм, рубідієм і цезієм, у той час як інші пари лужних металів поєднуються один з одним у будь-яких співвідношеннях.

У цілому нині, літій менш реакційноздатний, ніж його аналоги. У той же час він набагато легше за інші лужні метали реагує з азотом, вуглецем, кремнієм і цим нагадує магній. Літій легко вступає в пряму реакцію з азотом з утворенням нітриду Li 3 N (жоден інший лужний метал не має цієї властивості). Ця реакція, хоч і повільно, йде вже при кімнатній температурі, а при 250 ° C перебіг її значно прискорюється. При спалюванні літій утворює оксид Li 2 O (з домішкою пероксиду Li 2 O 2),

З водою літій реагує з утворенням гідроксиду та виділенням водню. Літій розчиняється в рідкому аміаку, утворюючи синій розчин із металевою провідністю. Якщо порівняти молярні відносини, він майже на 50% більш розчинний, ніж натрій (15,66 і 10,93 моль на кілограм NH 3 , відповідно). У такому розчині літій повільно реагує з аміаком з виділенням водню та утворенням аміду LiNH 2 .

Потенціал відновлення для літію (–3,045 В) здавалося б аномальним, оскільки він нижче, ніж в інших лужних елементів. Це з тим, що катіону літію, що має найменший радіус, відповідає максимальна енергія гідратації, що робить утворення гідратованого катіону енергетично вигіднішим порівняно з іншими лужними металами.

У значних кількостях металевий літій першими виділили 1855 року (незалежно один від одного) німецький хімік Роберт Бунзен та англієць О.Матіссен. Як і Деві, вони отримували літій електролізом, лише електролітом у їхніх дослідах служив розплав хлориду літію. Перше промислове виробництво літію було налагоджено в Німеччині в 1923. Металевий літій і зараз отримують електролізом розплавленої суміші 55% хлориду літію і 45% хлориду калію при ~450 ° С. Хлор, що виділяється на аноді, - цінний побічний продукт.

Для отримання літію іноді застосовують і відновлення іншими елементами, що утворюють стійкі оксиди:

2Li 2 O + Si = SiO 2 + 4Li

Сьогодні у світі виробляється понад 1000 т літію на рік.

Металевий літій був уперше використаний у комерційних цілях у 1920-ті у вигляді сплаву зі свинцем для виготовлення підшипників. Наразі він застосовується у виробництві високоміцних легких алюмінієвих сплавів для будівництва літаків. З магнієм літій утворює надзвичайно легкі сплави, що використовуються для виготовлення броньованих пластин та елементів космічних об'єктів. Наприклад, сплав, що містить 14% літію, 1% алюмінію та 85% магнію, має щільність 1,35 г см -3 .

Літій став ефективним засобом видалення з розплавлених металів розчинених у яких газів. Невеликими добавками літію легують чавун, бронзи, монель-метал (сплав, що виплавляється з мідно-нікелевих руд), а також сплави на основі магнію, алюмінію, цинку, свинцю та деяких інших металів.

Дрібнодисперсний елементарний літій набагато прискорює реакцію полімеризації ізопрену. Розплавлений металевий літій-7, має малий переріз захоплення теплових нейтронів, використовується як теплоносій в ядерних реакторах.

У майбутньому, можливо, перспективними джерелами електроенергії стануть системи із батарей Li/FeS x. Ці батареї схожі на звичайні свинцеві кислотні батареї наявністю твердих електродів (негативний зі сплаву Li/Si, позитивний FeS x) та рідкого електроліту (розплав LiCl/KCl при 400° С).

З'єднання літію.

Літій більше подібний до магнію, ніж зі своїми сусідами по групі. Ця так звана діагональна періодичність є наслідком наближення іонних радіусів елементів: R(Li +) 76 пм, R(Mg 2+) 72 пм; для порівняння R(Na+) 102 пм. Арфведсон першим відзначив при відкритті літію як нового елемента, що його гідроксид і карбонат значно менш розчинні, ніж відповідні сполуки натрію та калію, і що карбонат (подібно до карбонату магнію) легше розкладається при нагріванні. Подібним чином, фторид літію (як і фторид магнію) набагато менш розчинний у воді, ніж фториди інших лужних елементів. Це з високою енергією кристалічної решітки, утвореної катіонами і аніонами малих розмірів. Навпаки, солі літію з великими неполяризуемими аніонами, такими як перхлорат-іон, значно розчинніші, ніж солі інших лужних елементів, ймовірно, через високу енергію сольватації катіону літію. З тих же причин безводні солі дуже гігроскопічні.

Солі літію схильні до утворення гідратів, зазвичай тригідратів, наприклад LiX 3H 2 O (X = Cl, Br, I, ClO 3 , ClO 4 , MnO 4 , NO 3 , BF 4 і т.д.). У більшості цих сполук літій координує шість молекул Н 2 Про утворюючи ланцюжки з октаедрів із загальними гранями. Сульфат літію, на відміну від сульфатів інших лужних елементів, не утворює галун, так як гідратований катіон літію занадто малий, щоб зайняти відповідне місце в структурі галунів.

Оксид літію Li 2 O - єдиний серед оксидів лужних елементів, що утворюються як основний продукт при нагріванні металу вище 200 ° С (на повітрі). Його отримують і прожарюванням нітрату при 600° С (у присутності міді):

4LiNO 3 = 2Li 2 O + 4NO 2 + O 2

Він утворюється при нагріванні нітриту літію вище 190° З або карбонату літію вище 700° С струмі висушеного водню.

Оксид літію додають до сумішей реагентів при твердофазному синтезі подвійних та потрійних оксидів для зниження температури процесу. Він є компонентом рентгенопрозорого скла та скла з невеликим температурним коефіцієнтом лінійного розширення. Оксид літію додають в глазурі та емалі. Він підвищує їхню хімічну і термічну стійкість і міцність, знижує в'язкість розплавів.

Пероксид літію Li 2 O 2 в промисловості отримують реакцією LiOH H 2 O з пероксидом водню з подальшою дегідратацією гідропероксиду обережним нагріванням при зниженому тиску. Ця біла кристалічна речовина розкладається до оксиду літію при нагріванні вище 195° С. Його використовують у космічних апаратах для одержання кисню:

2Li 2 O 2 + 2CO 2 = 2Li 2 CO 3 +O 2

Гідроксид літію LiOH плавиться при 470°, при більш високій температурі випаровується і частково дисоціює на оксид літію і воду:

2LiOH = Li 2 O + H 2 O

У парах при 820-870 ° С міститься 90% димеру (LiOH) 2 .

Розчинність гідроксиду літію у воді становить 12,48 г на 100 г при 25° С. При випаровуванні водних розчинів гідроксиду літію утворюється моногідрат, який легко втрачає воду при нагріванні в інертній атмосфері або при зниженому тиску.

Гідроксид літію використовується у виробництві мастил на основі стеарату літію та для поглинання діоксиду вуглецю в закритих приміщеннях, наприклад, у космічних кораблях та на підводних човнах. Його перевага, порівняно з іншими лугами, – мала атомна маса. Додавання гідроксиду літію до електроліту лужних акумуляторів приблизно на одну п'яту збільшує їхню ємність і в 2-3 рази – термін служби.

Карбонат літію Li 2 CO 3 – найбільш промислово важлива сполука літію та вихідна речовина для отримання більшості інших сполук. На відміну від інших солей літію, Li 2 CO 3 є безводним. Він мало розчинний у воді, причому розчинність карбонату літію знижується з підвищенням температури. При 25 ° С вона дорівнює 1,27 г на 100 г води, а при 75 ° С - 0,85 г на 100 г води.

Термічна стійкість карбонату літію значно нижча, ніж аналогічних сполук інших лужних елементів. Вище температури плавлення (732 ° С) він розкладається:

Li 2 CO 3 = Li 2 O + CO 2

Карбонат літію використовується як флюс при нанесенні порцелянової емалі та у виробництві спеціальних загартованих стекол, при цьому іони літію заміщають більші іони натрію. З'єднання літію або вводять до складу скляної шихти, або натрієве скло обробляють розплавом солей, що містять іони літію, щоб викликати обмін катіонів на поверхні.

Ще одна сфера застосування карбонату літію – у виробництві алюмінію. Він на 7–10% збільшує якість продукції за рахунок зниження температури плавлення електроліту та збільшення сили струму. З іншого боку, на 25–50% зменшується небажане виділення фтору.

У 1949 році було виявлено, що невеликі (1-2 г) дози карбонату літію при прийомі через рот призводять до ефективного впливу на маніакально-депресивні психози. Механізм впливу ще зовсім зрозумілий, проте побічні явища поки що не виявлено. Такі дози підтримують концентрацію літію в крові близько 1 ммоль л –1 і його дія може бути пов'язана з впливом літію на баланс Na/K та (або) Mg/Ca.

Нітрат літію LiNO 3 гігроскопічний і добре розчинний у воді (45,8 мас. % при 25 ° С, тобто 6,64 моль л -1). З водних розчинів кристалізується як тригідрату.

Нітрат літію використовується у вигляді низькотемпературних розплавів у лабораторних термостатах. Наприклад, суміш LiNO 3:KNO 3 (1:1) плавиться при 125° С. Крім того, нітрат літію застосовують у піротехнічних сумішах.

Фторид літію LiF мало розчинний у воді (1,33 г/л при 25 ° С). Його одержують взаємодією гідроксиду літію або солей літію з фтороводнем, фторидом амонію, гідродифторидом амонію або їх водними розчинами.

Ще в минулому столітті цю речовину почали застосовувати у металургії як компонент багатьох флюсів. Фторид літію має термолюмінесцентні властивості. Він використовується в рентгенівській та g-дозиметрії. Кристали фтористого літію, прозорі для ультракоротких хвиль довжиною до 100 нм, застосовують у виробництві оптичних приладів, крім того, фторид літію є компонентом електролітів при отриманні алюмінію та фтору. Він входить до складу емалей, глазур, кераміки, люмінофорів та лазерних матеріалів.

Для атомної техніки важливо моноізотопне з'єднання пиття – 7 LiF, що застосовується для розчинення сполук урану та торію безпосередньо в реакторах.

Хлорид літію LiCl добре розчинний у воді (84,67 г на 100 г при 25 ° С) та багатьох органічних розчинниках. Велика спорідненість до води є основою для широкого застосування розсолів хлориду (і броміду) літію в осушувачах та повітряних кондиціонерах.

Хлорид літію є сировиною для одержання металевого літію. Інша сфера застосування цього з'єднання – як флюс при паянні алюмінієвих частин автомобіля. Його використовують і у виробництві флотаційних рідин як каталізатор органічного синтезу. Хлорид літію служить засобом проти зледеніння літаків. Він є твердим електролітом у хімічних джерелах струму для імплантованих кардіостимуляторів.

Гідрид літію LiH отримують взаємодією розплавленого літію з воднем при 630-730 ° С у посудині із заліза, що не містить вуглець. Він утворює безбарвні кристали з кубічними гратами типу хлориду натрію. Гідрид літію має щільність 0,776 г/см 3 температуру плавлення 692° С (в інертній атмосфері). При електролізі у розплаві проводить електричний струм із виділенням водню на аноді. Під дією електромагнітного випромінювання у видимій, ультрафіолетовій або рентгенівській області забарвлюється в блакитний колір завдяки утворенню колоїдного розчину літію в гідриді літію.

Гідрид літію відносно стійкий у сухому повітрі, що швидко гідролізується парами води. Реагує з водою, кислотами та спиртами з виділенням водню. З 1 кг гідриду літію можна отримати 2,82 м3 цього газу. Гідрид літію використовується для одержання водню, яким наповнюють метеорологічні кулі-зонди у польових умовах. Крім того, він служить відновником в органічному синтезі, а також для отримання бороводнів, алюмогдидриду літію LiAlH 4 та інших гідридних сполук.

Дейтерид літію-6 застосовується у термоядерній зброї. Будучи твердою речовиною, він дозволяє зберігати дейтерій при плюсових температурах, крім того, другий компонент (літій-6) - це єдине промислове джерело отримання тритію:

6 3 Li + 1 0 n ® 3 1 H + 4 2 He

Стеарат літію Li(C 17 H 35 COO) легко утворюється з гідроксиду літію та тваринного або іншого природного жиру, застосовується як загусник і желюючий агент при перетворенні олій на консистентні мастила. Ці багатоцільові мастила поєднують високу стійкість до дії води, хороші властивості при низьких температурах (-20 ° С) і відмінну стабільність при високих температурах (понад 150 ° С). Вони займають майже половину загального ринку автомобільних мастил у США.

Комплексні з'єднання. З усіх лужних елементів літій найбільш схильний до утворення комплексів, утворює стабільний комплекс з ЕДТА (натрієвою сіллю етилендіамінтетраоцтової кислоти). Стійкими є комплекси літію із краун-ефірами.

Літійорганічні сполукилегко виходять безпосередньою взаємодією літію з алкілгалогенідами (зазвичай використовують хлориди) у петролейному ефірі, циклогексані, бензолі або діетиловому ефірі:

2Li + RX ® LiR + LiX

Через високу хімічну активність як реагентів, так і продуктів реакції потрібно використовувати інертну атмосферу, що виключає повітря та вологу. Вихід препарату значно збільшується в присутності 0,5-1% натрію в металевому літії. Арильні похідні літію отримують з бутиллітію (LiBu) та аріліодиду:

LiBu + ArI ® LiAr + BuI

Найбільш зручний шлях для отримання вінільних, алільних та інших ненасичених похідних – реакція феніллітію з тетравініловом:

4LiPh + Sn(CH=CH 2) 4 ® 4LiCH=CH 2 + SnPh 4

Якщо важливіше виділити продукт реакції, ніж використовувати його в подальшому синтезі, використовують реакцію між надлишком літію та ртутьорганічною сполукою:

2Li + HgR 2 ® 2LiR + Hg

Літієорганічні сполуки термічно нестійкі, і більшість з них поступово розкладається до гідриду літію та алкену при кімнатній або вищій температурі. Серед найбільш стійких сполук - безбарвні кристалічні LiСН 3 (розкладається вище 200 ° С) і LiС 4 Н 9 (розкладається невеликою мірою при витримуванні протягом декількох днів при 100 ° С). Зазвичай алкільні похідні літію мають тетрамерну або гексамерну будову.

Металоорганічні сполуки літію (зокрема, LiСН 3 та LiС 4 Н 9) є цінними реактивами. Останні десятиліття вони дедалі більше використовуються у промисловому та лабораторному органічному синтезі. Щорічне виробництво одного тільки LiС 4 Н 9 підскочило від кількох кілограмів до 1000 т. У великій кількості він застосовується як каталізатор полімеризації, алкілуючого агента і попередника металованих органічних реагентів. Багато синтезів, подібні до реакцій за участю реактивів Гриньяра, мають явні переваги в порівнянні з ними за швидкістю реакції, відсутністю ускладнюючих процес побічних реакцій або зручності роботи.

У реакціях літієорганічних сполук з алкіліодидами або, що корисніше, з карбонілами металів утворюються нові зв'язки С–С. У разі продуктами є альдегіди чи кетони. Термічне розкладання LiR призводить до видалення b-водневого атома з утворенням олефіну та LiH, цей процес промислово значимий для отримання алкенів з довгим кінцевим ланцюгом. Арилпохідні літію в неполярних розчинниках дають карбонові кислоти з діоксидом вуглецю та третинні спирти – з ароматичними кетонами. Літієорганічні сполуки є цінними реагентами в синтезі інших металоорганічних сполук шляхом обміну метал - галоген.

Найбільш іонними з металоорганічних сполук літію є карбіди, що утворюються при взаємодії літію з алкінами в рідкому аміаку. Найбільша область промислового застосування LiHC 2 - виробництво вітаміну А. Він впливає на етинілювання метилвінілкетону, що призводить до утворення ключового проміжного карбінольного з'єднання.

Олена Савінкіна

Літій було відкрито 1817 року шведським хіміком Арфведсоном під час аналізу мінералу петаліту. Свою назву літій отримав від грецького “літос”-камінь, тому що на відміну від лужних металів калію та натрію, був виявлений у кам'яній породі.

Металевий літійв дуже малій кількості був отриманий в 1818, а в 1885 металевий літій був отриманий в значній кількості шляхом електролізу.

Літій – метал сріблясто-білого кольору з жовтим відтінком, м'який і пластичний як свинець - кується, прокочується і простягається без нагрівання.

Літій | 3 | - Сайт

Літій - дуже легкий метал, вдвічі легше води, він плаває у воді і навіть у гасі. Дуже активно реагує з водою з бурхливим виділенням водню, що витісняється літієм із води. На повітрі окислюється і покривається білою плівкою окису, тому зберігають його у вакуумі чи маслі. Має високу теплоємність і теплопровідність, в рідкому вигляді знаходиться при температурах від 180 до 1327ОС.

Літій розплавляється в повітрі без помітного окиснення, а при температурі вище 220 ОС - спалахує. У сухому повітрі літій добре зберігається, у вологому швидко окислюється. Сірий наліт при окисленні літію - нітрид, що утворився. Сухий кисень не діє на літій до температури 200 ОС. Згоряючи на повітрі, при температурі вище 200 ОС, літій утворює оксид Li2O. При температурі 500-800 ОС Li утворює з воднем гідрид - LiH.

У земній корі його у 800 разів менше ніж лужних металів калію та натрію. Мінералами містять літій є сподумен і лепідоліт, в яких міститься від 1 до 3% оксиду літію. Кристали свідомо досягають маси в кілька тонн. Іноді літій концентрується у великих кількостях у солоних озерах, у водах нафтових родовищ, у підземних гарячих водах, у районі вулканів, що діють. Світові підтверджені запаси оксиду літію перевищують 9 мільйонів тонн, а разом із мінералізованими водами – до 30 мільйонів тонн.

ОТРИМАННЯ.

З мінералів сподумену і лепідоліту, літій переводиться в розчинну хлористу сіль (нагрівання з крейдою і хлористим амонієм), або в сірчанокислу сіль (нагрівання з K2SO4), які потім витягуються з водою.

Отриману сіль очищають, переводячи її послідовно LiOH, Li2CO3, а потім в LiCl. Хлористий літій піддають електролізу в розплаві, із значною питомою витратою електроенергії - 50 - 60 тисяч кВтг на тонну літію.

Літій рафінується переплавленням в олії та відмиванням у бензині. Для більш високого очищення застосовується процес гідрування літію при температурах 700-800ОС, за яких летить калій, а гідрид літію розкладається при температурі 1000ОС, у вакуумі, на чистий літій та водень.

ЗАСТОСУВАННЯ.

В даний час літій дуже широко застосовується у різних галузях промисловості.

Металургія.Літій є компонентом багатьох сплавів. У чорній металургії літій застосовується для розкислення та легування сплавів. У кольоровій металургії літій застосовується як розкислювач та дегазатор при плавці міді та її сплавів, як легуюча присадка у сплавах зі свинцем та легкими металами. Невеликі добавки (до 0,005%) значно швидше та повніше забезпечують розкислення кольорових металів, хромонікелевої сталі та чавуну. Хімічно активний літій реагує з киснем, азотом та сіркою розчиненими в міді, пов'язує їх та дегазує мідь. Добавки літію до алюмінію та магнію підвищують їхню міцність і роблять більш стійкими до дії кислот та лугів. У парах літію здійснюється зварювання алюмінію. Парами літію створюють захисну атмосферу в печах для нагрівання деяких металів, оскільки літій реагує з водяними парами, киснем і азотом.

• Застосування карбонату літію у вигляді котунів в алюмінієвій промисловості підвищує вихід придатного металу та зменшує виділення фтору при виробництві алюмінію.

• Зберігання та транспортування водню. Гідрид літію, що виділяє під дією води велику кількість водню (3м3/кг), є зручним матеріалом для зберігання та транспортування зв'язаного водню.

• Акумулятори. Гідроокис літію застосовується як луг в акумуляторах. Додавання їдкого літію до лужних акумуляторів значно підвищує їх електроємність.

• Вакуумна техніка Металевий літій застосовується у вакуумних приладах для одержання вакууму. У закритій посудині літій поглинає азот та кисень, створюючи в ньому вакуум. Так само роблять очищення аргону і неону від азоту, під час виготовлення електричних ламп.

Термоядерні процеси. Ізотоп літій-6 використовується для виробництва тритію та застосування літію в термоядерних процесах стає все більш значним. У перспективі літій як сировина для виробництва тритію може стати значною частиною вихідного пального для термоядерних реакторів. Ізотоп літій-6 застосовується в атомних реакторах як складова частина матеріалів захисних екранів проти радіації.

• Очищення повітря. Хлористий та бромистий літій, а також гідроокис літію добре поглинають вуглекислоту, аміак, дим та вологу. Кондиціювання повітря в замкнутих приміщеннях (підводні човни, космічні кораблі) здійснюється із застосуванням сполук літію.

Виробництво скла та кераміки. З'єднання літію замінюють свинець під час виробництва стекол для кінескопів електронно-променевих приладів. У виробництві стела присадка сполук літію дозволяє отримувати скло з великою проникністю для ультрафіолетових променів та малим тепловим розширенням. Літій застосовується при виробництві порцеляни, фаянсу, термостійкої кераміки, вогнетривких та діелектричних матеріалів, глазурів та емалей.

• Ракетно-космічна техніка. Нітратні та перхлоратні сполуки літію застосовуються як окислювачі твердого ракетного палива, додаються до рідкого палива реактивних двигунів. Жароміцні з'єднання літію використовуються для покриття сопел і камер згоряння ракетних двигунів.

• Медицина. З'єднання літію (вуглекислий літій, силіциловокислий літій) застосовуються для розчинення сечової кислоти при лікуванні подагри.

• Фармакологічна група: нормотимічні засоби (препарати літію)
  Систематична (IUPAC) назва: Літій (1+)
  Торгові назви: Eskalith, Lithobid та ін.
  Правовий статус: лише за рецептом
  Застосування: перорально, парентерально
  Біодоступність: залежить від формули
  Період напіврозпаду: 24 год
  Виділення: > 95% нирковий
  Формула: Li+
  Мовляв. маса: 6,941 г/моль

  З'єднання літію зазвичай використовуються як психіатричні ліки. Деякі солі літію використовуються як стабілізуючі настрій препаратів, насамперед для лікування біполярного розладу; вони грають певну роль лікуванні депресії і особливо манії, як гострої, і тривалої. Як стабілізатор настрою, літій, ймовірно, більш ефективний у запобіганні манії, ніж депресії, а також знижує ризик самогубства у хворих на біполярний розлад. При депресії (однополярному розладі) літій може застосовуватися для посилення дії інших антидепресантів. Серед препаратів літію найчастіше призначається карбонат літію (Li2CO3), що продається під різними торговими назвами. Часто використовується цитрат літію (Li3C6H5O7). Як альтернативу цим препаратам застосовуються сульфат літію (Li2SO4), літій оротат (C5H3LiN2O4) та літій аспартат. У минулому використовувалися бромід літію та хлорид літію, однак у 1940-х роках була виявлена ​​їхня можлива токсичність, і ці речовини вийшли з вживання. Крім того, існують багато інших солі та сполуки літію, такі як фторид літію та йодид літію, проте вони вважаються токсичними речовинами і ніколи не тестувалися як фармакологічні препарати. Після потрапляння в стравохід літій широко поширюється в центральній нервовій системі та взаємодіє з низкою нейротрансмітерів та рецепторів, знижуючи вивільнення норадреналіну та збільшуючи синтез серотоніну.

  Медичне використання Літію

  Літій використовується для лікування манії при біполярному розладі. Спочатку літій часто застосовували у поєднанні з антипсихотичними препаратами, оскільки для прояву його ефекту іноді може знадобитися цілий місяць. Літій також використовується для профілактики депресії та манії при біполярному розладі. Іноді літій використовується у разі інших психіатричних розладів, таких як циклоїдний психоз та великий депресивний розлад. Літій має дуже важливу антисуїцидальну дію, яку не мають інші стабілізуючі препарати, наприклад, протисудомні препарати. Препарат рідко використовується в непсихіатричних цілях, однак він зарекомендував себе у профілактиці деяких видів головного болю, пов'язаного з кластерним головним болем, особливо нічних головних болів. В італійському пілотному дослідженні на людях, яке проводилося в 2005-06 рр., було заявлено, що літій може знижувати симптоми нейродегенеративних захворювань, таких як бічний аміотрофічний склероз (БАС). Тим не менш, рандомізоване подвійне сліпе плацебо-контрольоване дослідження в порівнянні з безпекою та ефективністю літію в поєднанні з рилузолом для лікування БАС не змогло продемонструвати переваги комбінованої терапії в порівнянні з рилузолом. Літій іноді використовується як засіб для посилення дії стандартних препаратів, що використовуються для лікування уніполярної депресії. Раніше літій вважався непридатним для дітей препаратом, проте пізніші дослідження показали його ефективність для лікування раннього біполярного розладу у дітей у віці восьми років. Необхідна доза (15-20 мг на кг маси тіла) трохи менша за рівень токсичності, тому під час лікування слід ретельно контролювати рівні літію в крові. Щоб призначити правильне дозування, слід брати до уваги всю медичну історію пацієнта як у фізичному, так і в психологічному плані. Початкова доза літію повинна становити 400-600 мг на ніч і щотижня збільшуватися залежно від моніторингу сироватки. Пацієнтам, які приймають літій, слід регулярно тестувати рівні сироватки та стежити за функціонуванням та можливими аномаліями щитовидної залози та нирок, оскільки речовина втручається у регулювання рівнів натрію та води в організмі та може викликати зневоднення. Зневоднення, що посилюється впливом тепла, може призвести до підвищення рівнів літію. Зневоднення відбувається через інгібування літієм дії антидіуретичного гормону, який забезпечує ниркове поглинання води із сечі. Це призводить до нездатності концентрувати сечу, що веде до подальшої втрати води в організмі та спразі. Поєднання літію з високими дозами або може бути небезпечним; надходили повідомлення про необоротну токсичну енцефалопатію, що викликається спільним застосуванням цих препаратів. Солі літію мають вузьке терапевтичне/токсичне співвідношення, тому їх не слід призначати за відсутності засобів для моніторингу концентрацій у плазмі. Пацієнтів слід ретельно тестувати. Дози регулюють до досягнення концентрацій у плазмі від 0.4 до 1,2 ммоль Li+/л (нижня межа діапазону для підтримуючої терапії та у пацієнтів похилого віку, більш високий рівень – для педіатричних пацієнтів) у зразках, взятих через 12 годин після прийому попередньої дози. Передозування при плазмовій концентрації понад 1,5 ммоль Li+/л може бути смертельним; токсичні ефекти включають тремор, атаксію, дизартрію, ністагм, ниркову недостатність, сплутаність свідомості та судоми. При виникненні цих потенційно небезпечних симптомів лікування необхідно негайно припинити, уточнити плазмові концентрації літію, і вжити заходів, необхідних для обігу токсичності літію. Токсичність літію посилюється виснаженням натрію. Одночасний прийом сечогінних засобів, що інгібує поглинання натрію в дистальних канальцях (наприклад, тіазидів), є небезпечним і його слід уникати, оскільки це може призвести до підвищеної резорбції літію в проксимальних звивистих канальцях, що призводить до підвищених, потенційно токсичних рівнів літію в організмі. Іноді, при незначному отруєнні, токсичність може звернути при припиненні прийому літію та призначенні великої кількості натрію та рідини. Плазмові концентрації більше 2,5 ммоль Li+/л, як правило, пов'язані із серйозною токсичністю, яка потребує невідкладної допомоги. При токсичних концентраціях максимальна токсичність може виявитись через один-два дні. При тривалому застосуванні літію у терапевтичних концентраціях можуть спостерігатися гістологічні та функціональні зміни у нирках. Значення таких змін не зрозуміло, чи тривалий прийом літію не рекомендується. При виникненні проблем з нирками лікарі можуть змінити лікування пацієнта, хворого на біполярний розлад і призначити замість літію інший препарат, що стабілізує настрій, наприклад, вальпроат (Depakote). p align="justify"> Важливим потенційним наслідком довгострокового використання літію є розвиток ниркового нецукрового діабету (нездатність концентрувати сечу). Тому протягом трьох-п'яти років літій слід застосовувати лише за наявності видимого позитивного ефекту. У продажу доступні традиційні таблетки та таблетки із уповільненим вивільненням. Препарати розрізняються за біодоступністю, і зміна у складі вимагає тих же запобіжних заходів, як і початок лікування. Можна віддати перевагу будь-якій одній простій солі літію; карбонат використовується ширше, також доступний цитрат. Літій може бути використаний як засіб для лікування себорейного дерматиту (8% гель літій глюконату). Крім того, літій збільшує виробництво білих кров'яних клітин у кістковому мозку і може бути прописаний пацієнтам, які страждають на лейкопенію. Обмежена кількість даних свідчить про те, що літій може бути корисним у лікуванні зловживання психоактивними речовинами у деяких пацієнтів з подвійним розладом. У 2009 році японські дослідники з університету Оіта повідомили, що низькі рівні природного літію в питній воді корелюють з низьким рівнем самогубств. У попередній доповіді аналогічні дані продемонстрували в американському штаті Техас. У відповідь на це, психіатр Пітер Крамер порушив питання про гіпотетичну можливість додавання літію в питну воду як мінеральну добавку, а не як терапевтичний засіб (терапевтична доза карбонату літію (таблетки, капсули) або цитрата (рідина), «зазвичай знаходиться в діапазоні від 900-1200 мг/день» і регулюється відповідно до реакції пацієнта та рівнями крові.Це аналогічно ніацину, коли низькі дози полівітамінів у таблетках приймають як вітамінну добавку для запобігання хворобі пелагри, пов'язаної з дефіцитом ніацину, у той час як високу дозу призначають як терапевтичну для підвищення рівнів ліпопротеїнів високої щільності («хорошого» холестерину).

  Побічні ефекти Літію

  Найбільш поширеними побічними ефектами Літію є загальна загальмованість та невеликий тремор рук. Ці побічні ефекти зазвичай є на всьому продовженні лікування, але іноді у деяких пацієнтів можуть зникати. Інші поширені побічні ефекти, такі як нудота і біль голови, зазвичай усуваються при вищому споживанні води. Літій викликає дисбаланс електролітів; щоб уникнути цього, рекомендується збільшити споживання води. За даними австралійського дослідження, «захворюваність на гіпотиреоз у пацієнтів, які приймали літій, у шість разів вища у порівнянні з населенням у цілому. Гіпотиреоз, своєю чергою, збільшує ймовірність розвитку клінічної депресії». Літій сприяє збільшенню ваги на 1-2 кг. Збільшення ваги може спричинити низьку самооцінку при клінічній депресії. Оскільки літій конкурує з рецепторами за антидіуретичний гормон у нирках, він збільшує вихід води у сечі, викликаючи нефрогенний нецукровий діабет. Виведення літію нирками зазвичай проходить успішно при прийомі деяких діуретиків, включаючи амілорид та тріамтерен. Це збільшує апетит і спрагу (полідипсія) та знижує активність гормонів щитовидної залози (гіпотиреоз). Останнє лікується прийому. Літій безперервно впливає на функціонування нирок, хоча ця його властивість проявляється не завжди. Літій може викликати розвиток ністагму, для позбавлення якого може знадобитися кілька місяців утримання від прийому препарату. Більшість побічних ефектів літію залежить від дози. Для обмеження ризику побічних ефектів рекомендується використовувати найнижчі ефективні дози.

  Тератогенність

  Літій також є тератогенною речовиною, яка здатна викликати уроджені дефекти у невеликої кількості новонароджених. Наявні дані та деяка кількість ретроспективних досліджень свідчать, що при прийомі літію під час вагітності можливе збільшення ризику вродженої вади серця, відомого як аномалія Ебштейна. У зв'язку з цим вагітним жінкам, які приймають літій, необхідно регулярно проводити ехокардіографія плода, щоб унеможливити серцеві аномалії. Ламотриджин є можливою альтернативою Літію для вагітних жінок. Габапентин та Клоназепам також прописують як препарати проти паніки у дітородному віці та під час вагітності. Вальпроєва кислота та Карбамазепін також є тератогенними речовинами.

  Зневоднення

  У пацієнтів, які приймають солі літію, може спостерігатися дуже небезпечне зневоднення, особливо у поєднанні з індукованим літієм нефрогенним діабетом з поліурією. Такі ситуації можуть виникати при передопераційному обмеженні прийому рідин або в інших випадках нестачі рідини, теплих погодних умовах, спортивних заходах та пішому туризмі. Іншою небезпекою є те, що швидке зневоднення може швидко викликати гіпонатріємію з небезпечними токсичними концентраціями літію в плазмі.

  Передозування Літію

  Токсичність літію може спостерігатися у осіб, які випадково або навмисно приймають надмірну кількість літію, одномоментно або накопичуючи високі рівні в ході хронічної терапії. Прояви токсичності включають нудоту, блювання, пронос, слабкість, атаксію, сплутаність свідомості, загальмованість, поліурію, судоми та кому. Інші токсичні ефекти літію включають великоамплітудний тремор, посмикування м'язів, судоми та ниркову недостатність. У людей, які пережили отруєння, може розвинутись стійка нейротоксичність. Деякі автори описують "синдром незворотної літієвої нейротоксичності" (SILENT), пов'язаний з епізодами гострої токсичності літію або тривалим лікуванням у відповідному діапазоні доз. Симптоми включають мозочкову дисфункцію.

  Вимірювання у рідинах організму

  Концентрації літію в цілісній крові, плазмі, сироватці або сечі можуть бути виміряні за допомогою інструментальних методів, як керівництво до терапії, для підтвердження діагнозу у потенційних жертв отруєння або для надання допомоги у судово-медичній експертизі у разі фатального передозування. Концентрації літію в сироватці зазвичай знаходяться в діапазоні 0,5-1,3 ммоль/л у контрольованих пацієнтів, але можуть збільшуватися до 1,8-2,5 ммоль/л у пацієнтів, які накопичують препарат з часом і до 3-10 ммоль/л у жертв гострого передозування.

  Механізм дії

  На відміну від інших психоактивних речовин, прийом Li+ у терапевтичних концентраціях зазвичай не справляє жодних очевидних психотропних ефектів (наприклад, ейфорії) у здорових людей. Li+ може діяти, втручаючись у транспортування одновалентних або двовалентних катіонів у нейронах. Однак, оскільки речовина є поганим субстратом на натрієвому насосі, вона не може підтримувати мембранний потенціал та підтримує лише малий градієнт через біологічні мембрани. Li+ досить схожий Na+, тому в експериментальних умовах він може замінювати Na+ для одного потенціалу дії в нейронах. Останні дослідження показують, що ефект цього іона щодо стабілізації настрою, спільно чи окремо, виявляють три різні механізми. В дію літію може бути залучений збуджуючий нейромедіатор глутамат, а також інші стабілізатори настрою, такі як вальпроат і ламотриджин, впливаючи на глутамат, що може виступати як можливе біологічне пояснення такого явища, як манія. Інші механізми, за допомогою яких літій може регулювати настрій, включають зміни експресії генів. Літій може збільшувати вивільнення серотоніну нейронами головного мозку. Лабораторні дослідження, проведені на серотонінергічних нейронах ядер шва у щурів показали, що при обробці цих нейронів літієм посилюється вивільнення серотоніну під час деполяризації порівняно з відсутністю літію та такою самою деполяризацією. Було запропоновано варіант незв'язаного механізму дії, в якому літій деактивує фермент GSK3-бета. Цей фермент зазвичай фосфорилює білок фактор транскрипції Rev-Erb-альфа, запобігаючи його деградації. Rev-Erb-альфа, у свою чергу, пригнічує BMAL1, компонент циркадного годинника. Таким чином, літій шляхом інгібування GSK3бету викликає деградацію Rev-Erb-альфа і збільшує експресію BMAL, що гасить циркадні годинники. За допомогою цього механізму літій здатний блокувати скидання таймера в мозку, внаслідок чого порушується природний цикл організму. За порушення циклу порушується графік багатьох функцій (обмін речовин, сон, температура тіла). Літій може таким чином відновлювати нормальне функціонування мозку після порушень у деяких людей. Деякі автори висловлюють припущення, що рАр-фосфатаза може бути однією з терапевтичних цілей літію. Цю гіпотезу підтримує низька Ki літію для рАр-фосфатази людини, сумісної в межах терапевтичної концентрації літію у плазмі пацієнтів (0,8-1 мМ). Важливо, що Кі рАр-фосфатази людини в десять разів нижче, ніж у GSK3бета (глікоген синтази кінази 3бета). Інгібування рАр-фосфатази літієм призводить до підвищення рівня рАр (3"-5" фосфоаденізин фосфату), що інгібує PARP-1. Інша теорія, запропонована в 2007 році, полягає в тому, що літій може взаємодіяти з сигнальним шляхом оксиду азоту (NO) у центральній нервовій системі, який відіграє вирішальну роль у нейронній пластичності. Система NO, можливо, відіграє важливу роль у антидепресивній дії літію у тесті Porsolt у мишей. Крім того, повідомляється, що блокада NMDA рецепторів збільшує антидепресивну дію літію в тесті Porsolt у мишей (тест «поведінка відчаю», коли тварин на 15 хвилин поміщають у закриту ємність з водою, а потім, через 24 години, після дії антидепресанту, поміщають тварину в цю ж ємність вже на 5 хвилин, і вимірюють час, коли тварина перебуває у стані спокою і навіть не намагається вибратися), що вказує на можливу участь рецепторів NMDA/сигналізації NO у дії літію в цій тваринній моделі вивченої безпорадності. Літій пригнічують фермент інозит монофосфатази, що призводить до збільшення рівнів інозиту трифосфату. Цей ефект посилюється інгібітором зворотного захоплення синозиту трифосфату. Дестабілізація роботи інозитолу пов'язана з порушеннями пам'яті та депресією.

  Історія

  Вперше літій почали використовувати в 19 столітті для лікування подагри, після того, як вчені виявили, що літій у лабораторних умовах здатний розчиняти кристали сечової кислоти ізольовані з нирок. Однак рівні літію, необхідні для розчинення сечової кислоти в організмі, були токсичними. Через поширення теорій, що пов'язують надлишок сечової кислоти з розладами, у тому числі депресивними та маніакальними розладами, з 1870-х років Carl Lange у Данії та William Alexander Hammond у Нью-Йорку починають використовувати літій для лікування манії, хоча про використання літієвих джерельних вод для лікування манії було відомо ще у Стародавній Греції та Римі. На рубежі 20 століття від використання літію відмовилися, за словами Сьюзан Грінфілд, у зв'язку з небажанням фармацевтичної промисловості інвестувати в препарат, який не може бути запатентований. Накопичені знання свідчать про роль надмірного споживання натрію у розвитку гіпертонії та серцевих захворювань. Літієві солі призначають пацієнтам як заміну дієтичної кухонної солі (хлориду натрію). Ця практика була припинена в 1949 році, коли були опубліковані повідомлення про побічні ефекти та смерті в результаті прийому препарату, що призвело до заборони продажу літію. Користь солей літію для лікування манії була заново відкрита австралійським психіатром Джоном Кейдом у 1949 році. Кейд ін'єктував гризунам екстракти сечі, взятої від хворих на шизофренію, у спробі виділити метаболічну сполуку, яка може бути причиною розвитку психічних симптомів. Оскільки було відомо, що сечова кислота є при подагрі психоактивною речовиною (нею стимулюються рецептори аденозину на нейронах; їх блокує), для контролю Кейд знадобилися розчинні урати. Він використовував урати літію, які, як вже було відомо, є найбільш розчинними сполуками уратів, і з'ясувалося, що ці сполуки діяли на гризунів як транквілізатори. Кейд простежив впливом геть іони літію окремо. Незабаром Кейд запропонував використовувати солі літію як транквілізатори. За допомогою солей літію йому вдалося контролювати манію у хронічно госпіталізованих пацієнтів. Це було одним із перших успішних застосувань препарату для лікування психічних захворювань, і це відкрило шлях для розробки ліків для лікування інших психічних проблем на найближчі десятиліття. Решта світу не поспішала приймати цей метод лікування, в основному через смерті, що настають навіть при відносно невеликому передозуванні, в тому числі при використанні хлориду літію як замінника кухонної солі. Багато в чому завдяки дослідженням та зусиллям Mogens Schou з Данії, Paul Baastrup у Європі, Samuel Gershon та Baron Shopsin у США, цей опір поступово долається. 1970 року FDA США схвалює застосування літію при маніакальних хворобах. У 1974 році препарат був схвалений для використання як профілактичний засіб при маніакально-депресивному психозі. Літій став частиною західної поп культури. Головні герої фільмів "Pi", "Перечуття", "Спогади про зоряний пил", "Американський психопат", "Країна садів" "Незаміжня жінка", всі приймають літій. Sirius XM Satellite Radio у Північній Америці в 1990-х роках мала альтернативну рок-станцію під назвою Lithium. Крім того, існують пісні, присвячені препаратам літію. До них відносяться композиції Mac Lethal "Lithium Lips", Koos Kombuis "Equilibrium met Lithium", Evanescence "Lithium", Nirvana "Lithium", Sirenia "Lithium and a Lover", Sting "Lithium Sunset" та Thin White Rope "Lithium".

  Використання літію у напої «7Up»

  Відомо, що раніше кокаїн входив до складу Coca-Cola, а літій – до складу освіжаючого напою 7Up. У 1920 році Чарльз Лейпер Грігг, який заснував у Сент-Луїсі компанію The Howdy Corporation, винайшов формулу безалкогольного напою зі смаком лимон-лайм. Продукт, який спочатку називався Bib-Label Lithiated Lemon-Lime Soda, був випущений на ринок за два тижні до біржового краху 1929 року. До складу напою входив стабілізатор настрою літій цитрат, і цей напій був одним із патентованих лікарських продуктів, популярних наприкінці 19-го та на початку 20-го століття. Його назва була незабаром змінена на "7Up"; 1948 року всі американські виробники напою були змушені вилучити літій з його складу.

  Доступність:

  Препарати літію застосовуються для лікування маніакальної фази біполярного психозу, для профілактики загострень маніакально-депресивного психозу, агресивності при психопатіях та хронічному алкоголізмі, звикання до психотропних препаратів, сексуальних відхилень, синдрому Меньєра, мігрені. Препарат відпускається з аптек за рецептом лікаря.

  
  Літій – хімічний елемент першої групи періодичної системи елементів Д.І. Менделєєва, підгрупи лужних металів, порядковий номер 3, атомна вага 6,94. Відомі два ізотопи літію Li6 і Li7 з відносною поширеністю 7,3 і 92,7%; одержано радіоактивний ізотоп з масовим числом 8. Радіус атома 1,56, радіус іона 0,78 А.
  Літій було відкрито 1817 р. шведським хіміком А. Арфведсоном під час аналізу мінералу петаліту. У вільному вигляді було отримано в 1855 р. Р. Бунзеном та О. Матісен шляхом електролізу розплавленого хлористого літію.
  Літій – метал сріблясто білого кольору. Його густина 0,534 г/см3 (при 20°). Температура плавлення літію 180, температура кипіння 1330°, Розширення при плазленні 1,51%.
  Електропровідність літію становить близько 20% від електропровідності срібла, він має найбільшу серед металів питому теплоємність, що дорівнює 0,941 кал (при 20-100°); твердість літію за шкалою твердості 0,6; за своєю пластичністю він нагадує свинець. Стійкість літію трохи вище стійкості інших лужних металів; він плавиться, не загоряючись; температура його займання 220-250 °. Потенціал іонізації літію 5,37 ст. Електродний потенціал: у розплаві 2,1, розчині 3,0 ст.
  Залежність тиску парів літію від температури характеризується такими цифрами (мм рт. ст.): 300 ° -5,07 * 10в-20, 400 ° - 4,78 * 10в-13, 500 ° - 6,54 * 10в-9, 600 - 3,36 * 10в-6, 700 ° - 2,83 * 10в-4, 800 - 7,76 * 10в-3, 900 ° - 0,101; 1000о - 0,782, 1100 ° - 4,16, 1200 ° - 16,7, 1300 ° - 54,0, 1350 ° - 91,0.
  На повітрі літій швидко покривається темно-червоною плівкою, що складається з нітриду Li3N (65-75%) та окису літію Li2O (35-25%); тому зберігати літій необхідно в герметично закритих судинах або інертної рідини.
  Літій дуже енергійно реагує з воднем, азотом, оксидами та сульфідами, утворюючи нерозчинні в металах хімічні сполуки; ці з'єднання мають невелику питому вагу і легко спливають на поверхню розплавленого металу. На цьому засновано дію літію як розкислювача та дегазатора, для чого він застосовується зазвичай у вигляді 2%-них лігатур з металами (насамперед з міддю, але може застосовуватися і з кальцієм), що підлягають дегазації та розкисленню. Додаток навіть дуже невеликих кількостей літію забезпечує повне розкидання кольорових металів, хромонікелевої сталі та чавуну.
  На здатності літію легко з'єднуватися з азотом засноване його використання для очищення інертних газів (гелію або аргону), які потрібні у виробництві титану, цирконію та інших металів. Металевий літій знаходить застосування для створення захисної атмосфери в загартованих та інших печах, призначених для термообробки деталей; вдуваний у розплавленому вигляді в герметизовану загартовану піч літій активно з'єднується зі шкідливими газами пічної атмосфери.
  Літій застосовується як один з компонентів легких сплавів. Технічні літієві сплави зазвичай містять дуже невеликі добавки літію. Найчастіше літій утворює з іншими металами інтерметалеві сполуки; відомі, наприклад, сполуки його з магнієм (LiMg2) та алюмінієм (AlLi та AlLi2), знайдені радянським хіміком П.Я. Сальдау. З магнієм, алюмінієм та цинком літій утворює тверді розчини значних концентрацій. Літій входить до складу деяких легких сплавів високої міцності на алюмінієвій основі, наприклад склерону (4% Cu та 0,1% Li), що застосовуються для виготовлення деталей вантажних автомашин та основних рам трамвайних та залізничних вагонів Сплав магнію з 11,5% Li, 5 % Ag та 15% Cd має щільність 1,6 г/см3, межу плинності 30,2 кг/мм2 та відносне подовження 8%.
  Використання літію як компонента антифрикційних сплавів засноване на утворенні інтерметалевих сполук, що мають велику твердість і високу температуру плавлення: SnLi7 - 783° (15,8% Li), ZnLi2 - 520° (17,6% Li), Pb2Li7 - 726° ,1% Li) та ін. Утворення інтерметалевого з'єднання Pb2Li7 надає свинцю підвищеної твердості. Добавка 0,2% літію підвищує твердість свинцеволітієвого сплаву більш ніж утричі порівняно з твердістю свинцю.
  Металевий літій застосовується як каталізатор у виробництві синтетичного каучуку.
  Особливо важливого значення набуває літію для виробництва атомної енергії. Досить сказати, що тритій можна отримати в термоядерних реакторах при бомбардуванні нейтронами дейтерію або таких елементів, як бор, азот та літій.
  Вихідною речовиною для отримання тритію є ізотоп літію Li6 Розширюючи виробництво літію та відокремлюючи ізотоп Li6 від ізотопу Li7, можна спрямовувати перший на виробництво атомної енергії, а другий - у різні галузі народного господарства.
  До 1914 р літій вироблявся лише з експериментальних цілей. У період із 1914 по 1942 р. світове виробництво літію становило близько 2,25 т на рік. У 1942 - 1946 р.р. США виробляли до 4,5 т літію на рік, а період із 1947 по 1952 р. близько 13,5 т. Потреба промисловості США у металевому літії 1955 р. становила до 450 т. На одну водневу бомбу потрібно близько 4 т металевого літію, цим пояснюється швидке зростання виробництва цього металу в капіталістичних країнах світу.
  Одночасно спостерігається швидке зростання виробництва сполук літію, що мають важливе значення для промисловості та техніки. Так, виробництво сполук літію США у перерахунку на Li2O характеризується такими цифрами (т/рік): 1947 р. - 120; 1950 р. – 445; 1954 р. – 2020; 1956 - 6500, а на 1957 планувалося більше 10 тис. т.
  Окис літію Li2O – білий порошок. Щільність 2,02 г/с.м3, температура плавлення 1700°. При високій температурі окис літію роз'їдає поверхню платини; вона не взаємодіє з воднем, вуглецем та окисом вуглецю. При нагріванні вище 1000 ° починає вганятися.
  Окис літію може бути одержаний шляхом термічного розкладання вуглекислої солі літію або його гідрату окису. Окис літію - вихідний матеріал при вакуум-термічному одержанні літію.
  Вуглекислий літій Li2CO3 білий порошок. Щільність його 2111 г/см3 температура плавлення 732 ° коефіцієнт заломлення 1567. Пружність дисоціації (мм рт. ст.): При 610 ° - 1; при 723 ° - 4; при 810 ° - 15; при 888 ° - 32, при 965 ° - 63; при 1270 ° - 760. Карбонат літію випаровується при нагріванні; він важко розчиняється у воді і на цьому ґрунтується його відділення від карбонатів інших лужних металів.
  З вуглекислого літію можна отримати будь-який галогенід літію, а також металевий літій.
  Гідрат окису літію LiOH – білий порошок. Щільність 2,54 г/см3, температура плавлення 445°, температура кипіння 925°. При нагріванні гідрат окису літію розкладається з утворенням окису літію та пари води Пружність дисоціації (мм рт. ст.): при 520 ° - 2; при 610 ° -23; при 670 ° - 61; при 724 ° - 121, при 812 ° - 322; при 925 ° - 760. При високій температурі гідрат окису летить. Розчинність гідрату оксиду літію у воді значно менша, ніж гідратів оксидів інших лужних металів, на цьому і засноване його відділення.
  Гідрат окису літію - вихідний матеріал для інших літієвих сполук, галогенідів, вуглекислого літію і т. д. Добавка 50 г гідрату окису літію на 1 л електроліту лужних акумуляторів підвищує їх ємність на 20% і збільшує вдвічі термін служби. Застосування гідрату окису літію для виробництва літієвих солей ряду органічних кислот, наприклад, стеаринової, дозволяє отримати спеціальні мастила, що не замерзають при низьких температурах (-50°) і не розкладаються при високих температурах (120-150°). Ці мастила застосовуються і в порошковій металургії як внутрішній зв'язки, що дозволяє отримати найбільшу щільність брикетів при знижених тисках. Висока точка плавлення стеарату літію дозволяє використовувати його у виробництві вініпластів.
  Хлористий літій LiCl - біла кристалічна речовина Щільність його 2,068 г/см3, температура плавлення 614°, температура кипіння - 1360° Пружність парів хлористого літію (мм рт. ст.): при 783°-1, при 880°-2, при 9 ° - 10; за 1045° - 40; при 1129 ° - 100; при 1290 ° - 400, при 1360 ° - 760.
  Хлористий літій має високу гігроскопічність, але легко зневоднюється; це дозволяє застосовувати його в установках кондиціювання повітря і на виробництвах, де необхідно зберігати постійну вологість (синтетичне і натуральне волокно, прецизійне машинобудування, поліграфія). Зневоднений хлористий літій є вихідною сировиною для отримання літію електролітичним способом.
  Фтористий літій LiF – білий кристалічний порошок. Щільність його 2295 г/см3 температура плавлення 870 ° температура кипіння 1670 Погано розчиняється у воді.
  Фтористий літій застосовується як добавка при електролітичному отриманні літію. Він знайшов застосування у виробництві інфрачервоної та ультрафіолетової оптики; великі прозорі штучні кристали фтористого літію служать приготування їх оптичних систем. Фтористий і хлористий літій використовуються як флюс при зварюванні алюмінію та його сплавів.
  Гідрид літію LiH – біла кристалічна речовина. Щільність 0.75 г/см3, температура плавлення 680°, пружність дисоціації при 850° становить 760 мм рт. ст. Гідрид літію утворюється при взаємодії металевого літію та водню за підвищених температур (450-500°), найбільшої швидкості реакція досягає при 650°.
  Гідрид літію – сильний відновник. При взаємодії 1 кг гідриду із водою виділяється 2,8 м3 водню. Тому гідрид літію використовується як засіб отримання водню для сигнальних і рятувальних цілей у морському флоті і в морській авіації, для заповнення воднем, що виділяється при попаданні у воду, рятувальних поясів або сигнальних буйків.
  Гідрид літію знаходить все більш широке застосування при синтезі різних органічних сполук, наприклад, полімеризації етилену, одержанні більш реакційноопособних літієвих алкілів і арилів, визначенні ароматичних нітросполук і багатьох інших реакціях органічного синтезу.
  Карбід літію Li2C2 - безбарвні чи сірі кристали. Утворюється при взаємодії літію з вуглецем за температури 650-700°; дуже бурхливо реагує з водою з утворенням вуглецю та гідрату окису літію.
  Нітрид літію Li3N - дуже темна, із зеленуватим відтінком речовина з металевим блиском. Плавиться при 845° і може бути переплавлений в атмосфері азоту або вакуумі. Взаємодія літію з азотом починається за кімнатної температури і помітно зростає з підвищенням температури. При взаємодії із водою нітрид літію виділяє аміак.
  Перекис літію Li2O2 містить до 35% кисню, що звільняється, і тому може бути безбалонним джерелом для отримання цього газу, наприклад з метою освіження повітря в ізольованих приміщеннях (при кесонних роботах, у підводних човнах, літаках тощо).
  Усі перелічені вище сполуки літію знаходять дедалі більшого застосування у різних галузях промисловості.

  Опис та властивості літію

  Літій – елемент, З ставленням до першої групи, у другому періоді таблиці, його атомний номер - 3. Формула літію- Li 2 O. Елемент відкрили в 1817 р., був зроблений тільки 1825 р. Назва дослівно перекладається як "камінь".

  Літій– це метал, з лужними властивостями, сріблястого кольору, що має виражені пластичні властивості. Легко піддається обробці. Характерний найбільшою температурою плавлення, це 180,54 ° С, кипіння - 1340 ° С і низькою щільністю в порівнянні з іншими металами лужного ряду. Його щільність нижче за щільність води. Це дозволяє йому залишатися на плаву на водній поверхні і навіть у гасі.

  Атом літіюсвоїми невеликими розмірами дозволяє металу виявляти певні властивості. Змішування з натрієм відбувається лише у певній температурі, а з цезієм, рубідієм і кадмієм, він не змішуватиметься зовсім. Інші метали цього ряду подібними властивостями не мають.

  Не дивлячись на те, що літій це метал з лужних властивостей, він найменш активний з усіх інших, і з киснем не взаємодіє, з сухим теж. Тому зберігати його в гасі, захищаючи від взаємодії з кисневим середовищем, як це робиться з іншими лужними металами, немає необхідності.

  До того ж це марно - на практиці він все одно спливе на поверхню. Тому його можна спокійно зберігати на свіжому повітрі тривалий час, не побоюючись, що в ньому відбудуться небажані зміни.

  При достатній вологості відбувається реакція з азотом та іншими газами, розчиненими у повітрі. Перетворення залежить від властивостей контактуючого агента (газу). Може утворитися гідроксид, карбонат або нітрит літію. У процесі нагрівання у кисневому середовищі утворюється оксид літію Li2O.

  Визначити літій нескладно - опинившись у відкритому полум'ї, він забарвлює його своєрідними червоними відтінками. Самозаймається при 300 С. Слід бути обережним при цих процесах, так як продукти його горіння дратівливо діють на оболонки дихальних шляхів, а також очі. Також він може спричинити опіки, потрапляючи на мокру шкіру.

  Реакція на воду спокійна, при ній утворюється гідроксид літіюта водень. Також характерні реакції з етилом, воднем та аміаком. Реакція на сірку відбувається при 130 С, з утворенням сульфідів. На вуглець реагує при 200 С, у повному вакуумі, під час цього утворюється ацетиленід. Розчиняючись в аміаку, утворює розчин синюватого кольору.

  При необхідності тривалого зберігання літій зберігається в окремих коробках з жерсті, занурений у петролінійний ефір або парафін.

  Родовища та видобуток літію

  Літій є представником літофільних фрагментів іонного походження, з них можна відзначити цезій, калій і рубідій. До основних мінералів, що містять літій, відносяться піроксен, сподумен і лепідоліт. Окрім його знаходження у самостійно утворених мінералах, його можна виявити на місці калію у сторонніх сполуках.

  Утворення літію відбувається на ґрунті рідкокетальних гранітних інтрузій, у літієносних пегматитах або гідротермальних родовищах, які крім літію, у комплексі з вольфрамом, вісмутом тощо. Найбільш висока концентрація літію, властива породам онгонітам – гранітам, що містять велику кількість води та фтористих утворень.

  У певній кількості літій містить вода у сильносолених озерах. Його родовища є в Бразилії, Аргентині, Чилі, Канаді, США, Конго, Швеції, Іспанії, Афганістані, Китаї та Австралії. А також у Росії, де половина покладів, що містять цей елемент, знаходиться в Мурманській області.

  Застосування літію

  Літій застосовується у виготовленні кераміки та скляної продукції, джерел напруги, пально-мастильних матеріалів та полімерів, а також у металургійній промисловості та фармацевтиці.

  Нерідко для пристрою потрібний потужний та ємний акумулятор. Літійнайбільш підходяща складова щодо його виготовлення. Якщо для начинки використовується літій, батареяпрослужить набагато довше. Можна відзначити, наприклад, літій-іоннийтип батарей, що заряджаються.

  Купити акумулятори літійнітипу можна двох типів. Різниця полягає у використовуваних електролітах. Літій-іонний акумулятор – містить електроліт гелевого типу. Модель використовується для живлення більшості портативної електротехніки, зокрема стільникових телефонів, ноутбуків, цифрових фотоапаратів і відеокамер.

  Літій-полімерний акумулятор – удосконалений варіант першого. У вигляді начинки використовують полімер, що містить літій. Для пристроїв, що мають велике споживання енергії, більш підходить літій-полімернийваріант.

  Також літій додають електроліти інших типів акумулюючих пристроїв, наприклад, лужного виду. Це значно підвищує їхню ємність та термін експлуатації.

  Літій, зокрема, застосовується в металургійній промисловості під час виготовлення різних необхідних сплавів. Виготовляються сплави з , , кадмієм, магнієм і . Ці сплави знайшли своє застосування у різних космічних та авіаційних технологіях.

  Для військових потреб, із застосуванням літію, виготовляються керамічні елементи для різної техніки та особливо міцне . Також він використовується в радіотехнічних та оптичних областях. Літій також застосовується у металогалогенових лампах.

  Йде цей метал і на медичні потреби. Доведено, що у невеликій кількості він необхідний нормальної роботи організму. Його містять усі внутрішні органи. Він бере участь у багатьох обмінних процесах та стимулює імунітет. Він застосовується в препаратах для лікування психологічних захворювань та благотворно позначається на роботі нервової системи.

  Ціна літію

  До 2008 р. ціна на літій поступово зростала, потім у зв'язку з економічною кризою помітно впала. Якщо тоді ціна на кілограм літію становила близько 66 доларів, то пізніше вона знизилася з позначки 6,5 тис. доларів до 5 тис. доларів за тонну продукту, і після майже не змінилася. Але ці розцінки відносяться до товару щодо низької якості.

  На чистіший продукт, що йде, наприклад, на виготовлення батарей, йде відповідна накрутка близько 700-800 $. Виробники, незважаючи на це, вважають за краще доплачувати за якість, тому доходи від надбавки поки що стабільні. Різкого підвищення цін у найближчому майбутньому не очікується. Чистий літій купитиможна буде приблизно за 6 тис. доларів за тонну.

  Прогнози світового ринку літію дають певні сподівання його розвиток. Це в основному обумовлено новими амбітними проектами в галузі будови електромобілів, для яких використовуватимуться відповідно літієві акумулятори.

  З кожним роком цей проект стає все більш реальним, у зв'язку зі злободенністю забруднення навколишнього середовища вихлопними газами та підвищеним попитом на доступні засоби пересування.

  Особливо проблема актуальна для країн, що розвиваються. Але сама технологія ще сира, зокрема, це проблема з хорошими дорогами та електричними заправками. Тому великих зрушень на світовому ринку літіюнайближчими роками не передбачається.