Formule d'oxyde de lithium, propriétés, risques et utilisations

Le oxyde de lithium est un composé chimique inorganique de formule Li₂Ou qui est formé avec de petites quantités de peroxyde de lithium lorsque le lithium métallique est brûlé dans l'air et combiné avec de l'oxygène.

Jusqu'aux années 1990, le marché des métaux et du lithium était dominé par la production américaine de gisements minéraux, mais au début du XXIe siècle, la majeure partie de la production provenait de sources autres que les États-Unis; L'Australie, le Chili et le Portugal étaient les fournisseurs les plus importants au monde. La Bolivie possède la moitié des gisements de lithium dans le monde, mais ce n’est pas un gros producteur.

La forme commerciale la plus importante est le carbonate de lithium, Li₂CO₃, produit à partir de minéraux ou de saumures par plusieurs procédés différents.

Lorsque le lithium est brûlé dans l'air, le produit principal est l'oxyde blanc de l'oxyde de lithium, Li₂O. En outre, du peroxyde de lithium est produit, Li₂O₂, aussi blanc.

Cela peut également se faire par la décomposition thermique de l’hydroxyde de lithium, du LiOH ou du peroxyde de lithium, Li2O2.

4Li (s) + O₂(g) → 2Li₂O (s)

2LiOH (s) + chaleur → Li₂O (s) + H₂O (g)

2li₂O₂(s) + chaleur → 2Li₂O (s) + O₂g)

Propriétés physiques et chimiques

L'oxyde de lithium est un solide blanc appelé lithia qui manque d'arôme et de goût salé. Son apparence est illustrée à la figure 2 (Centre national d'information sur la biotechnologie, 2017).

Figure 2: apparence d'oxyde de lithium

Les oxydes de lithium sont des cristaux à la géométrie antiflorite similaire à celle du chlorure de sodium (cubique centré sur les faces). Sa structure cristalline est présentée à la figure 3 (Mark Winter [Université de Sheffield et WebElements Ltd, 2016].

Figure 3: Structure cristalline de l'oxyde de lithium.

Sa masse moléculaire est de 29,88 g / mol, sa densité est de 2,013 g / ml et les points de fusion et d'ébullition sont respectivement de 1438 ° et 2066 ° C. Le composé est très soluble dans l'eau, l'alcool, l'éther, la pyridine et le nitrobenzène (Royal Society of Chemistry, 2015).

L'oxyde de lithium réagit facilement avec la vapeur d'eau pour former de l'hydroxyde et du dioxyde de carbone pour former du carbonate; par conséquent, il doit être stocké et manipulé dans une atmosphère propre et sèche.

Les composés d'oxyde ne conduisent pas à l'électricité. Cependant, certains oxydes structurés de perovskite sont des conducteurs électroniques qui trouvent une application dans la cathode des piles à combustible à oxyde solide et dans les systèmes de génération d'oxygène.

Ce sont des composés qui contiennent au moins un anion oxygène et un cation métallique (American Elements, S.F.).

Réactivité et dangers

L'oxyde de lithium est un composé stable incompatible avec les acides forts, l'eau et le dioxyde de carbone. À notre connaissance, les propriétés chimiques, physiques et toxicologiques de l'oxyde de lithium n'ont pas été étudiées et rapportées en profondeur.

La toxicité des composés de lithium est fonction de leur solubilité dans l'eau. L'ion lithium a une toxicité sur le système nerveux central. Le composé est très irritant s'il entre en contact avec les yeux, la peau, lorsqu'il est inhalé ou ingéré (ESPI METALS, 1993).

En cas de contact avec les yeux, vérifiez si vous portez des lentilles de contact et retirez-les immédiatement. Les yeux doivent être rincés à l'eau courante pendant au moins 15 minutes, en gardant les paupières ouvertes. Vous pouvez utiliser de l'eau froide. La pommade ne doit pas être utilisée pour les yeux.

Si le produit chimique entre en contact avec les vêtements, retirez-le le plus rapidement possible en protégeant vos propres mains et votre corps. Placez la victime sous une douche de sécurité.

Si le produit chimique s'accumule sur la peau exposée de la victime, comme les mains, lavez délicatement et soigneusement la peau contaminée par de l'eau courante et du savon non abrasif. Vous pouvez utiliser de l'eau froide. Si l'irritation persiste, consulter un médecin. Laver les vêtements contaminés avant de les réutiliser.

En cas d'inhalation, la victime devrait pouvoir se reposer dans un endroit bien ventilé. Si l'inhalation est grave, la victime devrait être évacuée dans un endroit sûr dès que possible.

Détachez les vêtements serrés tels que le col de la chemise, les ceintures ou les cravates. Si la victime a du mal à respirer, de l'oxygène doit être administré. Si la victime ne respire pas, une réanimation du bouche à bouche est effectuée.

Toujours en tenant compte du fait qu'il peut être dangereux pour la personne fournissant de l'aide de faire une réanimation du bouche à bouche lorsque le matériau inhalé est toxique, infectieux ou corrosif.

Dans tous les cas, une attention médicale immédiate doit être recherchée (SIGMA-ALDRICH, 2010).

Utilise

L'oxyde de lithium est utilisé comme fondant dans les émaux céramiques et crée des bleus avec le cuivre et les roses avec du cobalt. L'oxyde de lithium réagit avec l'eau et la vapeur pour former de l'hydroxyde de lithium et doit en être isolé.

Oxyde de lithium (Li₂O), avec son potentiel élevé en tritium, est un candidat intéressant pour le matériau de culture solide d'une centrale de fusion DT, en raison de sa densité élevée en atomes de lithium (par rapport aux autres céramiques de lithium ou de lithium métallique) et de sa conductivité relativement élevé thermique (OXYDE DE LITHIUM (Li2O), SF).

Li₂Ou il sera exposé à des températures élevées sous irradiation neutronique pendant le fonctionnement des couvertures de fusion. Dans ces circonstances, un grand nombre de défauts d’irradiation se produiront dans le Li.₂Ou, comme le gonflement induit par l'hélium, la dilatation thermique relativement élevée, la croissance des grains, la formation de LiOH (T) et la précipitation à basses températures et le transport de la masse de LiOH (T) à haute température.

En outre, le Li₂Ou il sera soumis à des contraintes découlant des différences de dilatation thermique entre Li₂O et matériaux structurels. Ces caractéristiques de Li₂Ou ils conduisent à des problèmes d'ingénierie dans la fabrication et la conception des couvertures.

Une nouvelle utilisation possible est de remplacer l'oxyde de cobalt de lithium en tant que cathode dans les batteries lithium-ion utilisées pour alimenter les appareils électroniques depuis les téléphones mobiles vers les ordinateurs portables ainsi que les voitures alimentées par batterie (Reade International Corp, 2016). .

Références

1. Mark Winter [Université de Sheffield et WebElements Ltd. (2016). webelements. Tiré de Lithium: oxyde de dilithium webelements.com.
2. Éléments américains. (S.F.). Oxyde de lithium. Tiré de americanelements americanelements.com.
3. MÉTAUX ESPI. (1993, juin). Oxyde de lithium. Tiré de espimetals espimetals.com.
4. OXYDE DE LITHIUM (Li2O). (S.F.). Tiré de ferp.ucsd.edu ferp.ucsd.edu.
5. Centre national d'information sur la biotechnologie. (24 juin 2017). PubChem Compound Database; CID = 166630. Tiré de PubChem pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
6. Reade International Corp. (2016). Poudre d'oxyde de lithium (Li2O). Tiré de reade reade.com
7. Société royale de chimie. (2015). Oxyde de lithiumTiré de chemspiderchemspider.com.
8. SIGMA-ALDRICH. (2010). Fiche signalétique Oxyde de lithium. Tiré de chemblink chemblink.com.