Lit - co to jest? Atom, jądro, energia litu. Baterie litowo-jonowe
Lit - co to jest? W tym artykule postaramy się odpowiedzieć na to pytanie. Tutaj określimy zarówno atom litu, jak i metal, który on tworzy. Uwzględnimy również jego właściwości fizyczne i chemiczne, ich wykorzystanie i obecność w przyrodzie, metody wydobywania i niektóre dane historyczne.
Wprowadzenie
Li jest elementem tabeli chemicznej DI Mendelejewa. Należy do pierwszej grupy (zgodnie z nieaktualną klasyfikacją) z drugiego okresu. Liczba atomowa - №3. Prosta substancja, którą tworzą atomy litu, jest przedstawiona w postaci alkalicznego i miękkiego metalu w kolorze srebrno-białym.
Dane historyczne
Lit otworzył się w 1817 roku. Dokonał tego szwedzki chemik Johann Arfvedson. Początkowo Li znajdował się w kompozycji płatków mineralnych, a następnie został znaleziony w spodumenie i lepidolicie. Metaliczna forma otrzymała pierwszego Humphry'ego Davy'ego w 1818 roku.
Nazwa została podana w związku z faktem, że Li odkryto po raz pierwszy w kamieniach, które w tłumaczeniu z języka greckiego mają strukturę konsonansową tego słowa z litem. Początkowo nazywano go lithion, ale potem J. Berzelius zaproponował zmianę nazwy.
Fizyczna liczba cech
– что это такое? Lit - co to jest? Odpowiadając na to pytanie, należy zwrócić uwagę na jego właściwości fizyczne i chemiczne.
Li jest metalem o srebrzystobiałym kolorze, jest raczej miękki i plastyczny. Ta prosta substancja może być przetwarzana przez prasowanie i / lub walcowanie.
W warunkach temperatury pokojowej ciało to charakteryzuje się kratą skupioną na ciele, a jej grupa przestrzenna to m3m. W warunkach poniżej temperatury poniżej 78 K staje się stabilny, a forma krystaliczna staje się heksagonalną gęstą strukturą, w której wszystkie atomy litu mają dwunastu "bliskich sąsiadów" znajdujących się na szczycie sześciokąta ośmiościanu.
Wśród wszystkich metale alkaliczne taki jak lit ma najwyższą temperaturę, w której zaczyna wrzeć (1340 ° C) lub topi się (180,54 ° C). W temperaturze pokojowej gęstość litu, w tej samej grupie metali, jest najniższa, a nawet niższa niż gęstość H 2 O.
Niewiele o cechach chemicznych
Li jest metalem alkalicznym, ale jest stosunkowo odporny na powietrze. Jest najmniej aktywny wśród swojej grupy metali. Na przykład prawie nie reaguje z cząsteczkami suchego tlenu w temperaturze pokojowej. Z tego powodu lit nigdy nie jest przechowywany w nafcie. Będąc w powietrzu z umiarkowaną ilością wilgoci, może reagować z różnymi gazami. Przykłady obejmują azotek, wodorotlenek i gazy węglanowe. Masa atomowa litu wynosi 6,941a. e. m.
Z tego powodu Li jest przechowywany w eterze naftowym, parafinie, olejach mineralnych lub benzynie. W tym samym czasie blaszana puszka musi być szczelna. Jedną z interesujących cech litu jest jego zdolność pokrywania warstwą tlenku o wysokiej gęstości w temperaturze od 100 do 300 ° C.
Pierwsze
Lit - co to jest? Kolejną kwestią w rozważaniu tej kwestii jest określenie sposobów jej produkcji i produkcji.
Dzisiaj ten metal jest uzyskiwany z naturalnych minerałów. Często stosuje się również rozkład kwasu siarkowego, spiekanie CaO lub CaCO3. Wśród mniej rozpowszechnionych metod wyróżnia się obróbkę K 2 SO 4 , a następnie ługowanie wodą. Bez względu na metodę otrzymywania, ostatecznie utworzony węglan litu, który jest słabo rozpuszczalny w wodzie. Następnie tę substancję przenosi się do chlorku (LiCl). Chlorek litu jest elektrolizowany za pomocą mieszanin KCl lub BaCl 2 , które obniżają temperaturę topnienia. Oczyszczanie litu odbywa się poprzez destylację próżniową.
Największa produkcja Li występuje w Australii, Chile i Argentynie. W 2015 roku wydobywało się około 32,5 tysięcy ton tego metalu. Rozpad ZSRR doprowadził do całkowitej utraty produkcji litu na terytorium Federacji Rosyjskiej, jednak w 2017 r. Uruchomiono obiekt eksperymentalny, który pozwala na wydobycie go z ubogich rud, wydając na to niewielką kwotę.
Operacja
Odpowiadając na pytanie o to, co to jest - lit, niezwykle ważne będzie poznanie sposobów jego wykorzystania.
Obecnie istnieje ogromna liczba sposobów wykorzystania metalu Li. Jednym z takich przykładów jest wytwarzanie półprzewodników ze stopu miedzi i siarczków litu, które są stosowane w konwerterach termicznych.
Lit tworzy anody dla chemicznych źródeł prądu i ogniw galwanicznych z elektrolitami stałymi.
Kobalt i molibdeniany litu wykazują jedną z najlepszych właściwości użytkowych, a także wysoki poziom energochłonności jako elektrody litowe z ładunkiem dodatnim do akumulatorów. Połączenia wodorotlenek litu używany jako element podczas tworzenia baterie alkaliczne typ Dodanie tej samej substancji do akumulatorów trakcyjnych niektórych typów akumulatorów może wydłużyć okres przydatności do użycia urządzenia 2-3 razy.
Energia litu służy do tworzenia laserów o wysokiej wydajności (około 80%). Bardziej szczegółowo stosuje się monokryształy fluorku litu. Optyka z szerokimi pasmami widmowymi jest również wykonywana przy użyciu tej substancji.
Stopy Li z innymi metalami są również szeroko stosowane przez ludzi. Na przykład związek srebra, złota i litu jest niezwykle skutecznym środkiem lutowniczym. Ten sam metal, ale w połączeniu z Mg, Cd, Al i Cu, nie tak dawno temu zaczął być stosowany w przemyśle lotniczym i kosmicznym. Gliniany i krzemiany litu są podstawą do tworzenia ceramiki, która twardnieje w warunkach temperatury pokojowej. Jest stosowany w rzemiosłach wojskowych, działalności metalurgicznej. Szkło na bazie li jest wyjątkowo trwałe i może być utwardzane włóknem z węglika krzemu. Ponadto ten metal wzmacnia stopy ołowiu, zwiększając ich plastyczność i odporność na korozję.
W elektronice, triboraty litu i cezu są wykorzystywane jako materiał optyczny do urządzeń radiowych. Niobad i tantalit litu (LiNbO 3 i LiTaO 3 ) są również stosowane w przemyśle akustycznym, optoelektronicznym i nieliniowym. Inny lit jest używany do napełniania lampami metalohalogenkowymi typu "gas-discharge".
W przemyśle hutniczym Li stosuje się do odtleniania i / lub zwiększania wskaźnika plastyczności i wytrzymałości określonego stopu. Czasami litu używa się jako środka redukującego w metodzie metalotermii, która służy do odnowienia rzadkiej serii metalowej.
Lit w biologii
Ciało ludzkie potrzebuje niewielkiej ilości Li (dzienna dawka około 100 μg dla osoby dorosłej). Większość metalu znajduje się w tkankach serca, wątroby, węzłach chłonnych, osoczu krwi, gruczołach nadnerczy, a także w tarczycy.
Lit jest zaangażowany w niektóre z najważniejszych procesów biochemicznych:
- odgrywa ważną rolę w metabolizmie tłuszczów i węglowodanów;
- wspiera system odpornościowy;
- uczestniczy w profilaktyce alergii;
- zmniejsza irytację nerwową.
Leki na bazie leków są stosowane w terapii w celu eliminacji lub tłumienia zaburzeń umysłowych świadomości i mózgu. Metal ten jest wydalany z organizmu przez nerki.
Informacje o bateriach
Akumulatory litowo-jonowe są jednym z rodzajów urządzeń elektrycznych, które są używane do oszczędzania i eksploatacji zasobów energetycznych, dlatego też poświęcimy im nieco uwagi.
Takie baterie są szeroko rozprowadzane w środowisku nowoczesnych urządzeń gospodarstwa domowego i są stosowane na przykład w pojazdach elektrycznych lub urządzeniach do przechowywania zainstalowanych w systemach energetycznych. W telefonach komórkowych, laptopach, aparatach cyfrowych, kamkorderach i wyżej wymienionych pojazdach elektrycznych ten typ baterii jest najbardziej powszechny. Pierwsze takie urządzenie zostało wydane przez Sony w 1991 roku.
Urządzenie bateryjne
Baterie litowo-jonowe składają się z elektrod, które są oddzielone separatorem z porami. Jednocześnie jest impregnowany elektrolitami. Pakiet elektrod umieszczony jest w zapieczętowanej kopercie, a zestaw katod i anod jest dołączony do zacisków do odbioru prądu. Obudowa (obudowa) może być wyposażona w zawory bezpieczeństwa, odciążające ciśnienie wewnętrzne w przypadku awarii lub zakłócenia w działaniu. Akumulatory te różnią się rodzajem materiałów katodowych stosowanych w urządzeniu. Jądro litu w nich ma wiele protonów, które różnią się od sumy elektronów otaczających jądro. Dlatego takie urządzenia nazywane są jonowymi. Noś elektrony w akumulatorach Li-ion dodatnim ładunkiem. Takie cząstki są w stanie przeniknąć do sieci krystalicznych innej serii materiałów i postaci wiązania chemiczne w wyniku tego powstają tlenki i sole metali.