Óxido de lítio: fórmula, propriedades, riscos e usos

O óxido de lítio é um composto químico inorgânico de fórmula Li 2 O que é formado junto com pequenas quantidades de peróxido de lítio quando o metal de lítio é queimado no ar e combinado com o oxigênio.

Até a década de 1990, o mercado de metal e lítio era dominado pela produção dos EUA a partir de depósitos minerais, mas no início do século 21 a maior parte da produção era derivada de fontes não americanas; Austrália, Chile e Portugal foram os fornecedores mais importantes do mundo. A Bolívia tem metade dos depósitos de lítio do mundo, mas não é um grande produtor.

A forma comercial mais importante é o carbonato de lítio, Li 2 CO 3, produzido a partir de minerais ou salmouras por diversos processos diferentes.

Quando o lítio é queimado no ar, o principal produto é o óxido branco de óxido de lítio, Li 2 O. Além disso, é produzido algum peróxido de lítio, Li 2 O 2, também branco.

Também pode ser feito através da decomposição térmica de hidróxido de lítio, LiOH ou peróxido de lítio, Li2O2

4Li (s) + O 2 (g) → 2Li 2 O (s)

2LiOH (s) + calor → Li 2 O (s) + H2O (g)

2Li 2 O 2 (s) + calor → 2Li 2 O (s) + O 2 (g)

Propriedades físicas e químicas

O óxido de lítio é um sólido branco conhecido como lithia, que não tem aroma e sabor salgado. Sua aparência é mostrada na Figura 2 (National Center for Biotechnology Information, 2017).

Figura 2: aparência do óxido de lítio

Os óxidos de lítio são cristais com geometria antiflorita semelhante à do cloreto de sódio (cúbico centrado nas faces). Sua estrutura cristalina é apresentada na figura 3 (Mark Winter [Universidade de Sheffield e WebElements Ltd, 2016).

Figura 3: estrutura cristalina do óxido de lítio.

Seu peso molecular é de 29, 88 g / mol, sua densidade é de 2, 013 g / mL e os pontos de fusão e ebulição são de 1438 ° C e 2066 ° C, respectivamente. O composto é muito solúvel em água, álcool, éter, piridina e nitrobenzeno (Royal Society of Chemistry, 2015).

O óxido de lítio reage facilmente com vapor de água para formar hidróxido e com dióxido de carbono para formar carbonato; portanto, deve ser armazenado e manuseado em um ambiente limpo e seco.

Compostos de óxidos não levam à eletricidade. No entanto, certos óxidos estruturados de perovskita são condutores eletrônicos que encontram aplicação no cátodo de células a combustível de óxido sólido e sistemas de geração de oxigênio.

São compostos que contêm pelo menos um ânion de oxigênio e um cátion metálico (American Elements, SF).

Reatividade e Perigos

O óxido de lítio é um composto estável incompatível com ácidos fortes, água e dióxido de carbono. Até onde sabemos, as propriedades químicas, físicas e toxicológicas do óxido de lítio não foram investigadas e relatadas em profundidade.

A toxicidade dos compostos de lítio é uma função da sua solubilidade na água. O íon de lítio tem toxicidade no sistema nervoso central. O composto é altamente corrosivo se entrar em contato com os olhos, a pele, quando inalado ou ingerido (ESPI METALS, 1993).

Em caso de contato com os olhos, você deve verificar se está usando lentes de contato e removê-las imediatamente. Os olhos devem ser enxaguados com água corrente por pelo menos 15 minutos, mantendo as pálpebras abertas. Você pode usar água fria. Unguento não deve ser usado para os olhos.

Se a substância entrar em contato com a roupa, remova-a o mais rápido possível, protegendo suas próprias mãos e corpo. Coloque a vítima sob um chuveiro de segurança.

Se a substância química se acumular na pele exposta da vítima, como as mãos, lave com cuidado e com cuidado a pele contaminada com água corrente e sabão não abrasivo. Você pode usar água fria. Se a irritação persistir, procure atendimento médico. Lave as roupas contaminadas antes de reutilizá-las.

Em caso de inalação, a vítima deve poder descansar em uma área bem ventilada. Se a inalação for grave, a vítima deve ser evacuada para uma área segura o mais rápido possível.

Afrouxe roupas apertadas, como gola de camisa, cintos ou gravata. Se a vítima achar difícil respirar, o oxigênio deve ser administrado. Se a vítima não estiver respirando, uma ressuscitação boca-a-boca é realizada.

Sempre levando em conta que pode ser perigoso para a pessoa que fornece ajuda dar ressuscitação boca-a-boca quando o material inalado é tóxico, infeccioso ou corrosivo.

Em todos os casos, deve-se procurar atendimento médico imediato (SIGMA-ALDRICH, 2010).

Usos

O óxido de lítio é usado como um fluxo em esmaltes cerâmicos e cria azul com cobre e rosas com cobalto. O óxido de lítio reage com a água e o vapor, formando hidróxido de lítio e deve ser isolado a partir deles.

O óxido de lítio (Li 2 O) com seu alto potencial de trítio é um candidato atraente para o material de cultura sólida de uma usina de fusão DT, devido à sua alta densidade de átomos de lítio (em comparação com outras cerâmicas de lítio). ou lítio metálico) e sua condutividade térmica relativamente alta (ÓXIDO DE LÍTIO (Li2O), SF).

O Li 2 O será exposto a altas temperaturas sob irradiação de nêutrons durante a operação das mantas de fusão. Nestas circunstâncias, um grande número de defeitos de irradiação no Li 2 O ocorrerá, como inchaço induzido por hélio, expansão térmica relativamente alta, crescimento de grãos, formação de LiOH (T) e precipitação a baixas temperaturas e transporte de massa de LiOH (T) a altas temperaturas.

Além disso, o Li 2 O será submetido a tensões decorrentes de diferenças na expansão térmica entre o Li 2 O e os materiais estruturais. Essas características do Li 2 O levam a problemas desafiadores de engenharia tanto no projeto geral quanto na fabricação.

Um possível novo uso é como um substituto para o cobalto e o óxido de lítio como o cátodo em baterias de íons de lítio usadas para alimentar dispositivos eletrônicos de telefones celulares a laptops, bem como carros movidos a bateria (Reade International Corp, 2016) .