Chlorek litu (LiCl)

Chlorek litu

Inne nazwy: Chlorek litu(I), chlorek litu bezwodny, muriat litu
Wzór chemiczny: LiCl
Masa molowa: 42.39 g/mol
Numer CAS: 7447-41-8
SMILES: [Li+].[Cl-]
Wygląd: Bezbarwna do białej krystaliczna substancja stała lub proszek
Zapach: Bezwonny

Chlorek litu jest nieorganicznym związkiem jonowym złożonym z kationów litu (Li⁺) i anionów chlorkowych (Cl⁻). W stanie stałym bezwodny chlorek litu przyjmuje silnie uporządkowaną, zbliżoną do struktury chlorku sodu sieć krystaliczną, w której jony wykazują koordynację oktaedryczną. Związek wyróżnia się silnym powinowactwem do wody i wyraźnymi właściwościami higroskopijnymi. Łatwo pochłania wilgoć z otaczającej atmosfery i może tworzyć fazy uwodnione. Właściwości te wynikają z silnego uwodnienia małego jonu litu i czynią chlorek litu ważnym związkiem w badaniach fizykochemicznych stężonych roztworów elektrolitów, uwodnienia jonów, równowag fazowych i zjawisk transportowych.

Właściwości chemiczne i fizyczne

Bezwodny chlorek litu to bezbarwny do białego materiał krystaliczny o masie molowej około 42.39 g/mol. Ma wysoką temperaturę topnienia, podawaną na około 605–614 °C, oraz temperaturę wrzenia około 1382 °C.

Chlorek litu jest wyjątkowo dobrze rozpuszczalny w wodzie. Zgłaszana rozpuszczalność wynosi około 84.25 g na 100 mL wody w 25 °C i znacząco rośnie wraz z temperaturą. Silna interakcja między Li⁺ jonami a cząsteczkami wody przyczynia się do wyraźnych właściwości uwodnienia wodnych roztworów chlorku litu.

Związek jest silnie higroskopijny, a wodne roztwory chlorku litu wykazują niskie równowagowe ciśnienie pary wodnej. W efekcie stężone roztwory mogą pochłaniać znaczne ilości pary wodnej z otaczającego powietrza. Zachowanie to było szeroko badane w pracach nad wymianą ciepła i masy w układach ciekłych osuszaczy.

Stopiony chlorek litu jest cieczą jonową zawierającą ruchliwe jony litu i chlorkowe, a zatem wykazuje przewodnictwo jonowe. Badania elektrochemiczne stopionego LiCl obejmowały osadzanie litu, interkalację litu w materiały elektrodowe oraz inne procesy elektrochemiczne w wysokich temperaturach.

Zastosowania

Chlorek litu jest szeroko badany i stosowany jako wysoce higroskopijna sól nieorganiczna w systemach suszenia i osuszania. Stężone wodne roztwory LiCl mogą działać jako ciekłe osuszacze, pochłaniając parę wodną z powietrza. Badania eksperymentalne analizowały pochłaniacze (absorbery) i regeneratory chlorku litu do kontrolowanych procesów osuszania powietrza.

W elektrochemii i wysokotemperaturowej chemii nieorganicznej chlorek litu jest stosowany jako składnik mediów złożonych ze stopionych soli. Stopione LiCl oraz mieszaniny zawierające LiCl badano jako elektrolity do osadzania elektrochemicznego i otrzymywania metalu litu. Badania nad stopionymi mieszaninami LiCl–KCl, na przykład, wykazały ich zastosowanie jako mediów elektrolitycznych do produkcji litu.

Chlorek litu jest także stosowany jako odczynnik laboratoryjny oraz jako źródło jonów litu i chlorkowych w syntezie chemicznej i badaniach fizykochemicznych. Jego wysoka rozpuszczalność w wodzie sprawia, że jest przydatny do przygotowywania stężonych roztworów elektrolitów zawierających lit oraz do badań oddziaływań jonowych, uwodnienia, struktury roztworu i właściwości termodynamicznych.

W badaniach materiałowych i elektrochemicznych stopiony chlorek litu wykorzystuje się do badania oddziaływań między litem a węglowymi materiałami elektrodowymi. Eksperymenty elektrochemiczne wykazały interkalację litu do grafitu ze stopionego LiCl przed osadzaniem metalicznego litu, co czyni ten układ istotnym dla podstawowych badań elektrochemii litu.

Źródła literaturowe

PubChem, National Center for Biotechnology Information. Lithium Chloride, CID 433294. Compound database providing chemical identity, molecular formula, molar mass, structure, CAS number and physicochemical information.

Fumo, N.; Goswami, D. Y. Study of an aqueous lithium chloride desiccant system: air dehumidification and desiccant regeneration. Solar Energy, 2002, 72(4), 351–361. DOI: 10.1016/S0038-092X(02)00013-0.

Hoh, Y. C.; Chiu, T. M.; Chung, Z. J. Preparation of lithium metal by molten salt electrolysis. In: Production and Electrolysis of Light Metals, 1989, 223–234. DOI: 10.1016/B978-0-08-037295-2.50025-9.

Xu, Q.; Schwandt, C.; Chen, G. Z.; Fray, D. J. Electrochemical investigation of lithium intercalation into graphite from molten lithium chloride. Journal of Electroanalytical Chemistry, 2002, 530, 16–22. DOI: 10.1016/S0022-0728(02)00998-1.

Klasyfikacja CLP:

Zwroty H (zagrożenia):

• H302: Działa szkodliwie po połknięciu.
• H315: Działa drażniąco na skórę.
• H319: Działa drażniąco na oczy.
• H335: Może powodować podrażnienie dróg oddechowych.

Zwroty P (środki ostrożności):

• P264: Dokładnie umyć ręce po użyciu.
• P280: Stosować rękawice ochronne/odzież ochronną/ochronę oczu/ochronę twarzy.
• P301+P312: IF SWALLOWED: Call a POISON CENTER/doctor if you feel unwell.
• P302+P352: IF ON SKIN: Wash with plenty of soap and water.
• P305+P351+P338: IF IN EYES: Rinse cautiously with water for several minutes. Remove contact lenses if present and easy to do. Continue rinsing.
• P337+P313: If eye irritation persists: Get medical advice/attention.
• P501: Zawartość/pojemnik usuwać do uprawnionego odbiorcy odpadów niebezpiecznych lub zwrócić do dostawcy.

Piktogramy GHS:

• GHS07: Szkodliwy