Lityum gidridi (LiH), litiýden we wodoroddan ybarat ýönekeý ikilik birleşmesi, gönümel formulasyna garamazdan möhüm ylmy we önümçilik ähmiýetli material bolup durýar. Gaty, gök-ak kristallar ýaly görünýän bu organiki däl duz, himiki reaktiwligiň we fiziki häsiýetleriň ajaýyp kombinasiýasyna eýe bolup, dürli himiki sintezden başlap, häzirki zaman kosmos tehnologiýasyna çenli dürli we köplenç möhüm goşundylarda roluny üpjün etdi. Laboratoriýa bilesigelijiliginden ösen tehnologiýalary üpjün edýän materiala syýahat etmegi onuň ajaýyp peýdalydygyny görkezýär.
Esasy häsiýetler we pikirler
Lityý gidridi ýokary ereýän nokady (takmynan 680 ° C) we pes dykyzlygy (0.78 g / sm³ töweregi) bilen häsiýetlendirilýär we ony iň ýeňil ion birleşmeleriniň birine öwürýär. Kub gaýa-duz gurluşynda kristallaşýar. Şeýle-de bolsa, iň kesgitleýji häsiýeti we işlemek talaplarynyň esasy faktory, çyglylyk bilen aşa reaktiwligi. LiH ýokary gigroskopiki we çyglylykda ýangyjydyr. Suw ýa-da atmosfera çyglylygy bilen kontaktda güýçli we ekzotermiki reaksiýa bolýar: LiH + H₂O → LiOH + H₂. Bu reaksiýa ýokary ýangyjy we gözegçilik edilmese uly partlama howpuny döredýän wodorod gazyny çalt boşadýar. Netijede, LiH ellik gutusy ýa-da Şlenk çyzyklary ýaly ýöriteleşdirilen usullary ulanyp, gaty gury inert şertlerinde, gury argon ýa-da azot atmosferasynda işlenmeli we saklanmalydyr. Bu mahsus reaktiwlik, kynçylyk bilen bir hatarda, peýdalylygynyň köp çeşmesidir.
Esasy senagat we himiki goşundylar
1. Çylşyrymly gidridler üçin deslapky görkeziji: LiH-iň iň möhüm senagat ulanyşlaryndan biri, organiki we organiki däl himiýada esasy reagent bolan Lityum Alýumin Gidridini (LiAlH₄) öndürmek üçin zerur başlangyç materialdyr. LiAlH₄, LiH-ni efir erginlerinde alýumin hlorid (AlCl₃) bilen reaksiýa etmek arkaly sintez edilýär. LiAlH₄-iň özi, derman, nepis himiýa we polimer önümçiliginde karbonil toparlaryny, karboksil turşulyklaryny, efirleri we beýleki köp sanly toparlary azaltmak üçin zerur bolan gaty güýçli we köpugurly peseldiji serişdedir. LiH bolmasa, LiAlH₄-iň tygşytly uly sintezi amatsyz bolardy.
2.Silane önümçiligi: icarymgeçiriji enjamlarda we gün öýjüklerinde ulanylýan ultra-arassa kremniniň esasy başlangyjy bolan silanyň (SiH₄) sintezinde LiH möhüm rol oýnaýar. Esasy senagat ugry, LiH-iň kremniy tetrahlorid (SiCl₄) bilen reaksiýasyny öz içine alýar: 4 LiH + SiCl₄ → SiH₄ + 4 LiCl. Silanyň ýokary arassalygy talaplary, LiH esasly prosesi elektronika we fotoelektrik pudagy üçin möhüm edýär.
3. Güýçli azaltma serişdesi: Göni, LiH organiki we organiki däl sintezde güýçli peseldiji serişde bolup hyzmat edýär. Güýçli peseldiji güýji (standart peseltmek potensialy ~ -2,25 V), ýokary temperatura şertlerinde ýa-da belli bir çözüji ulgamlarda dürli metal oksidlerini, halidleri we doýmadyk organiki birleşmeleri azaltmaga mümkinçilik berýär. Metal gidridleri öndürmek ýa-da has ýumşak reagentleriň şowsuz bolan az elýeterli funksional toparlaryny azaltmak üçin aýratyn peýdalydyr.
4. Organiki sintezdäki kondensasiýa serişdesi: LiH, esasanam Knoevenagel kondensasiýasy ýa-da aldol görnüşli reaksiýalarda kondensasiýa serişdesi hökmünde amaly tapýar. Kömürturşy gazynyň emele gelmegini aňsatlaşdyrýan kislotaly substratlary deprotonat etmek üçin esas bolup biler. Onuň artykmaçlygy köplenç saýlanyşynda we önüm hökmünde emele gelen litiý duzlarynyň erginliginde bolýar.
5. Göçme wodorod çeşmesi: LiH-iň wodorod gazyny öndürmek üçin güýçli reaksiýasy wodorodyň göçme çeşmesi hökmünde özüne çekiji kandidat edýär. Bu emläk ýangyç öýjükleri (esasanam ýer, ýokary energiýa dykyzlygy talaplary üçin), gyssagly inflýatorlar we gözegçilik astynda goýberilmegi mümkin bolan laboratoriýa ölçegli wodorod öndürmek ýaly programmalar üçin öwrenildi. Reaksiýa kinetikasy, ýylylygy dolandyrmak we litiý gidroksid önüminiň agramy bilen baglanyşykly kynçylyklar bar bolsa, agramy boýunça ýokary wodorod saklaýyş kuwwaty (LiH H₂O arkaly goýberilip bilinýän ~ 12,6 wt% H₂) aýratyn ssenariýalar üçin, esasanam gysylan gaz bilen deňeşdirilende, hökmany bolup galýar.
Ösen material goşundylary: Gorag we energiýa ammary
1. lighteňil ýadro gorag materialy: Himiki reaktiwliginden başga, LiH ýadro enjamlary üçin ajaýyp fiziki aýratynlyklara eýe. Az atom mukdary düzümi (litiý we wodorod) ýylylyk neýtronlaryny ⁶Li (n, α) ³H tutmak reaksiýasy we proton dargamak arkaly ýokary derejede täsir edýär. Iň möhümi, gaty pes dykyzlygy ony ýeňil ýadro gorag materialyna öwürýär we agyrlyk ähmiýetli goşundylarda gurşun ýa-da beton ýaly adaty materiallardan ep-esli artykmaçlygy hödürleýär. Bu, esasanam, howa giňişliginde (kosmos gämileriniň elektronikasyny we ekipa .yny goraýar), göçme neýtron çeşmelerinde we massany azaltmagyň iň möhümi bolan ýadro transport gämilerinde has möhümdir. LiH ýadro reaksiýalary, esasanam neýtron şöhleleri bilen döredilen radiasiýadan netijeli goraýar.
2. Kosmos energiýa ulgamlary üçin termiki energiýa saklanyşy: Iň geljegi uly we işjeň gözlenýän programma, kosmos elektrik ulgamlary üçin ýylylyk energiýasyny saklamak üçin LiH-ni ulanmakdyr. Ösen kosmos missiýalary, esasanam Günden uzakda ýerleşýänler (mysal üçin, daşarky planetalara ýa-da uzak gije Aý polýuslaryna) gün şöhlelerinden garaşsyz güýçli elektrik ulgamlaryny talap edýär. Radioizotop termoelektrik generatorlary (RTG) ýylylygy çüýrän radioizotoplardan (Plutonium-238 ýaly) ýylylygy elektrik toguna öwürýär. LiH bu ulgamlar bilen birleşdirilen ýylylyk energiýasyny saklaýyş (TES) materialy hökmünde derňelýär. Principleörelge LiH-iň aşa ýokary gizlin birleşmegini (eriş nokady ~ 680 ° C, birleşmegiň ýylylygy ~ 2950 J / g - NaCl ýa-da gün duzlary ýaly umumy duzlardan ep-esli ýokary) ulanýar. Eredilen LiH “zarýad bermek” wagtynda RTG-den köp mukdarda ýylylygy siňdirip biler. Gün tutulma döwürlerinde ýa-da iň ýokary güýç isleginde, termoelektrik öwrüjiler üçin durnukly temperaturany saklaýan we esasy ýylylyk çeşmesi üýtgese-de ýa-da garaňky garaňkylykda LiH berkleşip, saklanýan ýylylyk goýberilýär. Gözleg, esasy materiallar bilen utgaşyklyga, termiki welosiped sürmekde uzak möhletli durnuklylyga we agyr kosmos şertlerinde iň ýokary netijelilik we ygtybarlylyk üçin ulgam dizaýnyny optimizirlemäge gönükdirilendir. NASA we beýleki kosmos agentlikleri LiH esasly TES-i uzak wagtlap çuňňur kosmos gözlegleri we Aý üst üstündäki amallar üçin möhüm tehnologiýa hökmünde görýärler.
Goşmaça peýdalylyk: Desiccant häsiýetleri
LiH, suwa bolan ýakynlygyndan peýdalanyp, aşa pes çyglylygy talap edýän ýokary ýöriteleşdirilen programmalarda gazlary we erginleri guratmak üçin ajaýyp desant hökmünde işleýär. Şeýle-de bolsa, onuň suw bilen yzyna gaýtaryp bolmajak reaksiýasy (LiH sarp etmek we H₂ gazy we LiOH öndürmek) we şuňa meňzeş howplar, adatça, diňe molekulýar elekler ýa-da fosfor pentoksidi ýaly umumy desikantlar ýeterlik bolmadyk ýerde ýa-da reaktiwligi iki maksatly hyzmat edilende ulanylýar.
Özboluşly gök-ak kristallary we çyglylyga güýçli reaktiwligi bilen litiý gidridi ýönekeý himiki birleşmeden has ýokarydyr. Lityum alýuminiý gidrid we silan ýaly wajyp reagentler, sintezde güýçli göni reduktor we kondensasiýa serişdesi we göçme wodorodyň çeşmesi bolup durýar. Adaty himiýadan başga-da, özboluşly fiziki aýratynlyklary - esasanam pes dykyzlygy we ýokary wodorod / litiý düzümi utgaşmasy ony ösen tehnologiki ugurlara iterdi. Nuclearadro şöhlelenmesine garşy möhüm ýeňil galkan bolup hyzmat edýär we häzirki wagtda ýokary dykyzlykly ýylylyk energiýasy arkaly indiki nesil kosmos energiýa ulgamlaryny işletmek üçin gözlegleriň başynda durýar. Piroforiki tebigaty sebäpli seresaply işlemegi talap etmek bilen, litiý gidridiniň köptaraply peýdasy, laboratoriýa skameýkasyndan planetalar giňişliginiň çuňlugyna çenli ylmy we in engineeringenerçilik dersleriniň ep-esli spektrinde dowamlylygyny üpjün edýär. Esasy himiýa önümçiligini goldamakda we kosmos gözleginde öňdebaryjy orny, ýokary energiýa dykyzlygy we üýtgeşik işleýiş materialy hökmünde onuň dowamly bahasyny görkezýär.
Iş wagty: Iýul-30-2025