Литий гидрид (LiH), литий һәм водородтан торган гади бинар кушылма, туры формулага карамастан, мөһим фәнни-сәнәгать әһәмияте материалы булып тора. Каты, зәңгәрсу-ак кристалллар булып күренгән бу органик булмаган тоз химик реактивлыкның һәм физик үзлекләрнең уникаль комбинациясенә ия, алар төрле химик синтездан алып заманча космик технологиягә кадәр төрле һәм еш критик кулланмаларда үз ролен тәэмин иттеләр. Аның лаборатория кызыксынуыннан алдынгы технологияләр бирә торган материалга сәяхәте аның искиткеч файдалы булуын күрсәтә.
Фундаменталь үзенчәлекләр һәм эшкәртү
Литий гидриды аның эретү ноктасы (якынча 680 ° C) һәм түбән тыгызлыгы (якынча 0,78 г / см³) белән аерылып тора, аны иң җиңел ион кушылмаларының берсе итә. Ул куб таш-тоз структурасында кристаллаша. Ләкин, аның иң билгеләүче характеристикасы, һәм аны эшкәртү таләпләренең төп факторы - аның дым белән экстремаль реактивлыгы. LiH бик гигроскопик һәм дымда янып тора. Су яки хәтта атмосфера дымы белән контактта ул көчле һәм экзотермик реакция кичерә: LiH + H₂O → LiOH + H₂. Бу реакция водород газын тиз арада азат итә, ул бик янып тора һәм контрольдә тотылмаса, зур шартлау куркынычы тудыра. Димәк, LiH каты инерт шартларында эшкәртелергә һәм сакланырга тиеш, гадәттә коры аргон яки азот атмосферасында, перчаткалар яки Шленк сызыклары кебек махсус техниканы кулланып. Бу табигый реактивлык, эшкәртү проблемасы булса да, аның күп файдалы чыганагы булып тора.
Төп сәнәгать һәм химик кушымталар
1. Комплекслы гидридлар өчен прекурсор: LiH-ның иң мөһим сәнәгать кулланышларының берсе - Литий Алюминий Гидрид (LiAlH₄) җитештерү өчен төп башлангыч материал, органик һәм органик булмаган химиядә нигез ташы реагенты. LiAlH₄ эфир эреткечләрендә алюминий хлорид (AlCl₃) белән реакциядә синтезланган. LiAlH₄ үзе - бик көчле һәм күпкырлы киметүче агент, карбонил төркемнәрен, карбоксил кислоталарын, эфирларны һәм фармацевтика, яхшы химикатлар, полимер җитештерүдә бик күп функциональ төркемнәрне киметү өчен алыштыргысыз. LiH булмаса, LiAlH₄ның экономик зур масштаблы синтезы файдасыз булыр иде.
2.Силан җитештерү: LiH ярымүткәргеч җайланмаларда һәм кояш күзәнәкләрендә кулланылган ультра саф кремнийның төп прекурсоры силан (SiH₄) синтезында мөһим роль уйный. Беренчел сәнәгать маршруты LiHның кремний тетрахлорид (SiCl₄) белән реакциясен үз эченә ала: 4 LiH + SiCl₄ → SiH₄ + 4 LiCl. Силанның югары чисталык таләпләре бу LiH нигезендәге процессны электроника һәм фотоволтаика тармагы өчен мөһим итә.
3. Көчле киметү агенты: Турыдан-туры LiH органик һәм органик булмаган синтезда көчле киметүче агент булып хезмәт итә. Аның көчле киметү көче (стандарт кыскарту потенциалы ~ -2,25 V) аңа төрле металл оксидларын, галидларны һәм туенмаган органик кушылмаларны югары температура шартларында яки эретүче системаларда киметергә мөмкинлек бирә. Бу металл гидридлар ясау яки йомшак реагентлар эшләмәгән функциональ төркемнәрне киметү өчен аеруча файдалы.
4. Органик синтезда конденсатор агенты: LiH куллануны конденсатор агенты буларак таба, аеруча Кноевенгел конденсациясе яки алдол тибындагы реакцияләрдә. Ул кислоталы субстратларны депротонатлау өчен нигез булып эшли, углерод-углерод бәйләнешен җиңеләйтә. Аның өстенлеге еш кына сайлап алуда һәм продукт буларак формалашкан литий тозларының эрүчәнлегендә тора.
5. Көчле водород чыганагы: LiHның водород газын чыгару өчен су белән булган көчле реакциясе аны водородның көчле чыганагы итеп җәлеп итә. Бу мөлкәт ягулык күзәнәкләре кебек кушымталар өчен тикшерелде (аеруча оя, югары энергия тыгызлыгы таләпләре өчен), гадәттән тыш инфляторлар, контроль чыгару мөмкин булган лаборатория масштаблы водород җитештерү. Реакция кинетикасы, җылылык белән идарә итү, литий гидроксид продуктының авырлыгы белән бәйле проблемалар бар, авырлыгы буенча югары водород саклау сыйфаты (LiH H₂O аша чыгарыла торган ~ 12,6 вт% H₂) билгеле сценарийлар өчен аеруча кысылган газ белән чагыштырганда көчле булып кала.
Алга киткән материал кушымталары: саклау һәм энергия саклау
1. Lightиңел атомнан саклану материалы: Химик реактивлыктан тыш, LiH атом куллану өчен гаҗәеп физик үзенчәлекләргә ия. Аның аз атом саны составы (литий һәм водород) аны iLi (n, α) ³H тарту реакциясе һәм протон тарату аша җылылык нейтроннарын модераторлауда һәм үзләштерүдә бик эффектив итә. Иң мөһиме, аның бик тыгызлыгы аны җиңел атом саклаучы материалга әйләндерә, авырлык материалларында кургаш яки бетон кебек традицион материаллардан зур өстенлекләр тәкъдим итә. Бу аеруча аэрокосмоста (космик корабль электроникасын һәм экипажны саклый), көчле нейтрон чыганакларда, массаны киметү иң мөһиме булган атом ташу өчен бик кыйммәт. LiH атом реакцияләре тудырган нурланыштан, аеруча нейтрон нурланышыннан эффектив саклый.
2. Космик энергия системалары өчен җылылык энергиясен саклау: Бәлки, иң футуристик һәм актив тикшерелгән кушымта - космик энергия системалары өчен җылылык энергиясен саклау өчен LiH куллану. Алга киткән космик миссияләр, аеруча Кояштан ерак урнашканнар (мәсәлән, тышкы планеталарга яки ай полюсларына кадәр), кояш нурларыннан бәйсез нык электр системалары таләп итәләр. Радиоизотоп термоэлектрик генераторлары (РТГ) черү радиоизотопларыннан (Плутоний-238 кебек) җылылыкны электрга әйләндерәләр. LiH бу системалар белән интеграцияләнгән җылылык энергиясен саклау (TES) материалы буларак тикшерелә. Принцип LiH-ның бик югары яшерен кушылу җылысын куллана (эретү ноктасы ~ 680 ° C, кушылу җылылыгы 50 2950 J / g - NaCl яки кояш тозлары кебек гади тозлардан шактый югарырак). Эретелгән LiH "зарядка" вакытында РТГдан бик күп җылылык сеңдерә ала. Тотылу чорында яки көчнең иң зур таләбе вакытында, сакланган җылылык LiH ныгыган вакытта чыгарыла, термоэлектрик конвертерлар өчен тотрыклы температураны саклый һәм төп җылылык чыганагы үзгәргәндә дә, караңгылыкта да өзлексез, ышанычлы электр энергиясен чыгаруны тәэмин итә. Тикшеренүләр контейнер материаллары белән туры килүгә, җылылык велосипедында озак вакытлы тотрыклылыкка, каты космик мохиттә максималь эффективлык һәм ышанычлылык өчен система дизайнын оптимальләштерүгә юнәлтелгән. NASA һәм башка космик агентлыклар LiH нигезендәге TESны озак вакыт тирән космик разведка һәм ай өслеге операцияләре өчен критик мөмкинлек бирүче технология дип саныйлар.
Өстәмә ярдәм: Десикант үзенчәлекләре
LiH су белән тыгыз бәйләнешен кулланып, газны һәм эреткечләрне киптерү өчен бик яхшы дезикант булып эшли, бик түбән дым дәрәҗәсен таләп итә. Ләкин, аның су белән кире кайтарылгысыз реакциясе (LiH куллану һәм H₂ газы һәм LiOH җитештерү) һәм аңа бәйле куркынычлар, гадәттә, молекуляр алакалар яки фосфор пентоксиды кебек уртак десикантлар җитмәгән очракта, яки реактивлыгы ике максатка хезмәт иткәндә кулланыла.
Литий гидрид, үзенчәлекле зәңгәрсу-ак кристалллары һәм дымга көчле реактивлыгы белән, гади химик кушылмадан күпкә артыграк. Бу литий алюминий гидрид һәм силан кебек мөһим реагентлар өчен алыштыргысыз сәнәгать прекурсоры, синтезда көчле туры редуктив һәм конденсатор агенты, һәм көчле водород чыганагы. Традицион химиядән тыш, аның уникаль физик үзлекләре - аеруча аз тыгызлык һәм югары водород / литий составы - аны алдынгы технологик өлкәләргә этәрде. Ул атом нурланышына каршы критик җиңел калкан булып хезмәт итә һәм хәзерге вакытта югары тыгызлыктагы җылылык энергиясен саклау аша киләсе буын космик энергия системаларын эшләтеп җибәрү өчен беренче урында тора. Пирофорик табигате аркасында сакчыл эшкәртү таләп ителсә дә, литий гидридның күпкырлы файдалы булуы фәнни-техник дисциплиналарның киң спектрында, лаборатория эскәмиясеннән планеталар киңлеге тирәнлегенә кадәр актуальлеген тәэмин итә. Аның химик производствода булышу һәм космик разведка пионеры булудагы роле аның югары энергия тыгызлыгы һәм уникаль функциональ материал буларак ныклы кыйммәтен күрсәтә.
Пост вакыты: 30-2025 июль