ما هو الليثيوم ؟ معلومات وحقائق عن عنصر الليثيوم
الليثيوم (Li) ، العنصر الكيميائي للمجموعة 1 (Ia) في الجدول الدوري ، مجموعة الفلزات القلوية ، أخف العناصر الصلبة. المعدن نفسه - وهو ناعم وأبيض ولامع - ويتم إنتاج العديد من سبائكه ومركباته على نطاق صناعي.
الخصائص الفيزيائية.
وفقا لمختبر Jefferson National Linear Accelerator Laboratory ، فإن خصائص الليثيوم هي:
- العدد الذري (عدد البروتونات في النواة): 3.
- الرمز الذري (في الجدول الدوري للعناصر): Li.
- الوزن الذري (متوسط كتلة الذرة): 6.941 u.
- الكثافة: 0.534 جرام لكل سنتيمتر مكعب.
- الحالة في درجة حرارة الغرفة: صلبة.
- نقطة الانصهار: 356.9 درجة فهرنهايت (180.5 درجة مئوية).
- نقطة الغليان: 2448 درجة فهرنهايت (1342 درجة مئوية).
- عدد نظائر العناصر الكيميائية (ذرات من نفس العنصر مع عدد مختلف من النيوترونات): 10 ؛ 2 مستقر.
- النظائر الأكثر شيوعا: Li-7 (92.41 بالمائة متوفرة في الطبيعة) ، Li-6 (7.59 بالمائة متوفرة في الطبيعة).
التواجد والإنتاج:
يوجد الليثيوم أيضا في رواسب المياه المالحة وكأملاح في الينابيع المعدنية. تركيزه في مياه البحر هو 0.1 جزء في المليون (جزء في المليون). يوجد الليثيوم أيضا في خامات البغماتيت ، مثل الإسبودومين (LiAlSi2O6) واللبيدوليت (بتركيبة مختلفة) ، أو في خامات الأمبليجونيت (LiAlFPO4) ، بمحتويات Li2O تتراوح بين 4 و 8.5 بالمائة. يشكل حوالي 0.002 في المائة من قشرة الأرض.
الشكل التجاري الرئيسي هو كربونات الليثيوم ، Li2CO3 ، المنتج من الخامات أو المحاليل الملحية بواسطة عدد من العمليات المختلفة. ينتج عن إضافة حمض الهيدروكلوريك (HCl) كلوريد الليثيوم ، وهو المركب المستخدم لإنتاج معدن الليثيوم عن طريق التحليل الكهربائي. ينتج معدن الليثيوم عن طريق التحليل الكهربائي لمزيج مدمج من الليثيوم وكلوريد البوتاسيوم. تسمح نقطة الانصهار المنخفضة للخليط (400-420 درجة مئوية ، أو 750-790 درجة فهرنهايت) مقارنة بنقطة انصهار كلوريد الليثيوم النقي (610 درجة مئوية ، أو 1130 درجة فهرنهايت) بتشغيل درجة حرارة منخفضة للتحليل الكهربائي. نظرا لأن الجهد الذي يحدث عنده تحلل كلوريد الليثيوم أقل من جهد كلوريد البوتاسيوم ، يتم ترسيب الليثيوم عند مستوى نقاء أكبر من 97 بالمائة. تُستخدم أنودات الجرافيت في إنتاج الليثيوم كهربائيا ، بينما تصنع الكاثودات من الفولاذ. يتحد الليثيوم النقي المتشكل عند الكاثود على سطح الإلكتروليت ليشكل تجمعا منصهرا محميا من التفاعل مع الهواء بواسطة طبقة رقيقة من الإلكتروليت.
يُغرف الليثيوم من الخلية ويصب عن طريق سكبه في قالب عند درجة حرارة أعلى بقليل من نقطة الانصهار ، تاركا وراءه الإلكتروليت المتصلب. يتم بعد ذلك إعادة صهر الليثيوم المتصلب ، والمواد غير القابلة للذوبان في المصهور إما تطفو على السطح أو تغرق في قاع وعاء الصهر. تقلل خطوة إعادة الصهر محتوى البوتاسيوم إلى أقل من 100 جزء في المليون. معدن الليثيوم ، الذي يمكن سحبه إلى سلك ولفه إلى صفائح ، أخف من الرصاص ولكنه أقوى من المعادن القلوية الأخرى وله بنية بلورية مكعبة محور الجسم.
يتم إنتاج العديد من سبائك الليثيوم مباشرة عن طريق التحليل الكهربائي للأملاح المنصهرة ، والتي تحتوي على كلوريد الليثيوم في وجود كلوريد ثان ، أو عن طريق استخدام مواد الكاثود التي تتفاعل مع الليثيوم المترسب ، مما يؤدي إلى إدخال عناصر أخرى في المصهور.
المزيد عن الليثيوم:
- بطاريات الليثيوم أيون هي المفتاح للحصول على طاقة خفيفة الوزن وقابلة لإعادة الشحن لأجهزة الكمبيوتر المحمولة والهواتف والأجهزة الرقمية الأخرى.