Литий

Литий, Li, химич. элемент I группы пе-риодич. системы; ат. вес 6,940; порядковый номер 3. Л. в чистом виде—серебристобелый металл; уд. вес 0,534. Л.—самый легкий из металлов; его 186° и t°_KllH. выше 1400°; коэф. линейного расширения 0,00006; теплоемкость (при 0°) 0,785 Cal/кз; теплопроводность (при 0°) 0,71 Cal см/см² ск. °С; теплота плавления 32,8 Cal/кз; электропроводность (при 0°) 11,7 мо/см; коэф. сжимаемости 8,8-10^-6 см²/кг; тве;рдость (по Мосу) 0,6.

Присутствие Л. в составе веществ определяется по яркокрасному окрашиванию пламени, по спектру, для которого характерна 1 красная спектральная линия 670,8 тр и 1 оранжево-желтая линия 610,4 т,и (а в водородном пламени еще 1 голубая линия), а также по образованию белых осадков при действии углекислого аммония или фосфорнонатриевой соли в присутствии, аммиака.

Л.—одновалентный элемент и относится к группе щелочных металлов (Li, Na, К, Rb и Cs); со своими аналогами Л. обнаруживает химия, сходство: все щелочные металлы легко разлагают воду; гидраты их окисей, типа МеОН, и углекислые соли,типа Ме₂С0₃, растворимы в воде. На воздухе Л. загорается при температуре выше 200° и горит ярким белым пламенем. Энергично разлагает воду, но при этом не плавится. В хлоре и в парах брома и иода Л. воспламеняется; будучи накален, горит в углекислом газе. Л. соединяется с азотом уже при обыкновенной температуре; с водородом—только при нагревании. При ί°>200° Л. оказывает сильное восстановительное действие на кремнезем, стекло и фарфор. С элементами К, Na, Са, Mg, AI, Au, Pb, Sb и As Л. образует сплавы определенного состава, а с Sn, Cd и особенно с Hg легко сплавляется в различных соотношениях. Нагретый Л. действует на платину, золото, серебро и железо.

В природе Л. встречается только в соединениях. Он входит в небольших количествах в состав многих минералов. Наиболее богаты литием минералы: евкриптит (10,9— 11,9% Li₂0), сподумен (трифан, 2,9—7,6% Li₂0), петалит (кастор, 1,97—4,15% Li₂0), манандонит (ок. 4% Li₂0), лепидолит (литио-иит, литинистая слюда, 1,43—6,16% Li₂0)— наиболее распространенный из содержащих Л. минералов, полилитионит (9,04% Li₂0), цинвальдит (железистый лепидолит, 1,14 — 5,03% Li_aO), криофиллит (около 4,5% Li₂0), литиофиллит (8,5—9,26%Li₂0), амблигонит (7,10—9,88% Li₂0), криолитионит (5,35% Li, что соответствует 11,52% Li₂0,—самый богатый литием минерал). Присутствие солей Л. обнаружено во многих минеральных водах (в Карлсбадском источнике 2,34 г Li₂0 на 1 000 г воды; в СССР значительное содержание соединений Л. найдено например в воде Красногорских источников по Военносухумской дороге и Индышских источников на Эльбрусе, в морской воде (гл. обр. галоидные соединения Л.), а также во многих растениях (например в табаке, чае, кофе, какао, в обыкновенной и сахарной свекле, в шалфее, в морских водорослях и т. д.) и в органах высших животных: в печени, почках, селезенке, легких, в крови, в молоке.

Месторождения литиевых минералов известны: в 3. Австралии, в С. Америке (Канада, Ю. Дакота, Калифорния), в 3. Европе (Саксония, Швеция, Чехо-Словакия, Франция, Испания) и в СССР (на Урале— лепидолит, криолитионит, на С. е— петалит, в бывшей Ферганской области и в Сибири—цинвальдит и лепидолит).

Из названных выше минералов непосредственное применение в промышленности находят главн. обр. амблигонит и лепидолит, употребляемые для изготовления опаловых стекол, флинтгласа, а также нек-рых сортов эмали и глазури; лепидолит применяется также для различных поделок, а прозрачные разности сподумена—гиденит (зеленого цвета) и кунцит (фиолетового цвета)—относятся к числу драгоценных камней.

Для получения чистых соединений Л. из минералов применяется несколько способов, из которых технич. значение имеет обработка тонко измельченного и б. ч. предварительно сплавленного минерала (главн. обр. лепидолита) крепкой соляной или серной кислотой, после чего производится отделение солей щелочных металлов от соединений всех остальных металлов и от кремнезема выщелачиванием водой, прокаливанием, окислением и осаждением различными реактивами; наконец литий отделяют от других щелочных металлов или в виде углекислой соли, пользуясь ее малой растворимостью в воде, или в виде хлористого Л., пользуясь его растворимостью в е и эфире С¹,²].

Металлический Л. получается путем электролиза расплавленной смеси бромистого Л. с 10—15% хлористого Л. и 20% хлористого калия. Вследствие дороговизны металлич. Л. не находит до сих пор постоянного прак-тич. применения, но за последнее время удешевление его производства^—99%-ныйме-таллический Л. стоит около 60 долл, за кг)· дает возможность этому металлу приобрести некоторое промышленное значение. Наибольший практический интерес представляют сплавы Л. с алюминием, обладающие более высокой твердостью, чем чистый А1, но имеющие тот недостаток, что они легко корродируют. Например сплав состава: 97,6% А1 + 2,0% Си+0,4% Li, после закалки (500°) и отжига (< 100°), приобретает твердость выше 80 по Бринелю.

Соединения Л. С кислородом литий образует два соединения: Li₂0—окись Л., образующуюся при сгорании Л. на воздухе, а также при прокаливании нек-рых солей Л., и применяемую при приготовлении фотографии. проявителей, и Li₂0₂—п e р е к и с ь Л., получаемую при действии перекиси водорода на водный раствор гидрата окиси Л. Гидрат окиси Л., LiOH,—белая кри-сталлич. масса, образуется при растворении Li₂0 в воде и при действии гашеной извести на углекислый Л. В воде LiOH растворяется плохо; из растворов в водном е он выделяется в виде кристаллического гидрата— LiOH-H₂0. По своим химическим свойствам LiOH—довольно сильное основание, однако более слабое, чем NaOH и КОН; в последнее время применяется в щелочных аккумуляторах Эдисона для повышения их емкости. При красном калении LiOH разлагается по уравнению:

2 Li0H=Li20+H20.

Азотистый Л., или нитрид Л., NLi₃,. при действии воды, а также водорода, образует аммиак; во втором случае получается также водородистый Л., LiH; последний с азотом снова- дает NLi₃ и аммиак:

Жл₃+ЗН₂=ГШ₃+31лН;

3LiH+N₂=NLi₃+NH₃.

Азотистый Л. предложен в качестве катализатора при промышленном синтезе аммиака. Соли Л. применяются в медицине, при изготовлении искусственных минеральных вод, в пиротехнике, фотографии, рентгенографии и для изготовления химич. препаратов. Физиологии, действие иона Li сходно’ с действием К-иона. Наиболее важными из солей лития являются следующие. Углекислый Л., Li₂C0₃, трудно растворимый в воде (в 100 в ч. воды при 10° растворяются. 1,406 в ч. этой соли); с повышением t° рас творимость Li₂C0₃ падает. При накаливании 1л₂С0₃ разлагается на Li₂0 и С0₂. В расплавленном виде углекислый Л. сильно действует на платину, серебро и фарфор. Слабая растворимость в воде в значительной степени мешает широкому применению Li₂C0₃в медицинской практике; Li₂C0₃ является исходным материалом для получения других соединений Л. и применяется для изготовления светящихся составов. Фосфорнокислый Л., Li₃P0₄, также трудно растворим в воде (1 вес. ч. в 2 539 вес. ч. воды). Он выделяется в виде белого кристаллич. осадка из растворов соединений Л. под действием фосфорионатриевой соли в присутствии аммиака. Эта реакция служит для открытия, а иногда и для отделения лития. Для той же цели может служить образование труднорастворимого в воде фтористого Л., LiF. Другие галоидные соединения лития представляют собою хорошо растворимые и очень гигроскопичные кристаллическ. порошки, применяемые в медицине. Из них хлористый Л., LiCl, растворим в абсолютном е, амиловом голе, глицерине и ацетоне; растворимость в е способствует применению LiCl для отделения Л. от К и Na, аналогичные соединения которых в е не растворяются. LiCl применяется также при изготовлении искусственных минеральных вод, в фотографии и при паянии алюминия. Бромистый и йодистый Л., LiBr и LiJ, также растворимые в е, применяются гл. образом в фотографии и в медицине (как средства, растворяющие мочевую кислоту); с а л и ц и л о в о к и с л ы и Л., LiC₇H_s0₃, и лимоннокислый Л., ЫС₆Н₇0₇{смесь его с пиперазином называется л и-т и о п и п е р а з и н о м), применяются для тех же целей.

По количеству добываемых литиевых соединений первое место занимают Германия и США. В среднем ежегодная мировая добыча солей Л. не превышает нескольких десятков т. Годовое потребление Л. в СССР (гл. обр. для фармацевтич. целей)—ок. 1 т.

Лит.: 1) Г. П. 207845/08; 2) г. П. 413723/24; Миронов, Литий, Годовой оОзор минер, ресурсов СССР за 1926/27 годах, Л., 1928; Менделеев Д. И., Основы химии, 9 изд., т. 2, М.—Л., 1928; Оствальд В., Основы неорганич. химии, пер. с нем., 2 изд., М., 1914; С ы р о к о м с к и и В. С., Применение редких элементов в промышленности, П., 1919;×л один В. Г., «НИ», 1927, т. 2, стр. 213—226; dim. Enz., 1 Aullage, В. 7, р. 627; G m e 1 i n’ s Handbuoli d. anorgan. Chemie, 8 Aufl., B., 1929; Ephraim F., Anorganische Chemie, 4 Aufl., Dresden— Leipzig, 1929; Ausbeutung d. Vorkommen v.Lithium-mineralien, «Chem. Industrie», Berlin, 1927, 1, p. 40; Lincoln F. Ch., Lithium Production from Manitoba, «Min.-Journ.», London, 1927, v, 159, 4816, p. 1027; Kegelsberger F., Chemisehe Techno-logie d. Leichtmetalle und ihrer Legierungen, Leipzig, 1926. В. Гор ш еш ников.