هيدروكسيد الليثيوم – LiOH

في الكيمياء إن مركب هيدروكسيد الليثيوم وفي الإنجليزية (lithium hydroxide)، عبارة عن مركب غير عضوي يتكون من عنصر الهيدروجين وعنصر الليثيوم وعنصر الأكسجين، ويمتلك الصيغة الكيميائية التالية: (LiOH)، ويظهر المحلول منه على صورة سائل نقي إلى الماء الأبيض وقد يمتلك رائحة نفاذة، علما أنه قد يتسبب التلامس بحدوث تهيجًا شديدًا لكلا من الجلد والعينين بالإضافة إلى الأغشية المخاطية، وقد تكون سامة عن طريق الابتلاع والاستنشاق وامتصاص الجلد، كما ويتم استخدامه من أجل صنع مواد كيميائية أخرى، وهيدروكسيد الليثيوم هو عبارة عن هيدروكسيد فلزي قلوي.

هيدروكسيد الليثيوم

• هيدروكسيد الليثيوم هو عبارة عن بلورات صغيرة عديمة اللون، وهي أكثر كثافة من الماء، وقد يسبب التلامس تهيجًا شديدًا للجلد والعينين والأغشية المخاطية، وهو سام عن طريق الابتلاع والاستنشاق وامتصاص الجلد، ويستخدم في صناعة بطاريات التخزين الكهربائية، والصابون، ومواد التشحيم.

• يستخدم مركب هيدروكسيد الليثيوم بشكل أساسي في إنتاج شحوم التزليق التي يمكن أن تعمل في ظل الظروف القاسية لدرجة الحرارة والحمل، وما يقرب من 70٪ من شحوم التزليق المنتجة في العالم تحتوي على الليثيوم، ويستخدم هيدروكسيد الليثيوم أيضًا في البطاريات والأصباغ.

• تنتج شركة إس كيو إم هيدروكسيد الليثيوم في مصنعها سالار ديل كارمن بالقرب من أنتوفاغاستا، تشيلي من كربونات الليثيوم التي يتم إنتاجها في نفس المصنع، ويتم إنشاء هيدروكسيد الليثيوم بشكل عام عن طريق تفاعل معدن الليثيوم أو هيدريد الليثيوم (LiH) مع الماء (H2O)، والشكل الكيميائي المستقر في درجة حرارة الغرفة هو أحادي الهيدرات (LiOH.H2O) غير اللامع.

• حيث أنه يفقد الماء المتبلور من أجل تكوين أنهيدريد هيدروكسيد الليثيوم (LiOH) تقريبًا فوق درجة حرارة مقدارها 423 كلفن (أي ما مقداره 150 درجة مئوية) بالتسخين ثم يذوب عند درجة حرارة مقدارها 735 كلفن (أي ما مقداره 462 درجة مئوية)، وهو أعلى من درجة حرارة انصهار هيدروكسيد الصوديوم أو هيدروكسيد البوتاسيوم (KOH)، ومع ذلك فإنه يتحلل هيدروكسيد الليثيوم فقط إلى أكسيد الليثيوم (Li2O) وماء عن طريق زيادة التسخين بشكل مختلف عن الهيدروكسيدات القلوية الأخرى.

• إن الخصائص الكيميائية الكلية لهيدروكسيد الليثيوم معتدلة نسبيًا وتشبه إلى حد ما هيدروكسيدات الأرض القلوية من الهيدروكسيدات القلوية الأخرى، ولذلك فإن التعامل معه ليس صعبًا، على الرغم من أنه يمتص بقوة ثاني أكسيد الكربون في الهواء، وعلى الرغم من اختلاف قيم تغيرات الطاقة الحرة القياسية في جيبس ​​عندما يذوب هيدروكسيد الليثيوم فإن الاختلافات ليست كبيرة وقد لا تكون مهمة جدًا للمناقشة النوعية.

معلومات عامة عن هيدروكسيد الليثيوم

• يُظهر الليثيوم تشابه في العديد من خصائصه مع المعادن القلوية الأكثر انتشارا مثل معدن الصوديوم ومعدن البوتاسيوم، ولذا فإن معدن الليثيوم الذي يطفو على الماء يكون شديد التفاعل معه ويعمل على تشكيل محاليل هيدروكسيد قوية، مما ينتج كلا من مركب هيدروكسيد الليثيوم (LiOH) وغاز الهيدروجين.

• إن مركب هيدروكسيد الليثيوم عبارة عن مركب غير عضوي، يمتلك الصيغة الكيميائية التالية (LiOH. (H2O)n)، علما أن كلا من الشكلين اللامائي والمائي هما عبارة عن مواد صلبة بيضاء ماصة للرطوبة، وهي أيضا قابلة للذوبان في الماء وقابلة للذوبان بشكل قليل جدا في الإيثانول، وكلاهما متاح تجاريا، بينما يتم تصنيفه على أنه قاعدة قوية فإن يعد أضعف هيدروكسيد فلز قلوي معروف.

• غالبًا ما يتم إنتاج مركب هيدروكسيد الليثيوم صناعيًا من كربونات الليثيوم في تفاعل التبادل مع هيدروكسيد الكالسيوم كما في التفاعل التالي:

Li2CO3 + Ca (OH) 2 → 2 LiOH + CaCO3

• علما أنه يتم تجفيف الهيدرات المنتج مبدئيًا من خلال عملية التسخين تحت التفريغ حتى درجة حرارة مقدارها 180 درجة مئوية.

• ويتم إنتاج هيدروكسيد الليثيوم عن طريق كبريتات الليثيوم حيث أنه يتضمن المسار البديل وسيطة كبريتات الليثيوم كما في المعادلات التالية:

α-spodumene → β-spodumene

β-spodumene + CaO → Li₂O + …

Li₂O + H₂SO₄ → Li₂SO₄ + H₂O

Li₂SO₄ + 2 NaOH → Na₂SO₄ + 2 LiOH

• علما أن المنتجات الثانوية الرئيسية هي كلا من الجبس وكبريتات الصوديوم، والتي تمتلك بعض القيمة السوقية.

تطبيقات هيدروكسيد الليثيوم

• في التشحيم وفي بطاريات ليثيوم أيون حيث أنه يستهلك هيدروكسيد الليثيوم بشكل أساسي في إنتاج مواد الكاثود لبطاريات الليثيوم أيون مثل أكسيد الكوبالت الليثيوم (LiCoO2) وفوسفات الحديد الليثيوم.

• تنقية غاز ثاني أكسيد الكربون حيث يستخدم هيدروكسيد الليثيوم في أنظمة تنقية غازات التنفس للمركبات الفضائية والغواصات وأجهزة إعادة التنفس من أجل إزالة ثاني أكسيد الكربون من غاز الزفير من خلال إنتاج كربونات الليثيوم والماء كما في التالي:

2 LiOH • H2O + CO2 → Li2CO3 + 3 H2O

أو

2 LiOH + CO2 → Li2CO3 + H2O

• يعتبر هيدروكسيد الليثيوم مع كربونات الليثيوم من الوسائط الرئيسية المستخدمة في إنتاج مركبات الليثيوم الأخرى، ويتضح من استخدامه في إنتاج فلوريد الليثيوم:

LiOH + HF → LiF + H2O