Lithiumhydrid

aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie
Wechseln zu: Navigation, Suche
Kristallstruktur
Struktur von Lithiumhydrid
__ Li+     __ H
Allgemeines
Name Lithiumhydrid
Verhältnisformel LiH
CAS-Nummer 7580-67-8
Kurzbeschreibung

weißer Feststoff[1]

Eigenschaften
Molare Masse 7,95 g·mol−1
Aggregatzustand

fest

Dichte

0,76 g·cm−3[1]

Schmelzpunkt

688 °C[1]

Löslichkeit

reagiert heftig mit Wasser[1]

Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung [2]
02 – Leicht-/Hochentzündlich 05 – Ätzend 06 – Giftig oder sehr giftig

Gefahr

H- und P-Sätze H: 260​‐​301​‐​314
P: 223​‐​231+232​‐​280​‐​301+310​‐​370+378​‐​422Vorlage:P-Sätze/Wartung/mehr als 5 Sätze [2]
EU-Gefahrstoffkennzeichnung [3][1]
Leichtentzündlich Giftig
Leicht-
entzündlich
Giftig
(F) (T)
R- und S-Sätze R: 14/15​‐​25​‐​35
S: 26​‐​36/37/39​‐​43​‐​45
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.
Vorlage:Infobox Chemikalie/Summenformelsuche nicht möglich

Lithiumhydrid LiH ist eine salzartige chemische Verbindung von Lithium und Wasserstoff. Da es sehr leicht und stabil ist, stellt es einen hervorragenden Wasserstoffspeicher mit einer Kapazität von 2,8 m3 Wasserstoff pro Kilogramm dar. Der Wasserstoff kann durch Reaktion mit Wasser freigesetzt werden.[4]

Gewinnung und Darstellung[Bearbeiten]

Lithiumhydrid wird durch die Umsetzung von flüssigem metallischem Lithium mit molekularem Wasserstoff bei 600 °C hergestellt.[4]

\mathrm{2 \ Li + H_2 \ \xrightarrow{600\ ^{\circ}C} \ 2 \ LiH}

Eigenschaften[Bearbeiten]

Physikalische Eigenschaften[Bearbeiten]

Lithiumhydrid ist ein weißes bis graues, brennbares Pulver, das mit einer Dichte von 0,76 g/cm3 einer der leichtesten nicht porösen Feststoffe ist. Es schmilzt bei 688 °C.[1] Die Bildungsenthalpie beträgt −90,43 kJ/mol.[5]

Chemische Eigenschaften[Bearbeiten]

Lithiumhydrid ist brennbar, reagiert also mit elementarem Sauerstoff. Dabei entsteht Lithiumhydroxid:[1]

\mathrm{2 \ LiH + O_2 \longrightarrow 2 \ LiOH}

Es reagiert mit Wasser, Säuren und Basen unter Freisetzung von Wasserstoff:[4]

\mathrm{LiH + H_2O \longrightarrow LiOH + H_2}
\mathrm{LiH + HCl \longrightarrow LiCl + H_2}
\mathrm{LiH + NaOH \longrightarrow LiNaO + H_2}

Es reduziert beziehungsweise hydriert organische Verbindungen, zum Beispiel Formaldehyd zu Methanol:

\mathrm{CH_2O + LiH + H_2O \longrightarrow CH_3OH + LiOH}

Lithiumhydrid beginnt bei 900-1000 °C, sich in elementares Lithium und Wasserstoff zu zersetzen und ist damit das thermisch stabilste Alkalimetallhydrid.[6]

\mathrm{2\ LiH \ \xrightarrow {900-1000^{o}C} \ 2\ Li + H_2 \uparrow}

Beim Erhitzen im Stickstoffstrom bildet sich Lithiumnitrid. Als Zwischenstufen entstehen Lithiumamid (LiNH2) und Lithiumimid (Li2NH).[7]

\mathrm{6\ LiH + N_2 \ \xrightarrow {\ \Delta \ } \ 2\ Li_3N + 3\ H_2 \uparrow}

Verwendung[Bearbeiten]

Lithiumhydrid dient als Reduktionsmittel zur Herstellung von Hydriden und Doppelhydriden.[4] Des Weiteren wird es zur Deprotonierung CH-acider Verbindungen benutzt. Ein weiteres Einsatzgebiet ist mit der Herstellung der Hydriermittel Lithiumboranat und Lithiumalanat gegeben.[4]

\mathrm{4 \ LiH + AlCl_3 \longrightarrow LiAlH_4 + 3 \ LiCl}

Aufgrund seines hohen Dipolmoments ist Lithiumhydrid im Zusammenhang mit der Bose-Einstein-Kondensation ultrakalter Atome interessant.[8]

Lithiumdeuterid[Bearbeiten]

Bei Lithumdeuterid (LiD) handelt es sich um deuteriertes Lithiumhydrid, d.h. es wurde das Wasserstoff-Isotop Deuterium anstelle von normalem Wasserstoff verwendet. Lithiumdeuterid ist einer der Kernbestandteile der festen Wasserstoffbombe, durch den die Aufbewahrung und Handhabung des ansonsten gasförmigen Deuteriums und die Erzeugung des zur Fusion nötigen Tritiums immens vereinfacht wurde.[9][10]

Sicherheitshinweise[Bearbeiten]

Da Lithiumhydrid mit gängigen Feuerlöschmitteln wie Wasser, Kohlendioxid, Stickstoff oder Tetrachlorkohlenstoff stark exotherm reagiert, müssen Brände mit inerten Gasen wie z.B. Argon gelöscht werden.[11]

Referenzen[Bearbeiten]

  1. a b c d e f g Eintrag zu Lithiumhydrid in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 2. März 2011 (JavaScript erforderlich)
  2. a b Datenblatt Lithium hydride bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 8. April 2011 (PDF).
  3. Seit dem 1. Dezember 2012 ist für Stoffe ausschließlich die GHS-Gefahrstoffkennzeichnung zulässig. Bis zum 1. Juni 2015 dürfen noch die R-Sätze dieses Stoffes für die Einstufung von Gemischen herangezogen werden, anschließend ist die EU-Gefahrstoffkennzeichnung von rein historischem Interesse.
  4. a b c d e E. Riedel: Anorganische Chemie. 5. Auflage, de Gruyter, Berlin 2002, ISBN 3-11-017439-1. S. 612–613.
  5. R. Abegg, F. Auerbach, I. Koppel: Handbuch der anorganischen Chemie. Verlag S. Hirzel, 1908, 2. Band, 1. Teil, S. 120. Volltext.
  6. D. A. Johnson: "Metals and chemical change, Band 1", Verlag Royal Society of Chemistry, 2002. ISBN 9-780-8540-4665-2. S. 167. (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche)
  7. K. A. Hofmann: "Lehrbuch der anorganischen Chemie", 2. Auflage 1919. Verlag F. Vieweg & Sohn, S. 441. Volltext
  8. I. V. Hertel, C.-P. Schulz: "Atome, Moleküle und Optische Physik 2", Springer Verlag 2010, ISBN 9783642119729, S. 80. (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche)
  9. Richard Bauer: Lithium - wie es nicht im Lehrbuch steht. In: Chemie in unserer Zeit. 19, 1985, S. 167–173, doi:10.1002/ciuz.19850190505.
  10. Rutherford Online
  11. F. Ullmann, W. Foerst: "Encyklopädie der technischen Chemie , Band 8", 3. Auflage, Verlag Urban & Schwarzenberg 1969, S. 723 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche)