Lithiumperchlorat

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Strukturformel
Lithiumion Perchloration
Allgemeines
Name Lithiumperchlorat
Andere Namen

Perchlorsaueres Lithium

Summenformel LiClO4
CAS-Nummer 7791-03-9
Kurzbeschreibung

weißer Feststoff[1]

Eigenschaften
Molare Masse 106,39 g·mol−1
Aggregatzustand

fest

Dichte

2,43 g·cm−3[1]

Schmelzpunkt

236 °C[1]

Siedepunkt

Zersetzung bei 400 °C[1]

Löslichkeit

löslich in Wasser und Ethanol[2]

Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung [3]
03 – Brandfördernd 07 – Achtung

Gefahr

H- und P-Sätze H: 272​‐​315​‐​319​‐​335
P: 220​‐​261​‐​305+351+338 [3]
EU-Gefahrstoffkennzeichnung [4][1]
Gesundheitsschädlich Brandfördernd
Gesundheits-
schädlich
Brand-
fördernd
(Xn) (O)
R- und S-Sätze R: 8​‐​22​‐​36/37/38
S: 17​‐​26​‐​36
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

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Lithiumperchlorat ist das Lithiumsalz der Perchlorsäure und wie viele Perchlorate bei erhöhter Temperatur ein starkes Oxidationsmittel. Es ist ein farbloser, in Wasser, Alkoholen und einigen anderen Lösungsmitteln leicht löslicher Feststoff.

Herstellung[Bearbeiten]

Lithiumperchlorat kann aus Perchlorsäure und Lithiumcarbonat hergestellt werden.[5]

\mathrm{Li_2CO_3 + 2\ HClO_4  \longrightarrow  2\ LiClO_4 + H_2O + CO_2 \uparrow}

Eigenschaften[Bearbeiten]

Lithiumperchlorat kristallisiert als Trihydrat LiClO4 · 3 H2O im hexagonalen Kristallsystem in der Raumgruppe P63mc. Die Gitterparameter betragen a = 7,719 Å und c = 5,455 Å.[6] Bei 98 - 100 °C geht es unter Wasserabspaltung in ein Monohydrat LiClO4 · H2O über. Das Anhydrat entsteht bei 130 - 150 °C,[5] es kristallisiert im orthorhombischen Kristallsystem in der Raumgruppe Pnma und den Gitterparametern a = 8,657 Å, b = 6,912 Å und c = 4,832 Å. In der Elementarzelle befinden sich vier Formeleinheiten.[7]

Bei 380 °C zersetzt sich reines Lithiumperchlorat zunächst in Lithiumchlorat, Lithiumchlorid und Sauerstoff.[5] Das Lithiumchlorat zersetzt sich ebenfalls:

\mathrm{2\ LiClO_4 \ \xrightarrow {\Delta} \ LiClO_3 + LiCl + O_2\ \uparrow}
\mathrm{2\ LiClO_3 \ \xrightarrow {\Delta} \ 2\ LiCl + 3\ O_2 \uparrow}

Die Gesamtreaktion lautet demnach:

\mathrm{LiClO_4 \ \xrightarrow {\Delta} \ LiCl + 2\ O_2\ \uparrow}

Verunreinigtes Lithiumperchlorat kann sich schon unterhalb von 300 °C in heftiger Reaktion zersetzen.

Handhabung[Bearbeiten]

Hitze, offene Flammen, starke Reduktionsmittel und entzündliche Substanzen sollten aufgrund der Explosionsgefahr vermieden werden.

Einsatzbereiche[Bearbeiten]

Lithiumperchlorat wird technisch nur begrenzt eingesetzt, da es teuer und schwer zu handhaben ist. Da es in vielen organischen Lösungsmitteln, einschließlich Ethanol und Ether, relativ gut löslich ist, wird es als Elektrolyt verwendet, wobei insbesondere die Anwendung in Lithiumbatterien bedeutend ist. Ein weiteres Beispiel für eine Verwendung als Elektrolyt in nichtwässrigen Lösungen ist die Herstellung von Polypyrrol, das dann auch mit Lithiumperchlorat dotiert werden kann.

Da Lithiumperchlorat unter allen bisher bekannten Perchloraten das günstigste Masse-Volumen-Verhältnis an Sauerstoff aufweist, wird es in der Luft- und Raumfahrt als Sauerstoffträger geschätzt.

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. a b c d e Datenblatt Lithiumperchlorat bei AlfaAesar, abgerufen am 15. Dezember 2010 (JavaScript erforderlich).
  2. Lithiumperchlorat. In: Römpp Online. Georg Thieme Verlag, abgerufen am 15. Juli 2014.
  3. a b Datenblatt Lithium perchlorate bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 8. April 2011 (PDF).
  4. Seit 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.
  5. a b c R. Abegg, F. Auerbach, I. Koppel: Handbuch der anorganischen Chemie. Verlag S. Hirzel, 1908, 2. Band, 1. Teil, S. 137. Volltext
  6. A. Sequeira, I. Bernal, I.D. Brown, R. Faggiani: "The Structure of Lithium Perhclorate Trihydrate Li(H2O)3ClO4 - an X-ray and Neutron Diffraction Study" in Acta Cryst. 1975, B31, S. 1735. Abstract
  7. M. S. Wickleder: "Crystal Structure of LiCl04" in Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie, 2003, 629(9), S. 1466-1468. doi:10.1002/zaac.200300114