Даже если для вас химия - "тёмная наука", вы всё равно знаете, что такое литий, ведь именно литиевые аккумуляторы смело можно назвать жизненно необходимой штукой. Они везде - в смартфонах, айфонах, планшетах и прочих основах современной жизни. О том, как устроен литиевый гальванический элемент я писала здесь.
По своему значению в нашей жизни литий наравне с нефтью - основой современной мировой экономики. Главные запасы минералов лития (например, сподумена - сульфата лития-алюминия) находятся в так называемом "литиевом треугольнике" - Чили, Боливии, Аргентине. Совсем недавно президент Боливии Луис Арсе выступил с инициативой создания похожей на ОПЕК организации стран - экспортеров лития, в которую войдут Аргентина, Боливия, Перу и Чили. Понятно, что литий становится стратегическим сырьём прямо на наших глазах.
А что конкретно нам нужно о нём знать прямо сейчас, когда на носу экзамен? Литий и его соединения часто - исключительны. И если в е(о)гэ-шном задании ты видишь знак Li - остановись и задумайся, сверься с таблицей растворимости, с рядом активности металлов и поройся в своей памяти.
Итак:
1. Поскольку литий - самый лёгкий металл не только из щелочных, но и вообще из всех, его плотность в раза меньше плотности воды, при этом его взаимодействие с водой протекает намного спокойнее, чем у его собратьев. Никакого взрыва и пламени. Продукты реакции - как у всех - щёлочь и водород. К слову, его взаимодействие со спиртами ничем не отличается от натрия или калия.
2. Литий взаимодействует с кислородом воздуха только при нагревании. При этом в интервале температур от 100 °C до 300 °C он покрывается плотной оксидной плёнкой и дальше не окисляется, прямо как алюминий. В отличие от остальных щелочных металлов, образующих стабильные надпероксиды и озониды, надпероксид и озонид лития — нестабильные соединения.
3. В водном растворе ион лития имеет самый низкий стандартный электродный потенциал (−3,045 В) из-за естественно малого размера и высокой степени гидратации. Понятно, что ни при каких условиях электролиз водного раствора не приведёт к осаждению металлического лития на катоде, но и при электролизе расплава какой-нибудь соли лития затраты электроэнергии очевидно, весьма высоки. Ещё понятно, что никаким другим металлом из своей соли литий вытеснен быть не может.
4. Разложение нитрата лития происходит не так, как у его собратьев, а так, как у нитрата магния: 4 LiNO3 → 2 Li2O + 4 NO2 + O2.
5. Фосфат лития - нерастворим! Также нерастворимы фторид и силикат! Все они - осадки белого или грязно-белого цвета. Образуются в реакциях ионного обмена, например таких:
3LiCl + K3PO4 = Li3PO4↓ + 3KCl
Держите поближе таблицу растворимости и не ленитесь заглянуть в неё лишний раз!
6. Литий из оксида может быть вытеснен некоторыми металлами и неметаллами:
Li2O + Si = 4Li + SiO2; Li2O + Mg = 2Li + MgO; 3Li2O + 2Al = 6Li + Al2O3, что также удивительно и непохоже на его собратьев.
7. Литий - единственный из всех металлов, кто может соединяться во влажном воздухе с азотом и с водяными парами:
6Li + N2 = 2Li3N и 2Li+2H2O⟶2LiOH+H2, поэтому хранят его под толстым слоем парафина и в герметичной ёмкости.
8. Гидроксид лития - удивительная щёлочь, которая при очень высокой температуре и в инертной атмосфере способна разлагаться, как какое-нибудь нерастворимое основание: 2LiOH = Li2O + H2O
9. А самое красивое свойство, связанное с литием - это цвет пламени, который даёт ион лития при огненном тесте. Он - карминово-красный.
Ну, и на десерт - самое интересное: Аномально высокое содержание лития наблюдается астрономами в звёздных образованиях, состоящих из красного гиганта (или сверхгиганта), внутри которого находится нейтронная звезда и в спектрах звёзд-гигантов, что объясняется попаданием лития в атмосферу звёзд при поглощении ими таких же огромных экзо-планет.
Но, вернёмся на Землю и посмотрим на сам литий: