ליתיום הידרוקסיד (LiOH, CAS 1310-65-2) היא תרכובת אנאורגנית המתקבלת בעיקר על ידי תגובה של ליתיום קרבונט עם סידן הידרוקסיד. זהו בסיס חזק המופיע כמוצק גבישי לבן ומיוצר בצורות נטול מים ומונוהידראט. ליתיום הידרוקסיד ידוע בעיקר כמבשר לליתיום הידרוקסיד המשמש בחומרי קתודה של סוללות וכחומר גלם לשומני ליתיום סטארט, אך הוא משמש גם בספיגת פחמן דו חמצני, קרמיקה ובקרת pH. מאמר זה מכסה את זהותו, המאפיינים הפיזיים, היישומים העיקריים ושיקולי הטיפול שלו.
מה זה ליתיום הידרוקסיד?
ליתיום הידרוקסיד הוא מלח הידרוקסיד של ליתיום, עם הנוסחה LiOH. מבחינה תעשייתית, הוא מיוצר על ידי מתזה של ליתיום קרבונט עם סידן הידרוקסיד, או על ידי אלקטרוליזה של תמיסות ליתיום כלוריד. המוצר המסחרי הוא לעתים קרובות המונוהידראט LiOH-H2O, שניתן להתייבש לצורה נטולת מים. מכיוון שהליתיום הידרוקסיד הוא בסיס חזק, הוא מגיב בקלות עם חומצות, גזים חומציים וחומצות שומן, המהווה בסיס לכמה מהשימושים התעשייתיים שלו. הוא מסופק בדרגות החל מחומר טכני לייצור שומן ועד לחומר בדרגת סוללה- עם מגבלות הטומאה בשליטה קפדנית.
מאפיינים פיסיים וכימיים
| נֶכֶס | עֵרֶך |
|---|---|
| מספר CAS | 1310-65-2 |
| נוסחה כימית | LiOH |
| משקל מולקולרי | 23.95 גרם/מול |
| צְפִיפוּת | בערך 1.46 גרם/סמ"ק |
| נקודת התכה | בערך 462 מעלות |
| נקודת רתיחה | בערך 924 מעלות |
| מְסִיסוּת | מסיס במים, מסיס מעט באתנול |
| הוֹפָעָה | מוצק גבישי לבן |
יישומים עיקריים של ליתיום הידרוקסיד
חומרי סוללה: מבשר עיקרי לחומרי קתודה-עשירים בניקל כגון NMC ו-NCA המשמשים בסוללות ליתיום-יון.
שומן סיכה: מגיב עם חומצות שומן סטאריות וחומצות שומן אחרות ליצירת סבוני ליתיום, הבסיס לשמנים רב-תכליתיים-בעלי ביצועים גבוהים.
קרצוף פחמן דו חמצני: סופג CO2 בסביבות סגורות כגון חלליות, צוללות ומכשירי נשימה.
קרמיקה וזכוכית: מוריד את טמפרטורת ההיתוך ומשפר תכונות בפורמולציות מיוחדות של קרמיקה וזכוכית.
בקרת pH וטיפול במים: מנטרל חומצות ומתאים את הבסיסיות בזרמי התהליך.
סינתזה כימית: מקור ליוני ליתיום לייצור מלחי ליתיום אחרים ותרכובות ליתיום אורגניות.
ליתיום הידרוקסיד מונוהידראט לעומת נטול מים
צורת המונוהידראט, LiOH-H2O, היא הדרגה המסחרית הנפוצה ביותר והיא קלה יותר לטיפול מכיוון שהיא פחות מאובקת ויציבה יותר באחסון. לצורה הנידחת, LiOH, יש תכולת ליתיום גבוהה יותר ליחידת מסה, והיא מועדפת במקום בו יש למזער את הכנסת המים, כגון בסוללות ובתהליכים כימיים מיוחדים. גיליונות המפרט מציינים את המבחן, תכולת המים ופרופיל הטומאה עבור כל כיתה, ועל הקונים להתאים את הציון לדרישת היישום במקום להתייחס לשני הצורות כאל ניתנות להחלפה.
שיקולי בטיחות וטיפול
ליתיום הידרוקסיד הוא מאכל. זה עלול לגרום לכוויות קשות בעור, נזק לעיניים וגירוי בדרכי הנשימה אם הוא נשאף כאבק או ערפל, לכן יש ללבוש כפפות מגן, משקפי מגן והגנה על דרכי הנשימה בעת הטיפול באבקה. עבוד באזורים מאווררים והימנע מיצירת אבק. ליתיום הידרוקסיד סופג לחות ופחמן דו חמצני מהאוויר, לכן אחסן אותו במיכלים אטומים היטב באזור יבש, הרחק מחומצות ומים-תגובתיים. במקרה של מגע עם עור או עין, יש לשטוף היטב במים ולפנות לטיפול רפואי. עיין בגיליון נתוני הבטיחות עבור הדרגה הספציפית לפני השימוש.
שאלות נפוצות
מהו מספר ה-CAS של ליתיום הידרוקסיד?
מספר ה-CAS עבור ליתיום הידרוקסיד נטול מים הוא 1310-65-2. לצורת המונוהידראט, LiOH-H2O, יש מספר CAS משלה ויש לזהות אותה בנפרד בעת ההזמנה.
האם ליתיום הידרוקסיד זהה לליתיום קרבונט?
לא. ליתיום הידרוקסיד (LiOH) הוא בסיס חזק, ואילו ליתיום קרבונט (Li2CO3) הוא מלח של חומצה פחמנית. מדובר בתרכובות שונות בעלות תכונות שונות, ולעתים קרובות מיוצר ליתיום הידרוקסיד מליתיום קרבונט.
למה משמש ליתיום הידרוקסיד בסוללות?
ליתיום הידרוקסיד משמש לייצור חומרי קתודה-ניקל גבוהה כגון NMC ו-NCA, המשפרים את צפיפות האנרגיה והביצועים של סוללות ליתיום-יון לרכבים חשמליים ואחסון אנרגיה.
האם ליתיום הידרוקסיד מסוכן?
ליתיום הידרוקסיד הוא מאכל ויכול לשרוף עור, עיניים ורקמות נשימה. עם נהלי PPE, אוורור וטיפול נאותים, ניתן להשתמש בו בבטחה בתהליכים תעשייתיים.
מה ההבדל בין LiOH ל-LiOH-H2O?
LiOH הוא ליתיום הידרוקסיד נטול מים, בעוד LiOH-H2O הוא המונוהידראט המכיל מולקולה אחת של מים של התגבשות. המונוהידראט הוא הצורה המסחרית הנפוצה יותר וקל יותר לטפל בה.
כיצד מיוצר ליתיום הידרוקסיד?
ליתיום הידרוקסיד מיוצר בדרך כלל על ידי תגובה של ליתיום קרבונט עם סידן הידרוקסיד, או על ידי אלקטרוליזה של תמיסות ליתיום כלוריד. המוצר מתגבש, מטוהר ומייבש לדרגה הנדרשת.
