LITYUM FLORÜR: YAPI, ÖZELLIKLER, ELDE ETME, KULLANIMLAR - KIMYA - 2025

Lityum fluorür kimyasal formülü LİF ile bir inorganik katı. İyonik bir bağ ile bağlanan Li ⁺ ve F ^- iyonlarından oluşur. Çeşitli minerallerde, özellikle lepidolit gibi silikatlarda, deniz suyunda ve birçok maden kuyusunda az miktarda bulunur.

Görünürden geçen kızılötesi (IR) spektrumundan ultraviyole UV'ye kadar çok çeşitli dalga boylarında şeffaflığı nedeniyle optik cihazlarda yaygın olarak kullanılmaktadır.

Lepidolit, az miktarda lityum florür LiF içeren bir mineral. Rob Lavinsky, iRocks.com - CC-BY-SA-3.0. Kaynak: Wikimedia Commons.

İnsanların kendilerine kısa bir süre maruz kaldığı işlerde tehlikeli radyasyonu tespit etmek için cihazlarda da kullanılmıştır. Ayrıca alüminyum eritmek veya lens veya gözlük camları yapmak için malzeme olarak ve seramik imalatında kullanılır.

Lityum iyon pillerin bileşenlerini kaplamak ve bunların ilk şarj kaybını önlemek için bir malzeme görevi görür.

yapı

Lityum florür, Li ⁺ katyon ve F ^- anyonunun birleşmesiyle oluşan iyonik bir bileşiktir . Onları bir arada tutan kuvvet elektrostatiktir ve iyonik bağ olarak adlandırılır.

Lityum birleştiğinde, florine bir elektron verir ve aşağıda açıklandığı gibi her ikisini de ilkinden daha kararlı bir formda bırakır.

Lityum elementi aşağıdaki elektronik konfigürasyona sahiptir: 1s ² 2s ¹ ve bir elektron transfer edildiğinde, elektronik yapı şöyle görünür: 1s ^2, bu çok daha kararlı.

Elektronik konfigürasyonu: 1s ² 2s ² 2p ⁵ olan flor elementi, elektronu kabul ederken, 1s ² 2s ² 2p ⁶ formunda , daha kararlı kalır .

terminoloji

- Lityum florür

- Florolityum

- Lityum monoflorür

Özellikleri

Fiziksel durum

Sodyum klorür NaCl gibi kübik yapıda kristalleşen beyaz katı.

LiF lityum florür kristallerinin kübik yapısı. Benjah-bmm27. Kaynak: Wikimedia Commons.

Moleküler ağırlık

26 g / mol

Erime noktası

848,2ºC

Kaynama noktası

1673ºC, 1100-1200ºC'de uçmasına rağmen

Yoğunluk

2.640 g / cm ³

Kırılma indisi

1,3915

Çözünürlük

Suda az çözünür: 18C'de 0.27 g / 100 g su; 25 ° C'de 0.134 g / 100 g Asit ortamda çözünür. Alkolde çözünmez.

Diğer özellikler

Buharları dimerik (LiF) ₂ ve trimerik (LiF) ₃ türler sunar . Hidroflorik asit ile HF, lityum biflorür LiHF _{2 oluşturur} ; lityum hidroksit ile bir LiF.LiOH çift tuzu oluşturur.

Toplama ve konum

Lityum florür LiF, hidroflorik asit HF ile lityum hidroksit LiOH veya lityum karbonat Li ₂ CO ₃ arasındaki reaksiyonla elde edilebilir .

Ancak lepidolit gibi bazı minerallerde ve deniz suyunda az miktarda bulunur.

Lityum florür, deniz suyunda az miktarda bulunur. Adeeb Atwan. Kaynak: Wikimedia Commons.

Uygulamalar

Optik uygulamalarda

LiF, kızılötesi (IR) spektrofotometrelerde 4000 ile 1600 cm- ¹ arasındaki dalga boyu aralığındaki mükemmel dağılımlarından dolayı kompakt kristaller şeklinde kullanılır .

Bu tuzun doymuş çözeltilerinden büyük LiF kristalleri elde edilir. Çeşitli optik cihaz türlerinde doğal florit kristallerinin yerini alabilir.

Ultraviyole (UV), görünür ve IR ışık için optik sistemlerde ve X-ışını monokromatörlerinde (0.03-0.38 nm) büyük, saf kristaller kullanılır.

Beher içinde büyük lityum florür LiF kristali. V1adis1av. Kaynak: Wikimedia Commons.

Diğer metal florürlerden daha büyük olan geniş optik bandı nedeniyle UV bölgesi için optik bir kaplama malzemesi olarak da kullanılır.

Uzak UV'deki (90-200 nm) şeffaflığı, onu alüminyum (Al) aynalarda koruyucu bir kaplama olarak ideal kılar. LiF / Al aynalar, uzaydaki uygulamalar için optik teleskop sistemlerinde kullanılır.

Bu kaplamalar atomik seviyede fiziksel buhar biriktirme ve katman biriktirme ile elde edilir.

İyonlaştırıcı veya tehlikeli radyasyon dedektörlerinde

Lityum florür, foton, nötron ve β (beta) parçacık radyasyonu için termolüminesan detektörlerde yaygın olarak kullanılmaktadır.

Termolüminesan dedektörler, radyasyona maruz kaldıklarında radyasyon enerjisini korur. Daha sonra ısıtıldıklarında depolanan enerjiyi ışık şeklinde serbest bırakırlar.

Bu uygulama için LiF, genellikle magnezyum (Mg) ve titanyum (Ti) safsızlıkları ile takviye edilir. Bu safsızlıklar, radyasyonla salınan elektronların hapsolduğu yerlerde delikler görevi gören belirli enerji seviyeleri üretir. Materyal daha sonra ısıtıldığında, bu elektronlar ışık yayarak orijinal enerji durumlarına geri döner.

Yayılan ışığın yoğunluğu, doğrudan malzeme tarafından emilen enerjiye bağlıdır.

Termolüminesan LiF dedektörleri, Avrupa Nükleer Araştırma Örgütü'nde bulunan Büyük Hadron Çarpıştırıcısı veya LHC (İngilizce Büyük Hadron Çarpıştırıcısı'nın kısaltması için) gibi karmaşık radyasyon alanlarını ölçmek için başarıyla test edilmiştir. CERN olarak (Fransız Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire'deki kısaltması için).

Bu araştırma merkezinde gerçekleştirilen deneylerdeki radyasyonlar, tümü LiF ile tespit edilebilen diğer atom altı parçacık türlerinin yanı sıra hadronlar, nötronlar ve elektronlar / pozitronlar içermektedir.

Lityum pil katot ön değerlendirme materyali olarak

LiF, lityum iyon pil katot malzemesinin ön hazırlaması (ön hazırlaması) için malzemeler olarak kobalt (Co) ve demir (Fe) içeren nanokompozitler şeklinde başarıyla test edilmiştir.

Bir lityum iyon pilin ilk şarj döngüsü veya oluşum aşaması sırasında, organik elektrolit, anot yüzeyinde katı bir faz oluşturmak için ayrışır.

Bu işlem, katottan lityum tüketir ve enerjiyi lityum iyon pilin toplam kapasitesinin% 5 ila 20'si kadar azaltır.

Bu nedenle, bir lityum donörü olarak görev yapan ve böylece katottan lityum tüketimini önleyen nanokompozitten lityumun elektrokimyasal ekstraksiyonunu oluşturan katodun elektrokimyasal ön hazırlığı araştırılmıştır.

LiF / Co ve LiF / Fe nanokompozitler, katoda lityum bağışlamak için yüksek bir kapasiteye sahiptir, sentezlenmesi kolaydır, çevre koşullarında ve pil işlemlerinde kararlıdır.

Lityum iyon batarya. Yazar: Mr. ち ゅ ら さ ​​ん. Lithium_Battery * fotoğrafçılık günü, Ağustos 2005 * fotoğrafçı Aney. Kaynak: Wikimedia Commons.

Çeşitli kullanımlarda

Lityum florür, özellikle alüminyum olmak üzere bir kaynak flaksı olarak ve kaynak çubuklarının kaplamalarında kullanılır. Alüminyum redüksiyon hücrelerinde de kullanılır.

Genleşme katsayısının düştüğü camların (lens gibi) imalatında yaygın olarak kullanılmaktadır. Seramik üretiminde de kullanılmaktadır. Ayrıca emaye ve camsı verniklerin imalatında kullanılmaktadır.

LiF, belirli reaktör türleri için roket yakıtlarının ve yakıtlarının bir bileşenidir.

LiF ayrıca, iç katmanlara elektron enjeksiyonu için ışık yayan diyotlarda veya fotovoltaik bileşenlerde kullanılır.

Referanslar

1. Cotton, F. Albert ve Wilkinson, Geoffrey. (1980). İleri İnorganik Kimya. Dördüncü baskı. John Wiley & Sons.
2. ABD Ulusal Tıp Kütüphanesi. (2019). Lityum Florür. Pubchem.ncbi.nlm.nih.gov adresinden kurtarıldı.
3. Obryk, B. vd. (2008). Farklı tipte TL lityum florür dedektörlerinin yüksek enerjili karışık radyasyon alanlarına tepkisi. Radyasyon Ölçümleri 43 (2008) 1144-1148. Sciencedirect.com'dan kurtarıldı.
4. Sun, Y. vd. (2016). Katotların Yüksek Kapasiteli Ön Hazırlığı İçin Lityum Florür / Metal Nanokompozitin Yerinde Kimyasal Sentezi. Nano Mektupları 2016, 16, 2, 1497-1501. Pubs.acs.org'dan kurtarıldı.
5. Hennessy, J. ve Nikzad, S. (2018). Ultraviyole için Lityum Florür Optik Kaplamaların Atomik Katman Birikimi. Inorganics 2018, 6, 46. mdpi.com'dan kurtarıldı.