Проектная работа «Литий – легчайший из легких» Работу выполнила учащаяся 9 «А» класса МОУ «СОШ №63 с УИП» г.Саратова Карпухина Елизавета Андреевна Литий (латинское Lithium, обозначается символом Li) — элемент с атомным номером 3 и атомным весом 6,941. Является элементом главной подгруппы первой группы, второго периода периодической системы химических элементов Дмитрия Ивановича Менделеева. Простое вещество литий — мягкий, пластичный, очень легкий щелочной металл серебристобелого цвета. История открытия. В 1800 г. бразильский минералог де Андрада е Сильва, совершая научное путешествие по Европе, нашел в Швеции два новых минерала, названных им петалитом и сподуменом, причем первый из них через несколько лет был вновь открыт на острове Уте. Арфведсон заинтересовался петалитом, произвел полный его анализ и обнаружил необъяснимую вначале потерю около 4% вещества. Повторяя анализы более тщательно, он установил, что в петалите содержится "огнепостоянная щелочь до сих пор неизвестной природы". Берцелиус предложил назвать ее литионом (Lithion), поскольку эта щелочь в отличие от кали и натра впервые была найдена в "царстве минералов" (камней); название зто произведено от греч. - камень. В 1855 г. Бунзен и Маттессен разработали промышленный способ получения металлического лития злектролизом хлорида лития. Физические свойства Литий самый легкий из известных в природе металлов, плотность его в твердом состоянии при 20° С равна 0,534 г/см3. Этот металл почти вдвое легче воды, в пять раз легче алюминия, в пятнадцать раз легче железа, в двадцать раз легче свинца и в сорок раз легче, чем осмий! В этом заключается очередная сложность хранения этого щелочного металла — в керосине и минеральном масле, в среде которых литий не проявляет свою химическую активность, он просто всплывает. По этой причине приходится заполнять минеральным маслом сосуд с литием доверху. Компактный литий — серебристо-белый металл, быстро покрывающийся на воздухе темно-серым налетом, состоящим из нитрида Li3N и оксида Li2O. Это одна из проблем хранения и транспортировки металлического лития. В большинстве коллекций элементов образец лития находится под слоем минерального масла. Химические свойства Из всех щелочных металлов литий обладает наименьшим атомным радиусом (0,157 нм), следовательно, наибольшим ионизационным потенциалом = 5,39 эВ, поэтому литий химически менее активен по сравнению с другими щелочными металлами. Из-за небольшого радиуса и маленького ионного заряда литий по своим свойствам больше всего напоминает не другие щелочные металлы, а элемент второй группы магний (Mg). Многие химические реакции лития протекают менее энергично, чем у других щелочных металлов. Например, с совершенно сухим воздухом (и даже с сухим кислородом) он практически не реагирует при комнатной температуре и окисляется в нем только при нагревании. Еще более активно литий взаимодействует с водородом — даже небольшое количество металла способно связать невероятные объемы данного газа: в 1 килограмме гидрида лития содержится 2 800 литров водорода! С водой литий реагирует менее энергично, чем прочие щелочные металлы, образуя при этом гидроксид LiOH и водород без вспышек и возгорания. Литий легко сплавляется почти со всеми металлами, за исключением железа и хорошо растворяется в ртути. Третий элемент периодической системы — компонент многих сплавов. С магнием, цинком и алюминием этот щелочной металл образует твердые растворы высокой концентрации, со многими другими металлами – интерметаллиды, которые по большей части имеют высокую твердость и весьма тугоплавки, незначительно изменяются под воздействием воздуха, некоторые из них — полупроводники. Литий бурно реагирует с разбавленными минеральными кислотами, а также с соляной и азотной, образуя соли и выделяя водород; с концентрированной азотной кислотой он реагирует медленно. Кроме того, этот щелочной металл образует многочисленные литийорганические соединения, что определяет его большую роль в органическом синтезе. Биологические свойства В организме человека (масса 70 кг) содержится около 7 мг лития. Микроэлемент (в количестве 100 мкг, примерно) поступает в течение суток с пищей и водой. Ионы Li+ быстро и практически полностью абсорбируются из желудочно-кишечного тракта, из тонкого кишечника, а также из мест парентерального введения. Ионы лития легко проникают через биологические мембраны клеток. Среднее содержание этого элемента в различных органах сильно колеблется: больше всего лития в лимфоузлах, костной ткани и легких, гораздо меньше лития в печени, мышцах и головном мозге. Выведение лития осуществляется преимущественно через почки и в меньшей степени через кишечник и пот. Нахождение в природе Литий довольно широко распространен в земной коре, его среднее содержание (кларк) в ней составляет 3,2•10–3 % по массе. По своим геохимическим свойствам этот металл относится к крупноионным литофильным элементам, в числе которых другие щелочные металлы — калий, рубидий и цезий. Для лития свойственно концентрирование в кислых магматических породах (накапливается в наиболее поздних продуктах дифференциации магмы — пегматитах) и осадочных алюмосиликатах. При выветривании литий относительно легко выделяется из первичных минералов при окислении и в кислой среде, а затем связывается глинистыми минералами, в небольшой степени он накапливается также в органическом веществе. По этой причине содержание лития в почвах подчиняется главным образом условиям почвообразования, нежели его начальным содержаниям в материнских породах. Распределение лития в почвенном профиле зависит от общих тенденций циркуляции почвенных растворов. Низкое содержание третьего элемента выявлено для светлых песчаных почв, особенно если они образовались на ледниковых отложениях в условиях гумидного климата. В засушливой аридной климатической зоне литий участвует в восходящих движениях почвенных растворов и способен осаждаться в верхних почвенных слоях в составе легкорастворимых солей — сульфатов, хлоридов и боратов. Этими процессами можно объяснить довольно высокие содержания лития в каштановых почвах, солончаках и почвах прерий. Повышенные концентрации лития выявлены также в интразональных молодых почвах, образовавшихся на аллювиальных отложениях. Литий присутствует в грунтовых водах тех областей, где его содержание в коренных породах и почвах повышено. Применение Литий и его соединения нашли широкое применение в силикатной промышленности для изготовления специальных сортов стекла и покрытия фарфоровых изделий, в черной и цветной металлургии (для раскисления, повышения пластичности и прочности сплавов), для получения пластичных смазок. Соединения лития используются в текстильной промышленности (отбеливание тканей), пищевой (консервирование) и фармацевтической (изготовление косметики). Литий используют: в производстве анодов для химических источников тока на основе неводных и твердых электролитов; как компонент сплавов с магнием и алюминием, антифрикционных сплавов (баббитов), сплавов с кремнием для изготовления холодных катодов в электровакуумных приборах. Литий выступает в роли катализатора в ряде химических процессов. Жидкий литий — теплоноситель в ядерных реакторах. Литий является одним из микроэлементов, содержащихся в живых организмах. Однако его биологическая роль до конца не изучена, известно лишь его стимулирующее действие на некоторые процессы в растениях, способность повышать их устойчивость к заболеваниям. Учеными были выявлены психотропные свойства данного элемента, что нашло применение при лечении депрессий, ипохондрии, ряда психических заболеваний и даже алкоголизма и наркомании. Однако избыток лития в организме способен вызвать мощный сбой обмена веществ, что приводит к нарушениям в работе внутренних органов и нервной системы. Интересные факты Во многих статьях, посвященных значению лития в медицине, говорится о том, что в тех регионах, где питьевая вода содержит относительно большие количества лития, наблюдается более низкий уровень преступности и меньшая частота самоубийств, люди добрее и спокойнее. В годы второй мировой войны стратегическим сырьем был признан гидрид лития. Дело в том, что, как и прочие гидриды, LiH бурно реагирует с водой. В результате реакции образуется гидроокись лития и газообразный водород. Это легкое (плотность всего 0,776 г/см3) соединение прослужило всю войну удобным портативным источником водорода — для заполнения аэростатов и спасательного снаряжения при авариях самолетов и судов в открытом море. Американские летчики, сбитые над океаном, использовали таблетки из гидрида лития — под действием воды таблетки моментально разлагались, наполняя водородом спасательные средства — надувные лодки, жилеты, сигнальные шары-антенны. Из килограмма гидрида лития получается 2,8 м3 водорода! Эксперимент. 1. Попытайтесь поджечь кусочек сахара спичкой – ничего не получится: сахар начинает плавиться, но не загорится. Если же перед этим сахар натереть табачным пеплом, то он легко вспыхнет красивым голубым пламенем. Объяснение: в табаке, как и во многих других растениях, в больших количествах содержится литий. При сгорании табачных листьев часть его соединений остается в пепле. Соли лития придают яркий сине-зеленый след трассирующим пулям и снарядам. 2. Катион лития, входящий в состав хлорида лития, окрашивает бесцветное пламя горелки в красный цвет. Источники: https://ru.wikipedia.org/wiki/%CB%E8%F2%E8%E9 http://www.chem100.ru/elem.php?n=3 http://www.chemport.ru/pertable/elinfo.php?el=3