硫酸鋰(英文名:鋰 Sulfate)是一種無機化合物,化學式為,分子量為110.0。常溫下的硫酸鋰為白色晶體,熔點為845℃,密度為2.22g/cm3,可溶于水,不溶于乙醇,丙酮,乙酸乙酯。硫酸鋰有三種晶體結構,分別為無色單斜晶系的α-Li?SO?,六方或斜方晶體的β-Li?SO?,立方晶系γ-Li?SO?。硫酸鋰可以和許多鹽類發生復分解反應或加合反應,生成的鋰鹽或含鋰復鹽;可與酸作用,根據不同條件和不同酸可產生不同產物。
硫酸鋰常利用碳酸鋰和硫酸為原料反應制備,用于換能器的換能元件,生產綠藍色熒光涂料,壓電晶片材料和高強度玻璃等方面。
物質結構
硫酸鋰有三種晶體結構,分別為無色單斜晶體的α-Li?SO?,六方或斜方晶體的β-Li?SO?,立方晶體γ-Li?SO?。一般溫度下硫酸鋰以單斜晶系的α-Li?SO?形式穩定存在,在加熱至500℃以下的條件下硫酸鋰以六方或斜方晶體的β-Li?SO?形式存在,繼續加熱則會轉變為γ-Li?SO?形式。
理化性質
物理性質
常溫下的硫酸鋰為白色晶體,熔點為845℃,密度為2.22g/cm3,可溶于水(在20℃的水中的溶解度為34.2g/100g)且大多數鹽類物質不同,其在水中溶解度隨溫度的升高而降低,且溶于水時放熱。不溶于乙醇,丙酮,乙酸乙酯。硫酸鋰具有一定的吸濕性,在水溶液中呈中性,且水中結晶會生成其一水合物.硫酸鋰的折射率為1.465,900℃時的表面張力為222mN/m。
化學性質
硫酸鋰和硫酸在蒸發的條件下反應可生成硫酸氫鋰,或在-20℃電解的情況下生成過硫酸鋰。
硫酸鋰可與鹽酸反應生成硫酸氫鋰和氯化鋰,與過量鹽酸反應則完全生成氯化鋰。
制備方法
常用方法
利用碳酸鋰和硫酸為原料反應即可制備硫酸鋰,碳酸鋰可通過鋰礦石制備。反應方程式如下:
向碳酸鋰的懸浮液中緩慢加入稀硫酸溶液,待碳酸鋰溶液中的懸浮物全部溶解,即可獲得硫酸鋰水溶液。對其進行蒸發濃縮并結晶即可獲得一水合硫酸鋰。對一水合硫酸鋰采用120℃左右的烘干脫水即可制備獲得碘化鈉鹽。
其他方法
應用領域
電子元件
硫酸鋰可作為可發出超聲波的換能器的換能元件,具有易于獲得使分辨力良好所需的最佳聲阻尼、中等變換效率和可忽略的模式干擾等優點,但會有易碎和使用溫度限制等缺點。
醫藥制劑
鋰鹽可以作為精神科臨床科所使用的抗狂躁藥物,如硫酸鋰。鋰鹽中的鋰離子可以抑制去甲鹽酸腎上腺素敏感的腺酸環化酶,它可以重新調節鈣通道,降低多種神經受體的敏感性,同時還有著對抗甲狀腺素的作用。鋰對情感性障礙有明顯的調節作用,對躁狂癥的治療更具有其特殊作用,還可預防雙相情感障礙(躁狂和抑郁)的復發。
壓電晶片材料
硫酸鋰的一水合物是人工培育的單晶,作為壓電晶片材料時,具有接受靈敏度高,發射特性介于石英和鈦酸鋇之間,聲阻抗較小可以用來制作水浸探頭。又因其易溶于水,需要完全密封且晶片背面易于阻尼,也適合制成窄脈沖發射和接受的探頭。
其他
硫酸鋰還可用于制備高強度玻璃、焰火和陶瓷。除此之外,還可以在化學分析中,用于鈣鎂的分離。除此之外,以硫酸鋰為原料可以生產綠藍色熒光涂料。硫酸鋰可作為水泥早強劑,提高水泥凝結并加速水泥的硬化過程。
安全事宜
硫酸鋰具有一定的生理毒性,下為硫酸鋰的實驗毒性:
小鼠口服LD50(半數致死量)=613mg/kg;
大鼠口服LD50(半數致死量)=1190mg/kg;
大鼠皮下LD50(半數致死量)=953mg/kg。
參考資料 >
PubChem COMPOUND SUMMARY:Lithium Sulfate.pubchem.2023-06-26