Li. Загадковий та важливий №3

Литий

Напевно, кожен предмет, явище, відкриття має свого винахідника, «батька». У випадку з такою речовиною, як літій, можна сказати, що у нього є не лише «батько», але і «дідусь» і навіть «прадідусь».

Починається історія літію у кінці вісімнадцятого століття, коли Бразільський учений і мінералог Хосе Боніфацио де Андрада Сильва, здійснюючи наукову подорож по Європі, виявив на копальні Уто в Швеції поблизу Стокгольма два нові мінерали, які він назвав петалітом і сподуменом.
Учений почав вивчати нові мінерали і зіткнувся із загадкою, яку так і не зміг вирішити, — маса відомих елементів виявилася менше маси мінералу! У 1817 році шведський хімік Август Арфведсон провів довгий і ретельний аналіз петаліта. Досить швидко Арфведсон встановив, що на долю трьох вельми поширених елементів – кремнію, алюмінію і кисню – доводиться 96% ваги мінералу. А де ж ще 4%? Після довгих роздумів учений прийшов до виводу, що в мінералі є якийсь лужний метал. На той момент були відомі лише дві подібні речовини – калій і натрій. А оскільки одна з солей нового металу розчинялася у воді в шість разів краще, ніж солі два вищеназваних, Арфведсон, вирішив, що відкрив новий елемент.
Назва для нового металу також була підібрана без довгих коливань. Знахідка була зроблена в каменях, тому вчитель Арфведсона, знаменитий Берцеліус, запропонував назвати її «літій» (від грецького  (Lithos) — камінь). Назва збереглася до наших часів, лише трохи видозмінившись. До цього дня в більшості європейських мов, як і в латині, елемент, що має в періодичній системі Менделєєва атомний номер 3, називається Lithium.
Берцеліус Арфведсон так і не зміг виділити із знайденого їм елементу вільний метал. Його справу, зрозуміло, підхопили колеги. У 1818 році німецький хімік Леопольд Гмелін встановив, що за допомогою солей літію безбарвне полум’я забарвлюється в карміново-червоний колір. Трохи пізніше з’ясувалося, що цей елемент є і в морській воді.
Ну а металевий літій вперше отримав видатний англійський учений Гемфрі Деві в 1818 році електролізом розплавленого гідроксиду літію. Отриманий метал мав сріблисто-білий колір, був м’яким, пластичним і по-своєму унікальним. Літій був і залишається найлегшим зі всіх відомих металів – його щільність майже в 2 рази менше щільності води, в 5 разів – алюмінію, в 15 – залоза і в 20 – свинцю.
Лише через 37 років, в 1855 році, метал літій був отриманий у великих кількостях. Ця знахідка – справа рук німецького хіміка Роберта Бунзена і англійця Августа Матіссена, причому зробили вони свої відкриття окремо один від одного. За прикладом Деві, літій вони отримували шляхом електролізу, лише електролітом в їх дослідах служив вже хлорид літію. У наш час даний метод як і раніше залишається головним промисловим способом здобуття елементу №3.
Родовища і вживання літію на сучасному світі Що стосується родовищ літію, то його промислові запаси можна знайти на всіх континентах нашої планети. Найважливіші з них знаходяться в Австралії, Бразилії, Іспанії, Канаді, Росії, США, Швеції, а також в країнах Південної Африки.
Варто виділити 3 очолюючих компанії, яка контролює майже весь видобуток мінералів літію в світі, – Sons of Gwalia (Австралія), Tanco (Канада) і Bikita Minerals (Зімбабве).
Мінерали літію зажадалися в самих різних галузях виробництва. Зразковий їх вжиток можна розподілити так:
— виробництво вогнетривких виробів – 25%
— виробництво скла – 20%
— виробництво керамічних виробів і глазурі – 20%
— хімічна промисловість – 12%
— металургійна промисловість – 10%
— виробництво скловолокна – 5%
— інші галузі – 8%
Прийнято вважати, що грунтовний поштовх промисловому освоєнню літію дала Перша Світова війна. В ті роки Німеччини катастрофічно не вистачало олова, яке є важливим компонентом антифрикційних сплавів, – сплавів, які призначені для підвищення довговічності поверхонь машин і механізмів, що труться.
Оскільки власних джерел олова в країни немає, німецькі учені довго сушили голову, чим його можна замінити. Вихід був знайдений за допомогою так званого «бана-металу» — сплаву свинцю з літієм, який виявився прекрасним антифрикційним матеріалом.
З тих пір літій зайняв своє тверде місце в металургії як елемент багатьох промислових сплавів. Було також встановлено, що літій покращує і властивості сталей — зменшує розміри «зерен», підвищує міцність. Але оскільки літій практично не розчиняється в залозі і, до того ж, закипає при температурі 1317°c, його широке вживання у виробництві сталей не представляється можливим.
В даний час відомо немало сплавів літію з різними металами. Але пріоритетним напрямом є розробка перспективного сплаву літію з іншим легковагим металом — магнієм.  У чому цінність і перспектива даного сплаву? У його унікальних конструкційних властивостях: якщо в такому сплаві міститиметься не більше 50% магнію, то він буде легко води! Також вченими давно розглядається варіант використання літію як компонент твердого ракетного палива.
Одна з найважливіших сфер застосування літію — це виробництво хімічних джерел струму. Літієві батареї і акумулятори мають одні з найвищих енергетичних показників (наприклад електричну ємкість на одиницю маси) і в даний час використовуються в большистве портативних електронних приладів.
А що ми маємо в перспективі вжитки металевого літію? Аналітики підтверджують зростання попиту на первинні літієві елементи (і на літій металевий в цілому), але, в той же час, відзначають зниження загального вжитку металу відносно літієвих солей.
Лаконічно і ємко визначає значущість літію в сучасній промисловості фраза з «Короткої хімічної енциклопедії»: «За значимістю в сучасній техніці літій є одним з найважливіших рідких елементів».

Антон Биков
15 лютого 2012

Добавить комментарий