Idrossido di litio: sintesi, reazioni

L’idrossido di litio è un composto inorganico corrosivo con formula LiOH ed è una base forte come tutte quelle costituite da metalli alcalini.
Tuttavia esso è meno basico rispetto ad esse a causa della minore percentuale di carattere ionico dovuta alla maggiore elettronegatività del litio. L’idrossido di litio  ha proprietà chimiche sono più simili agli idrossidi dei metalli alcalino-terrosi nella tavola periodica, invece che agli idrossidi del Gruppo 1

Proprietà

È un solido bianco igroscopico solubile in acqua e meno solubile in etanolo e metanolo. È scarsamente solubile in etere etilico e isopropanolo. Può presentarsi monoidrato che è un solido cristallino. Non è combustibile ma può decomporsi se riscaldata, producendo fumi corrosivi e/o tossici. Può generare gas infiammabili e/o tossici con sali di ammonio, nitruri, organici alogenati, vari metalli, perossidi e idroperossidi.

Sintesi

struttura

L’idrossido di litio è ottenuto attraverso diverse vie sintetiche.

Può essere ottenuto dalla reazione tra:

• idruro di litio e acqua da cui si ottiene anche idrogeno:
  LiH + H₂O → LiOH + H₂

• ossido di litio e acqua
  Li₂O + H₂O → 2 LiOH

• carbonato di litio e idrossido di calcio:
  Li₂CO₃ + Ca(OH)₂ → 2 LiOH + CaCO₃

In questa reazione che avviene a livello industriale il carbonato di calcio è allontanato per filtrazione.

L’idrossido di litio ottenuto è monoidrato ed è ottenuto anidro riscaldandolo a una temperatura maggiore di 100°C sotto vuoto

Reazioni

Reagisce con gli acidi in modo esotermico secondo una reazione di neutralizzazione:
LiOH + HCl → LiCl + H₂O

Dà reazione di decomposizione termica a una temperatura maggiore di 800°C operando sotto vuoto. I prodotti della reazione sono ossido di litio e acqua:
2 LiOH → Li₂O + H₂O

Come l’idrossido di sodio reagisce con il biossido di carbonio contenuto nell’aria per formare il carbonato di litio:
2 LiOH + CO₂ → Li₂CO₃ + H₂O

In presenza di cloro dà luogo alla formazione di ipoclorito di litio:
LiOH + Cl₂ → HClO + HCl

Dà reazione di saponificazione con gli acidi grassi. Reagisce infatti con l’acido stearico per dare stearato di litio:
CH₃(CH₂)₁₆COOH + LiOH → C₁₇H₃₅COOLi + H₂O

Reagisce con alcuni metalli come alluminio e zinco per formare ossidi o idrossidi del metallo e generare litio secondo la reazione:
2 LiOH + Zn → Li + Zn(OH)₂

Può reagire con molti altri metalli come oro, argento, rame e platino, tanto da essere considerato un importante materiale di partenza nella sintesi organometallica.

Usi

L’idrossido di litio è utilizzato per assorbire il biossido di carbonio nei veicoli spaziali e per produrre grasso lubrificante attraverso l’esterificazione del grasso promossa dal carattere basico di LiOH  in grado di resistere a temperature e condizioni di carico estreme ampiamente utilizzato  in applicazioni automobilistiche e industriali grazie al loro elevato punto di fusione e alla resistenza all’acqua.

È comunemente utilizzato nella produzione di grasso lubrificante, ceramiche e vetro.

È usato come elettrolita per batterie e come catalizzatore per reazioni di polimerizzazione. Uno degli usi più significativi è nella produzione di batterie agli ioni di litio. Queste batterie sono comunemente utilizzate in dispositivi elettronici, veicoli elettrici (EV) e sistemi di accumulo di energia rinnovabile.

L’idrossido di litio è un componente chiave nel materiale del catodo, consentendo un’elevata densità di energia e una maggiore durata della batteria. L’idrossido di litio è utilizzato in una gamma di applicazioni grazie alle sue proprietà chimiche uniche e al suo ruolo di fonte di litio, che è un elemento prezioso in vari settori industriali. In forma monoidrata viene utilizzato per ottenere l’ossido di litio e cobalto LiCoO₂ e il litio ferro fosfato che sono utilizzati in qualità di materiali catodici nelle batterie a ioni litio.

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