Lithiumphosphat

Lithiumphosphat ist eine chemische Verbindung aus der Gruppe der Phosphate.

Strukturformel
Allgemeines
Name	Lithiumphosphat
Andere Namen	Lithiumorthophosphat Trilithiumorthophosphat
Summenformel	Li3PO4
Kurzbeschreibung	farb- und geruchloser Feststoff[1][2]
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 10377-52-3 EG-Nummer 233-823-0 ECHA-InfoCard 100.030.736 PubChem 165867 Wikidata Q426354
Eigenschaften
Molare Masse	115,79 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
Dichte	2,45 g·cm−3[3] 2,42 g·cm−3 (Hochtemperaturform)[4] 2,41 g·cm−3[4]
Schmelzpunkt	837 °C[5]
Löslichkeit	schwer in Wasser[3] (0,39 g·l−1 bei 18 °C)[4]
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung[2] Achtung H- und P-Sätze H: 302 P: 264​‐​270​‐​301+312​‐​501[2]
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa).

Vorkommen

Lithiumphosphat kommt natürlich als seltenes Mineral Lithiophosphatit vor.^[6]

Gewinnung und Darstellung

Lithiumphosphat kann aus alkalischen (z. B. Natriumhydroxid-), mit etwas Dinatriumhydrogenphosphat Na₂HPO₄ versetzten Lösungen gewonnen werden. Beim Erhitzen fällt bei Anwesenheit von Li⁺ (gelösten anderen Lithiumsalzen, z. B. Lithiumchlorid) Lithiumphosphat als weißer Niederschlag aus:^[7]

${\displaystyle \mathrm {3\,Li^{+}+HPO_{4}^{2-}+OH^{-}\rightarrow Li_{3}PO_{4}\downarrow +H_{2}O} }$

Ebenfalls möglich ist die Gewinnung durch Reaktion einer wässrigen Suspension von Lithiumcarbonat mit Phosphorsäure und anschließendem Erhitzen bis zum Sieden. Es existiert auch eine bei normalen Temperaturen stabile Hochtemperaturform von Trilithiumphosphat die bei Temperaturen oberhalb der Umwandlungstemperatur von 502 °C z. B. aus geschmolzenem Lithiumchlorid kristallisiert werden kann.^[4]

Eigenschaften

Lithiumphosphat ist ein farbloser Feststoff. Er kristallisiert orthorhombisch mit den Gitterkonstanten a=6,12 Å, b=10,53 Å und c=4,93 Å mit der Raumgruppe Pmnb (Raumgruppen-Nr. 62, Stellung 2)Vorlage:Raumgruppe/62.2.^[3] Es kommt auch als Lithiumphosphat-Hemihydrat Li₃PO₄·½H₂O vor. Die Hochtemperaturvariante besitzt eine Kristallstruktur mit der Raumgruppe Pcmn (Nr. 62, Stellung 4)Vorlage:Raumgruppe/62.4.^[8] Daneben existieren auch noch Lithiummetaphosphat LiPO₃ (monoklin, Raumgruppe Pn (Nr. 7, Stellung 2)Vorlage:Raumgruppe/7.2), Lithiumpolyphosphat (P₂O₅:Li₂O > 1), Lithiumdihydrogenphosphat LiH₂PO₄ (orthorhombisch, Raumgruppe Pna2₁ (Nr. 33)Vorlage:Raumgruppe/33) und Lithiumdihydrogendiphosphat Li₂H₂P₂O₇.

Verwendung

Lithiumphosphat kann zum Nachweis von Lithium per Fällungsreaktion im alkalischen Medium verwendet werden.^[9] Es wird weiterhin als Bestandteil von bestimmten Emailen und als Polymer-Zwischenprodukt eingesetzt.^[5] Daneben wird es zur Gewinnung von Lithium-Eisenphosphat für Lithium-Eisenphosphat-Akkumulatoren und mit Stickstoff dotiert auch als Lithium-Ionenleiter verwendet.^[4]