Карбонат лития

Эта статья — о химическом соединении. О его применении в медицине см. Препараты лития.

Карбонат лития (углеки́слый литий) — соль щелочного металла лития и угольной кислоты. Химическая формула Li₂CO₃.

Карбонат лития
Общие
Традиционные названия	литий углекислый
Хим. формула	Li2CO3
Физические свойства
Молярная масса	73,89 г/моль
Плотность	2,11 г/см³
Термические свойства
Температура
• плавления	618; 735 °C
• разложения	730 °C
Химические свойства
Растворимость
• в воде	1,3320; 0,72100 г/100 мл
Классификация
Рег. номер CAS	554-13-2
PubChem	11125 и 516884
Рег. номер EINECS	209-062-5
SMILES	[Li+].[Li+].C(=O)([O-])[O-]
InChI	InChI=1S/CH2O3.2Li/c2-1(3)4;;/h(H2,2,3,4);;/q;2*+1/p-2 XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L
RTECS	OJ5800000
ChEBI	6504
ChemSpider	10654
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Медиафайлы на Викискладе

Горение карбоната лития в уротропине.

Физические свойства

Образует бесцветные кристаллы, не формирует кристаллогидраты. Кристаллизуется в моноклинной сингонии (а = 0,839 нм, b = 0.500 нм, с = 0,621 нм, b = 114,5°, z = 2, пространств. группа С2/с), плотность 2,11 г/см³ (при 0 °C), умеренно растворяется в холодной воде и плохо в горячей. Температура плавления 732 °C.

Получение

• Из оксидов:

${\displaystyle {\mathsf {Li_{2}O+CO_{2}\ {\xrightarrow {500^{o}C}}\ Li_{2}CO_{3}}}}$

• из щёлочи:

${\displaystyle {\mathsf {2\ LiOH+CO_{2}\ {\xrightarrow {\ }}\ Li_{2}CO_{3}+H_{2}O}}}$

• обменными реакциями:

${\displaystyle {\mathsf {Li_{2}SO_{4}+Na_{2}CO_{3}\ {\xrightarrow {100^{o}C}}\ Li_{2}CO_{3}\downarrow +Na_{2}SO_{4}}}}$

Химические свойства

• Крайне неустойчив и при температуре плавления начинает разлагаться:

${\displaystyle {\mathsf {Li_{2}CO_{3}\ {\xrightarrow {730^{o}C}}\ Li_{2}O+CO_{2}\uparrow }}}$

• разлагается разбавленными кислотами:

${\displaystyle {\mathsf {Li_{2}CO_{3}+2\ HCl\ {\xrightarrow {\ }}\ 2\ LiCl+CO_{2}\uparrow +H_{2}O}}}$

• вытесняется из соли более активными металлами и углеродом при высоких температурах^[1]:

${\displaystyle {\mathsf {Li_{2}CO_{3}+Mg\ {\xrightarrow {500^{o}C}}\ 2\ Li+MgO+CO_{2}\uparrow }}}$

${\displaystyle {\mathsf {Li_{2}CO_{3}+C\ \xrightarrow {800^{o}C} \ Li_{2}O+2CO\uparrow }}}$

• в холодных водных растворах обратимо взаимодействует с углекислым газом с образованием кислой соли:

${\displaystyle {\mathsf {Li_{2}CO_{3}+H_{2}O+CO_{2}\ \rightleftarrows 2\ LiHCO_{3}}}}$

• с оксидом алюминия образует алюминат^[1]:

${\displaystyle {\mathsf {Li_{2}CO_{3}+Al_{2}O_{3}\ \xrightarrow {800-900^{o}C} 2LiAlO_{2}+CO_{2}\uparrow }}}$

Применение вещества

Карбонат лития применяется в пиротехнике, производстве стёкол и пластмасс, электроизоляционного фарфора, ситаллов, а также в чёрной металлургии (десульфурация стали), в сельском хозяйстве в качестве удобрения и кормовой добавки.^[2]

Кроме того, в психиатрии используется как нормотимик (см. Препараты лития).

Самое широкое применения у карбоната лития в металлургии (десульфация стали).

Крупным потребителем карбоната лития является стекольная промышленность. Оксид лития сильно повышает химическую стойкость стекла, при его применении вместе с оксидом натрия. В состав стекла как правило вносят (0,1-0,4 %Li₂O). Свыше 0,15 % Li₂O в составе стекла приводит к:

• понижению температуры плавления (выступает в роли флюса), что в свою очередь снижает энергозатраты и продлевает кампанию печи.
• снижению вязкости стекломассы.
• повышению качества и блеска готовой продукции, улучшает колер стекла

В стеклоделии карбонат лития применяется как в чистом виде (в том числе и оксид лития), так и в составе различных минералов, таких как: петалит Li₂O·Al₂O₃·8SiO₂ (4,3-5,7 % Li₂O), сподумен Li₂O·Al₂O₃·4SiO₂ (7,3-8 % Li₂O), лепидолит (3,9-6 % Li₂O), амблигонит (7-10 % Li₂O).