Lithiumperchlorat
Lithiumperchlorat ist das Lithiumsalz der Perchlorsäure und wie viele Perchlorate bei erhöhter Temperatur ein starkes Oxidationsmittel. Es ist ein farbloser, in Wasser, Alkoholen und einigen anderen Lösungsmitteln leicht löslicher Feststoff.
Herstellung
Lithiumperchlorat kann aus Perchlorsäure und Lithiumcarbonat hergestellt werden.<ref name="Abegg">R. Abegg, F. Auerbach, I. Koppel: Handbuch der anorganischen Chemie. Verlag S. Hirzel, 1908, 2. Band, 1. Teil, S. 137. Volltext</ref>
- <chem>Li2CO3 + 2HClO4 -> 2LiClO4 + H2O + CO2 ^ </chem>
Eigenschaften
Lithiumperchlorat kristallisiert als Trihydrat LiClO4 · 3 H2O im hexagonalen Kristallsystem in der Vorlage:Raumgruppe. Die Gitterparameter betragen a = 7,719 Å und c = 5,455 Å.<ref name="Sequeira">A. Sequeira, I. Bernal, I.D. Brown, R. Faggiani: "The Structure of Lithium Perchlorate Trihydrate Li(H2O)3ClO4 - an X-ray and Neutron Diffraction Study" in Acta Cryst. 1975, B31, S. 1735. doi:10.1107/S0567740875006000.</ref> Bei 98 - 100 °C geht es unter Wasserabspaltung in ein Monohydrat LiClO4 · H2O über. Das Anhydrat entsteht bei 130 - 150 °C,<ref name="Abegg" /> es ist hygroskopisch<ref name="alfa" /> und kristallisiert im orthorhombischen Kristallsystem in der Raumgruppe Vorlage:Raumgruppe und den Gitterparametern a = 8,657 Å, b = 6,912 Å und c = 4,832 Å. In der Elementarzelle befinden sich vier Formeleinheiten.<ref name="Wickleder">M. S. Wickleder: Crystal Structure of LiClO4 in Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie, 2003, 629(9), S. 1466–1468. doi:10.1002/zaac.200300114.</ref>
Lithiumperchlorat ist in Wasser und polaren organischen Lösungsmitteln gut bis sehr gut löslich.<ref name="Long" />
Löslichkeit in verschiedenen Lösungsmitteln bei 25 °C<ref name="Long">Long, J.R.: Perchlorate safety: Reconciling inorganic and organic guidelines in Chem. Health Safety 9 (2002) 12–18, doi:10.1016/S1074-9098(02)00294-0.</ref><ref name="Willard">Willard, H.H.; Smith, G.F.: The Perchlorates of the Alkali and Alkaline Earth Metals and Ammonium. Their Solubility in Water and Other Solvents in J. Am. Chem. Soc. 45 (1923) 286–297, doi:10.1021/ja01655a004.</ref> Lösungsmittel Wasser Methanol Ethanol n-Propanol Aceton Ethylacetat Diethylether Löslichkeit in g/100 g Lösungsmittel 59,71 182,25 151,76 105,00 136,52 95,12 113,72
Bei 380 °C zersetzt sich reines Lithiumperchlorat zunächst in Lithiumchlorat, Lithiumchlorid und Sauerstoff.<ref name="Abegg" /> Das gebildete Lithiumchlorat zersetzt sich in einer Folgereaktion in Lithiumchlorid und Sauerstoff:
- <chem>4LiClO_4 ->[\Delta] 2LiClO3 + 2LiCl + 5O2 ^</chem>
- <chem>2LiClO_3 \ ->[\Delta] 2LiCl + 3O2 ^ </chem>
Die Gesamtreaktion lautet demnach:
- <chem>LiClO4 ->[\Delta] LiCl + 2O2 ^ </chem>
Verunreinigtes Lithiumperchlorat kann sich schon unterhalb von 300 °C in heftiger Reaktion zersetzen.
Handhabung
Hitze, offene Flammen, starke Reduktionsmittel und entzündliche Substanzen sollten aufgrund der Explosionsgefahr vermieden werden.
Einsatzbereiche
Lithiumperchlorat wird technisch nur begrenzt eingesetzt, da es teuer und schwer zu handhaben ist. Da es in vielen organischen Lösungsmitteln, einschließlich Ethanol und Ether, relativ gut löslich ist, wird es als Elektrolyt verwendet, wobei insbesondere die Anwendung in Lithiumbatterien bedeutend ist. Ein weiteres Beispiel für eine Verwendung als Elektrolyt in nichtwässrigen Lösungen ist die Herstellung von Polypyrrol, das dann auch mit Lithiumperchlorat dotiert werden kann.
Da Lithiumperchlorat unter allen bisher bekannten Perchloraten das günstigste Masse-Volumen-Verhältnis an Sauerstoff aufweist, wird es in der Luft- und Raumfahrt als Sauerstoffträger geschätzt.
Einzelnachweise
<references/>