Lithiumoxid
| Kristallstruktur | |||||||||||||||||||
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| _ Li+ _ O2− | |||||||||||||||||||
| Allgemeines | |||||||||||||||||||
| Name | Lithiumoxid | ||||||||||||||||||
| Verhältnisformel | Li2O | ||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung |
weißer, geruchloser Feststoff[1] | ||||||||||||||||||
| Externe Identifikatoren/Datenbanken | |||||||||||||||||||
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| Eigenschaften | |||||||||||||||||||
| Molare Masse | 29,88 g·mol−1 | ||||||||||||||||||
| Aggregatzustand |
fest | ||||||||||||||||||
| Dichte |
2,01 g·cm−3[1] | ||||||||||||||||||
| Schmelzpunkt | |||||||||||||||||||
| Löslichkeit | |||||||||||||||||||
| Sicherheitshinweise | |||||||||||||||||||
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| Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa). | |||||||||||||||||||
Lithiumoxid ist eine chemische Verbindung, die aus Lithium und Sauerstoff aufgebaut ist. Neben dem Oxid sind auch Lithiumperoxid und Lithiumhyperoxid bekannt.
Gewinnung und Darstellung
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Lithiumoxid kann durch Verbrennung von Lithium oder durch thermische Zersetzung von Lithiumperoxid oder Lithiumhydroxid hergestellt werden.[4][5]
Eigenschaften
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Lithiumoxid ist ein weißer, geruchloser Feststoff. Es kristallisiert in einer kubischen Kristallstruktur vom anti-Fluorit-Typ mit der Raumgruppe Fm3m (Raumgruppen-Nr. 225) und dem Gitterparameter a = 4,61 Å.[6][5] Die Standardbildungsenthalpie von Lithiumoxid beträgt ΔHf0 = −599,1 kJ/mol(Li2O) = −20,05 MJ/kg(Li2O) = −299,1 kJ/mol(Li) = −43,16 MJ/kg(Li) = ~−12 kWh/kg(Li).[7]
Mit Wasser reagiert es unter Bildung von Lithiumhydroxid, mit Säuren bildet es die entsprechenden Salze. Dagegen erfolgt auch bei hohen Temperaturen oder Drücken keine Reaktion mit Sauerstoff zur Bildung von Lithiumperoxid oder -hyperoxid.[8]
Verwendung
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Keramiken und insbesondere Glaskeramik enthalten häufig Lithiumoxid, jedoch wird in der Produktion kein Lithiumoxid, sondern Lithiumminerale wie Spodumen eingesetzt.[9]
Lithiumoxid kann unter Bildung von Lithiumcarbonat Kohlenstoffdioxid binden und so aus der Umgebung entfernen.[10]
In Lithium-Ionen-Akkumulatoren kann sich Lithiumoxid wie auch Lithiumfluorid und weitere Verbindungen in der Grenzschicht zwischen Anode und Elektrolyt (Solid-Electrolyte Interphase, SEI) bilden. Dies kann den Transport von Elektronen durch die Grenzschicht und damit die Kapazität und Lebensdauer des Akkumulators negativ beeinflussen. Ab einer Schichtdicke von 19 nm Li2O oder 2,9 nm LiF ist der Elektronentransport effektiv geblockt.[11]
Lithiumoxid kann in Fusionsreaktoren als Brutmaterial im Blanket für die Erzeugung von Tritium eingesetzt werden.[12]
Einzelnachweise
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]- 1 2 3 Datenblatt Lithiumoxid bei Alfa Aesar, abgerufen am 15. Dezember 2010 (Seite nicht mehr abrufbar).
- 1 2 3 Datenblatt Lithium oxide bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 8. April 2011 (PDF).
- ↑ George K. Schweitzer, Lester L. Pesterfield: The Aqueous Chemistry of the Elements. Oxford University Press, 2010, ISBN 978-0-19-974219-6, S. 100 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
- ↑ A. F. Holleman, E. Wiberg, N. Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie. 101. Auflage. Walter de Gruyter, Berlin 1995, ISBN 3-11-012641-9, S. 1152.
- 1 2 Georg Brauer (Hrsg.), unter Mitarbeit von Marianne Baudler u. a.: Handbuch der Präparativen Anorganischen Chemie. 3., umgearbeitete Auflage. Band II, Ferdinand Enke, Stuttgart 1978, ISBN 3-432-87813-3, S. 951.
- ↑ J. M. Bijvoet, A. Karssen: X-ray investigation of the crystal structure of lithium oxide. In: Recueil des Travaux Chimiques des Pays-Bas. Band 43, Nr. 10, 1924, S. 680–684, doi:10.1002/recl.19240431002.
- ↑ A. F. Holleman, E. Wiberg, N. Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie. 101. Auflage. Walter de Gruyter, Berlin 1995, ISBN 3-11-012641-9, S. 1176.
- ↑ Pradyot Patnaik: Handbook of Inorganic Chemicals. McGraw-Hill, 2003, ISBN 0-07-049439-8, S. 507–508.
- ↑ Mariana Caroline Andrade Silva, Tiago Mozart Gonçalves Leite, Érica Linhares Reis: Effect of lithium oxide (Li2O) on the development of ceramic materials: a systematic review. In: Applied Physics A. Band 132, 2026, Artikel 215, doi:10.1007/s00339-026-09319-2.
- ↑ Hugo A. Mosqueda, Carmen Vazquez, Pedro Bosch, Heriberto Pfeiffer: Chemical Sorption of Carbon Dioxide (CO2) on Lithium Oxide (Li2O). In: Chem. Mater. Band 18, Nr. 9, 2006, S. 2307–2310, doi:10.1021/cm060122b.
- ↑ Xiangyi Zhou, Rongzhi Gao, Ziyang Hu, Weijun Zhou, YanHo Kwok, GuanHua Chen: Unveiling electron transport properties of lithium fluoride/lithium oxide interfaces in solid electrolyte interphase on lithium metal anodes. In: Journal of Power Sources. Band 655, 2025, Artikel 237946, doi:10.1016/j.jpowsour.2025.237946.
- ↑ A. Donato: A critical review of Li2O ceramic breeder material properties correlations and data. In: Fusion Engineering and Design. Band 38, Nr. 4, 1998, S. 369–392, doi:10.1016/S0920-3796(97)00123-3.