溴化锂(英文名:锂 溴化物),也称碘化钠溴化锂,是一种可用于医药、制冷等行业的无机物,可由一水合溴化锂干燥失水得到。
溴化锂为白色立方晶系结晶或粒状粉末,分子式为LiBr,摩尔质量为86.9g/摩尔,密度为3.464g/cm3,熔点550℃,沸点1265℃,具有极强的吸水性,极易潮解,易溶于水、乙醇和乙醚,微溶于吡啶,可溶于甲醇、丙酮、乙二醇等有机溶剂。溴化锂水溶液对一般金属有腐蚀性。溴化锂在空气中强烈加热,可使其显著地分解而析出溴;可与氨或胺形成一系列的加成化合物;与溴化铜、溴化高汞、碘化汞、氰化汞、溴化锶等形成可溶性盐。
工业上,溴化锂可采用中和法、溴化铁法和尿素还原法生产。溴化锂是一种高效水蒸汽吸收剂和空气湿度调节剂,54%~55%浓度的溴化锂可用作吸收式制冷剂;在有机化学中用作氯和氨脱除剂、有机纤维(如羊毛、头发等)膨胀剂;在医药中用作催眠剂和镇静剂。此外,溴化锂也可用于照相,某些高级电池中的电解质和化学试剂。
大剂量服用溴化锂可引起中枢神经系统的抑制,长期吸入可导致皮肤斑疹及中枢神经系统的紊乱。由于溴化锂水溶液对一般金属有腐蚀性,故它需要用聚乙烯塑料桶包装。储存时,应密封包装,防潮,并置于干燥、通风的库房。运输时要防雨淋和阳光曝晒。装卸时要轻拿轻放,防止包装破损。
理化性质
物理性质
溴化锂为白色立方晶系结晶或粒状粉末,分子式为LiBr,摩尔质量为86.9g/摩尔,密度为3.464g/cm3,熔点550℃,沸点1265℃。
溶解性
易溶于水、乙醇和乙醚,微溶于吡啶,可溶于甲醇、丙酮、乙二醇等有机溶剂。当温度为20°C时,溴化锂在水中的溶解度为111.2g/(100g水)。
强吸水性
溴化锂具有极强的吸水性。通常固体溴化锂中会含有一个或两个结晶水,相应的分子式分别为LiBr·H2O或LiBr·2H2O。
化学性质
稳定性
锂和溴分别属于碱和卤族元素,所以其性质与食盐相似。其化学性质稳定,在大气中不变质、不分解。
腐蚀性
溴化锂水溶液对一般金属有腐蚀性。
溴化锂在空气中加强热,可使其显著地分解而析出溴。
与氨或胺反应
可与氨或胺形成一系列的加成化合物。
与卤系化合物反应
计算化学数据
应用领域
医疗领域
溴化锂在医药中用作催眠剂和镇静剂。
制冷领域
溴化锂是一种高效水蒸汽吸收剂和空气湿度调节剂,54%~55%浓度的溴化锂可用作吸收式制冷剂。
有机化学领域
溴化锂可用作氯和氨脱除剂、有机纤维(如羊毛、头发等)膨胀剂。
电池工业领域
溴化锂可在电池工业用作高能电池和微型电池的电解质。
其它领域
溴化锂也可用于照相等行业。
毒性
大剂量服入溴化锂会抑制中枢神经系统,长期吸入可导致皮肤斑疹及中枢神经的紊乱。
制备过程
中和法
将40%的氢溴酸置于反应器中,然后逐渐加入氢氧化锂(氢溴酸与氢氧化锂重量比为5:1)使之中和,并调节溴化锂溶液,使pH≈5。其反应式为:
由于氢氧化锂原料中含有少量的钡,使制得的溴化锂溶液中亦含有这一杂质,故应加入少许硫酸锂除去。如果硫酸盐过量则用溴化钡(将氢氧化钡作用于氢溴酸而得)除去,务使分析溴化锂溶液时,不呈硫酸盐及钡离子反应。最后测得该溶液的pH仍为5。或取该液若干,加入甲基红溶液后,溶液呈黄色即可。加入活性炭,过滤,滤液浓缩。在浓缩过程中仍有混浊物出现,这是由于氢氧化锂中含有溶解度较小的碳酸锂在浓缩时析出之故。此时,应将其滤去,再继续浓缩溴化锂溶液温度至190~195℃,冷却、搅拌、结晶、离心分离,即得一水合溴化锂,立即包装。
溴化铁法
溴化铁法生产溴化锂主要以铁屑(铸铁)、溴、碳酸锂为原料。将铁屑1份置于陶瓷反应器中,加入10份水,再缓慢加入2份溴素,使加入的溴素沉于底部与铁屑作用,不致逸失。反应式为:
反应开始后,用长型温度计控制温度在70℃。如果温度过高,反应过猛,溴素会来不及反应而逸失。因而溴素加入速度应使温度不超过70℃为限。溴素加完后,继续放置,令其作用完全。反应完全的溴化铁溶液应呈绿色。否则,可加热使其反应完全,然后过滤。将制得的溴化铁溶液置于搪瓷反应器中,加热。分批加入一份碳酸锂,搅拌之。最后加入少量氢氧化锂使作用完全。其反应式为:
然后过滤,滤液应呈无色透明。滤渣以水洗涤,过滤。滤液合并并浓缩至表面似有结膜。冷却,结晶,离心分离得成品。
尿素还原法
尿素还原法采用工业溴与碳酸锂在还原剂尿素的存在下,进行反应生成溴化锂。主要生产设备为锅炉、溶解槽、反应釜、溴贮罐等。主要反应式为:
以上反应可以用下面的总式表示:
生产流程:
(1)尿素还原法生产溴化锂的各种原料的配比为:溴 : 尿素 : 碳酸锂=1 : 0.13 : 0.46。
(2)在快速搅拌下,分次少量将碳酸锂细末加到盛冰水的溶解槽中溶化(注意不能使温度升高,因为温度高溶解度降低)至饱和。
(3)再加入所需尿素搅拌使溶解其中,然后把料液泵入反应釜中。
(4)在不断搅拌下,从溴贮器中徐徐把工业溴通入反应釜中,开始时通溴量较大,以后逐渐减少,接近终点时更小。在通溴过程中,当溶液的PH<3时,即有溴蒸汽开始从液面下溢出的瞬间(要严格控制),要及时分次少量投入碳酸锂粉末进行中和。中和后将料液从60℃升高到80℃,并控制pH值=5.0,先用精密试纸测试,再用甲基红试剂检查呈红色即达终点。
(5)检查溶液中的杂质:
①用pH试纸,其尾部呈鲜红色条状表示溴过量,应加少量尿素处理;
②如加入硫酸溶液时溶液中有溴盐(黄色),则应加少量硫脲分解,还原成溴化锂;
③如果硫酸根过多,煮沸,调节pH≤5.0,加少量Ba(OH)2溶液,搅拌30分钟,静置两小时,使SO42-消失,钡盐沉淀,升温煮沸,再加少量硫酸锂饱和溶液,除去钡盐。
(6)将上述净化后的溶液(pH=5.0),在搅拌下加入活性炭脱色,然后过滤。
(7)将滤液泵入浓缩锅浓缩,浓缩过程中分几次补加料液同时会出现混浊物(Li2CO3),采用捞晶法捞去,再浓缩至溶液温度达190~195℃为止。
(8)趁热过滤,滤液经过冷却、结晶、甩干,即得一水合溴化锂。立即包装、密封,放入干燥库房中。
安全事宜
接触限值
按锂元素折算,以可吸入颗粒物计,最高容许浓度(MAK)0.2毫克/立方米。
包装
溴化锂要用聚乙烯塑料桶包装。
储存
由于溴化锂极易潮解,因此应密封包装,防潮,并置于干燥、通风的库房。
运输
溴化锂运输时要防雨淋和阳光曝晒。装卸要轻拿轻放,防止包装破损。
安全标志
溴化锂水溶液
性质
溴化锂极易溶解于水,形成溴化锂水溶液。溴化锂水溶液的主要特点是:
再生方法
(1)溴化锂溶液的pH值大于10溶液的碱性过大时,可取浓度为20%的氢溴酸溶液加人到溴化锂溶液中,调整溴化锂溶液的pH值为8~10。
(2)溴化锂溶液中铬酸锂含量小于0.25%时,将需要再生的溶液总量统计一下,把浓度为10%的铬酸锂溶液,按含铬酸锂0.25%~0.30%的要求加人到溴化锂再生溶液中。
(3)溴化锂溶液浑浊不清或沉淀物较多时,可将溴化锂溶液加热到沸腾。调整溴化锂溶液的pH值在8~9后静置24h,将上层的清液吸到过滤器中,把溴化锂溶液浑浊物或沉淀物过滤干净。
(4)溴化锂溶液呈暗红色pH值<8显酸性时,可用浓度为10%的氢氧化锂溶液,调整溴化锂溶液的pH值为8~9。
(5)溴化锂溶液含量低于50%时,可将需要再生的溶液总量统计一下,然后加入固体溴化锂。
经分析测试溴化锂溶液多项指标不合格时,可将需要再生处理的溴化锂溶液送到溴化锂溶液生产厂进行再生处理。
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