Lithiumperchlorat

Strukturformel
Allgemeines
Name	Lithiumperchlorat
Andere Namen	Perchlorsaueres Lithium
Summenformel	LiClO4
CAS-Nummer	7791-03-9
Kurzbeschreibung	weißer Feststoff[1]
Eigenschaften
Molare Masse	106,39 g·mol–1
Aggregatzustand	fest
Dichte	2,43 g·cm–3[1]
Schmelzpunkt	236 °C[1]
Siedepunkt	Zersetzung bei 430 °C[1]
Löslichkeit	löslich in Wasser und Ethanol[2]
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung [3] Gefahr H- und P-Sätze H: 272-315-319-335 EUH: keine EUH-Sätze P: 220-​261-​305+351+338 [3] EU-Gefahrstoffkennzeichnung [1] Gesundheits- schädlich Brand- fördernd (Xn) (O) R- und S-Sätze R: 8-22-36/37/38 S: 17-26-36
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

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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.^[4]

$\mathrm{Li_2CO_3 + 2\ HClO_4 \longrightarrow 2\ LiClO_4 + H_2O + CO_2 \uparrow}$

Eigenschaften

Lithiumperchlorat kristallisiert als Trihydrat LiClO₄ · 3 H₂O im hexagonalen Kristallsystem in der Raumgruppe P6₃mc. Die Gitterparameter betragen a = 7,719 Å und c = 5,455 Å.^[5] Bei 98 - 100 °C geht es unter Wasserabspaltung in ein Monohydrat LiClO₄ · H₂O über. Das Anhydrat entsteht bei 130 - 150 °C,^[4] es kristallisiert im orthorhombischen Kristallsystem in der Raumgruppe Pnma und den Gitterparametern a = 8,657 Å, b = 6,912 Å und c = 4,832 Å. In der Elementarzelle befinden sich vier Formeleinheiten.^[6]

Bei 380 °C zersetzt sich reines Lithiumperchlorat zunächst in Lithiumchlorat, Lithiumchlorid und Sauerstoff.^[4] Das Lithiumchlorat zersetzt sich ebenfalls:

$\mathrm{2\ LiClO_4 \ \xrightarrow {\Delta} \ LiClO_3 + LiCl + O_2\ \uparrow}$

$\mathrm{2\ LiClO_3 \ \xrightarrow {\Delta} \ 2\ LiCl + 3\ O_2 \uparrow}$

Die Gesamtreaktion lautet demnach:

$\mathrm{LiClO_4 \ \xrightarrow {\Delta} \ LiCl + 2\ O_2\ \uparrow}$

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 das günstigste Masse-Volumen-Verhältnis an Sauerstoff unter allen Perchloraten aufweist, wird es in der Luft- und Raumfahrt als Sauerstoffträger geschätzt.

Einzelnachweise

1. ↑ ^{a b c d e} Datenblatt Lithiumperchlorat bei AlfaAesar, abgerufen am 15. Dezember 2010 (JavaScript erforderlich).
2. ↑ Helmut Sitzmann in: Römpp Online - Version 3.5, 2009, Georg Thieme Verlag, Stuttgart.
3. ↑ ^{a b} Datenblatt Lithium perchlorate bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 8. April 2011.
4. ↑ ^{a b c} R. Abegg, F. Auerbach, I. Koppel: Handbuch der anorganischen Chemie. Verlag S. Hirzel, 1908, 2. Band, 1. Teil, S. 137. Volltext
5. ↑ A. Sequeira, I. Bernal, I.D. Brown, R. Faggiani: "The Structure of Lithium Perhclorate Trihydrate Li(H₂O)₃ClO₄ - an X-ray and Neutron Diffraction Study" in Acta Cryst. 1975, B31, S. 1735. Abstract
6. ↑ M. S. Wickleder: "Crystal Structure of LiCl0₄" in Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie, 2003, 629(9), S. 1466-1468. doi:10.1002/zaac.200300114