Lithiumperchlorat

Kristallstruktur
	Elementarzelle von orthorhombischem Lithiumperchlorat.
	Vorlage:Farbe Li+ 0 Vorlage:Farbe Cl7+0 Vorlage:Farbe O2−
Kristallsystem	orthorhombisch
Raumgruppe	Pnma (Nr. 62) <ref name="Wickleder" />
Gitterparameter	a = 8,657 Å, b = 6,912 Å, c = 4,832 Å<ref name="Wickleder" />
Allgemeines
Name	Lithiumperchlorat
Andere Namen	Perchlorsaures Lithium
Verhältnisformel	LiClO4
Kurzbeschreibung	weißer Feststoff<ref name="alfa"/>
Externe Identifikatoren/Datenbanken
EG-Nummer	232-237-2
ECHA-InfoCard	100.029.307
PubChem	23665649
ChemSpider	133514
DrugBank	Lua-Fehler in Modul:Wikidata, Zeile 1686: attempt to index field 'wikibase' (a nil value) Lua-Fehler in Modul:Wikidata, Zeile 1686: attempt to index field 'wikibase' (a nil value)
Wikidata	[[:d:Lua-Fehler in Modul:Wikidata, Zeile 1464: attempt to index field 'wikibase' (a nil value)\|Lua-Fehler in Modul:Wikidata, Zeile 1464: attempt to index field 'wikibase' (a nil value)]]
Eigenschaften
Molare Masse	106,39 g·mol−1 (wasserfrei); 160,431 g·mol−1 (Trihydrat);
Aggregatzustand	fest
Dichte	2,43 g·cm−3 (wasserfrei)<ref name="alfa">Datenblatt Vorlage:Linktext-Check bei Alfa AesarVorlage:Abrufdatum (Seite nicht mehr abrufbar).</ref>; 1,841 g·cm−3 (Trihydrat)<ref name="Strem">Datenblatt Vorlage:Linktext-Check (PDF) bei StremVorlage:Abrufdatum</ref>;
Schmelzpunkt	236 °C<ref name="alfa"/>
Siedepunkt	Zersetzung bei 400 °C<ref name="alfa"/>
Löslichkeit	löslich in Wasser und Ethanol<ref>Eintrag zu Lithiumperchlorat. In: Römpp Online. Georg Thieme VerlagVorlage:Abrufdatum</ref>; gut löslich in DMSO (315 g·l−1 bei 25 °C)<ref>Dimethyl Sulfoxide (DMSO) Solubility Data. Gaylord Chemical Company, L.L.C.; Bulletin 102, Juni 2014, S. 14. (PDF)</ref>;
Sicherheitshinweise
Gefahrensymbol	Gefahrensymbol
H- und P-Sätze	H: 272‐315‐319‐335
	P: 220‐261‐305+351+338<ref name="Sigma" />
	Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa).

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 Raumgruppe P6₃mc (Raumgruppen-Nr. 186)Vorlage:Raumgruppe/186. 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 Raumgruppe Pnma (Raumgruppen-Nr. 62)Vorlage:Raumgruppe/62 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