Lithiumphosphat

Strukturformel
3 Lithiumion Phosphation
Allgemeines
Name	Lithiumphosphat
Andere Namen	Lithiumorthophosphat Trilithiumorthophosphat
Summenformel	Li3PO4
Kurzbeschreibung	farb- und geruchloser Feststoff<ref name="Sigma" /><ref name="GESTIS" />
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer Vorlage:CASRN EG-Nummer 233-823-0 ECHA-InfoCard 100.030.736 PubChem 165867 DrugBank Wikidata [[:d:|]]
Eigenschaften
Molare Masse	115,79 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
Dichte	2,45 g·cm−3<ref name="Zemann" /> 2,42 g·cm−3 (Hochtemperaturform)<ref name="Roempp" /> 2,41 g·cm−3<ref name="Roempp" />
Schmelzpunkt	837 °C<ref name="FMC" />
Löslichkeit	schwer in Wasser<ref name="Zemann" /> (0,39 g·l−1 bei 18 °C)<ref name="Roempp" />
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung<ref name="GESTIS" /> Gefahrensymbol Achtung H- und P-Sätze H: 302 P: 264​‐​270​‐​301+312​‐​501<ref name="GESTIS" />
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa).

Lithiumphosphat ist eine chemische Verbindung aus der Gruppe der Phosphate.

Vorkommen

Lithiumphosphat findet sich als seltenes Mineral in der Natur und ist unter dem Namen Lithiophosphat (auch Lithiophosphatit) als eigenständige Mineralart anerkannt.<ref name="IMA-Liste" />

Gewinnung und Darstellung

Lithiumphosphat kann aus alkalischen (z. B. Natriumhydroxid-), mit etwas Dinatriumhydrogenphosphat Na₂HPO₄ versetzten Lösungen gewonnen werden. Beim Erhitzen fällt bei Anwesenheit von Li⁺ (gelösten anderen Lithiumsalzen, z. B. Lithiumchlorid) Lithiumphosphat als weißer Niederschlag aus:<ref name="Buff" />

<math>\mathrm{3 \,Li^+ + HPO_4^{2-} + OH^- \rightarrow Li_3PO_4 \downarrow + H_2O}</math>

Ebenfalls möglich ist die Gewinnung durch Reaktion einer wässrigen Suspension von Lithiumcarbonat mit Phosphorsäure und anschließendem Erhitzen bis zum Sieden. Es existiert auch eine bei normalen Temperaturen stabile Hochtemperaturform von Trilithiumphosphat die bei Temperaturen oberhalb der Umwandlungstemperatur von 502 °C z. B. aus geschmolzenem Lithiumchlorid kristallisiert werden kann.<ref name="Roempp" />

Eigenschaften

Lithiumphosphat ist ein farbloser Feststoff. Er kristallisiert orthorhombisch mit den Gitterkonstanten a=6,12 Å, b=10,53 Å und c=4,93 Å mit der Raumgruppe Pmnb (Raumgruppen-Nr. 62, Stellung 2)Vorlage:Raumgruppe/62.2.<ref name="Zemann" /> Es kommt auch als Lithiumphosphat-Hemihydrat Li₃PO₄·½H₂O vor.

Die Hochtemperaturvariante besitzt ebenfalls eine orthorhombische Kristallstruktur, jedoch mit der Raumgruppe Pcmn (Nr. 62, Stellung 4)Vorlage:Raumgruppe/62.4.<ref name="Wang-et-al" />

Daneben existieren auch noch Lithiummetaphosphat LiPO₃ (monoklin, Raumgruppe Pn (Nr. 7, Stellung 2)Vorlage:Raumgruppe/7.2), Lithiumpolyphosphat (P₂O₅:Li₂O > 1), Lithiumdihydrogenphosphat LiH₂PO₄ (orthorhombisch, Raumgruppe Pna2₁ (Nr. 33)Vorlage:Raumgruppe/33) und Lithiumdihydrogendiphosphat Li₂H₂P₂O₇.

Verwendung

Lithiumphosphat kann zum Nachweis von Lithium per Fällungsreaktion im alkalischen Medium verwendet werden.<ref name="TBC" /> Es wird weiterhin als Bestandteil von bestimmten Emailen und als Polymer-Zwischenprodukt eingesetzt.<ref name="FMC" /> Daneben wird es zur Gewinnung von Lithium-Eisenphosphat für Lithium-Eisenphosphat-Akkumulatoren und mit Stickstoff dotiert auch als Lithium-Ionenleiter verwendet.<ref name="Roempp" />

Einzelnachweise

<references> <ref name="Buff"> H. L. Buff: Kurzes Lehrbuch der anorganischen Chemie entsprechend den neueren Ansichten. 1868, S. 186 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).  </ref> <ref name="FMC"> Datenblatt Lithium Phosphate, Lithium Orthophosphine Tertiary bei fmclithium.com (PDF; 208 kB) (Memento vom 16. Mai 2018 im Internet Archive) </ref> <ref name="GESTIS"> Eintrag zu Vorlage:Linktext-Check in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFAVorlage:Abrufdatum (JavaScript erforderlich) </ref> <ref name="IMA-Liste"> Vorlage:IMA-Liste </ref> <ref name="Roempp"> Eintrag zu Lithiumphosphate. In: Römpp Online. Georg Thieme VerlagVorlage:Abrufdatum </ref> <ref name="Sigma"> Datenblatt Vorlage:Linktext-Check bei Sigma-AldrichVorlage:Abrufdatum (PDF). </ref> <ref name="TBC"> Karl-Heinz Lautenschläger, Werner Schröter, Andrea Wanninger: Taschenbuch der Chemie. 20., überarbeitete und erweiterte Auflage. 2005, ISBN 3-8171-1760-4, S. 662.  </ref> <ref name="Wang-et-al"> </ref> <ref name="Zemann"> </ref> </references>