Lithiumnitrat Synthese

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Allgemeine Informationen
Lithiumnitrat ist das Lithiumsalz der Salpetersäure und ein wichtiger Bestandteil in rot-orangenen Leuchtsätzen sowie als Wärmeträger. Das Salz liegt normalerweise in farblosen Kristallen vor, ist hygroskopisch und in Ethanol ebenso löslich wie in Wasser. Die Herstellung erfolgt wie die meisten Nitrate über das passende Carbonat. Bei der theoretischen Berechnung der Synthese verzichten wir aus Zeitgründen auf die sonstigen Produkte die entstehen.


Warnhinweise

– Lithiumnitrat ist Brandfördernd
– Salpetersäure ist ätzend!

Weiterführende Links
– https://de.wikipedia.org/wiki/Lithiumnitrat

Stoffdaten
Name: Lithiumnitrat
Summenformel: LiNO3
CAS-Nummer: 7790-69-4
Aggregatzustand: fest
Dichte: 2,36g/cm3
Molare Masse: 68,95g/mol
Schmelzpunkt: 255°C
Siedepunkt: Zersetzung ab 600°C
Löslichkeit: gut in Wasser (522g/l bei 20°C), auch gut löslich in Ethanol

Theoretische Berechnung
Lithiumcarbonat    +  Salpetersäure      =   Lithiumnitrat      +    Kohlenstoffdioxid    + Wasser

Li2CO3                 +  2*HNO3             =    2*LiNO3           +            CO2                   +  H2O

     73,89g/mol       +    2*63,01g/mol   =   2*68,95g/mol      +     44,01g/mol + 18,01528g/mol

                                      199,91g/mol     =     199,92528g/mol

Probe erfolgreich! Wir können also weiter rechnen, lassen dabei aber die Produkte Kohlenstoffdioxid und Wasser außer acht.


 73,89g/mol       +    2*63,01g/mol         =      2*68,95g/mol                                               //mol

     73,89g          +      126,02g                 =      137,9g                                                    //73,89

       1g               +     1,70550…g            =       1,866…g                                       //*50

   50g Li2CO3     +    85,3g HNO3           =         93,3g LiNO3


Es handelt sich bei der Salpetersäure aber noch um 100%ige, wir haben 60%ige zur Verfügung also können wir grob rechnen:

85,3  :  0,60   =   142,2g HNO3 (60%)

50g Li2CO3     +    142,2g HNO3 (60%)     =       93,3g LiNO3

 

Materialien
– 250ml Becherglas (oder 400ml Becherglas)
– 1000ml Becherglas
– Glastrichter mit Filter
– Magnetrührer + Rührfisch
– Laborlöffel
– Thermometer
– PH-Streifen
– Exsikkator

Chemikalien
– 50g Lithiumcarbonat
– 142,2g Salpetersäure (60%)
– Destilliertes Wasser



Durchführung
1) Auf einem Magnetrührer wird ein 250ml Becherglas plaziert und 142,2g Salpetersäure (60%) vorgelegt. Ich persönlich habe ein 400ml genommen um mehr Platz bei der Reaktion zu haben, bei sehr vorsichtiger Zugabe geht aber auch das kleinere.

2) Mithilfe eines Laborlöffels werden nun portionsweise 50g Lithiumcarbonat hinzugefügt und anschließend mit dem PH-Streifen der Wert kontrolliert. Ggf. muss man noch mit ein wenig mehr Carbonat die Restsäure neutralisieren. Ein neutraler Wert von 7 wäre natürlich perfekt.

Achtung!

Bei der Zugabe entsteht CO2, es sprudelt und zischt, auch setzt die Reaktion als exotherme Reaktion, Wärme frei. Deswegen sollte man nicht das komplette Carbonat auf einmal hinzufügen

3) Jetzt werden 200ml warmes destilliertes Wasser hinzugefügt die Lösung als Ganzes einmal in ein 1000ml Becherglas abgefiltert und anschließend eingedampft. Die Dampfstufen ähneln der von Ammoniumnitrat, ab einem gewissen Zeitpunkt habe ich den Brei auf eine Petrischale gegeben und im Exsikkator ca. 3 Wochen lang getrocknet. In Regelmäßigen Abständen wurde das Lithiumnitrat dabei immer feiner gemörsert.

Ausbeute
89,7g Lithiumnitrat (im Exsikkator getrocknet), das sind 96% der Theorie